嘉兴电厂取排水现状及影响因素分析

谢东风,吴修广

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 嘉兴电厂取排水现状

嘉兴电厂位于浙江省平湖市六里湾,面向杭州湾北岸深槽,距上海市90 km,杭州市122 km。电厂一期工程安装2×300MW国产引进型燃煤机组,分别于1995年7月和12月运行发电,二期工程安装4×600 MW国产引进型燃煤机组,已于2004年8月后陆续投入运行;三期工程2×1000 MW超临界燃煤机组,目前投入运行,各期取排水口和码头布置见图1。一期取水口位于一期码头上游约110 m的深槽内侧陡坡上,二期取水口位于益山深潭,三期取水口建于益山深潭二期取水口上游;各期排水口均布置在六里湾。设计循环水取、排水量一、二、三期分别为22,84,68 m3/s。

根据2005年7月浙江省水利河口研究院 《嘉兴电厂三期工程—循环冷却水温排放专题研究》 报告[1]中的结论之一:“由于嘉兴电厂扩建后循环水量达174 m3/s,且取排水口相距较近,故各期取水口温升峰值较高,尤其是距排水口仅230 m的一期取水口,其峰值在不利条件下可超过7℃,但高温升持续时间较短,小潮时一期取水口超3℃温升历时为3 h左右。”可见,三期运行后,一期取水口循环水温升峰值将超过7℃。根据电厂运行部门资料,2005年以来,每年夏季在电厂一、二、三期同时运行时,一期被迫降负荷运行,甚至被迫停机。

由于杭州湾自然变化及围垦等因素,使一、二、三期取水口附近的潮流、泥沙冲淤发生变化,导致二、三期工程实施后,一期循环水取水口的安全性和经济性受到了影响。

2011年起,三期机组投产后,其循环水排水对二期机组的影响也已经逐渐有所体现。从2012年2月20日至3月19日1个月的海水温度变化趋势看,目前二期机组的循环水入口海水暖流温升有2～9℃的变化,温升最大时可达9℃,而三期机组一般有3℃左右的变化,最大不超过4℃,查2011年同期二期机组循环水暖流的温升变化情况,总体没有2012年大。从当前这一现象估计在夏季工况时,二期机组将会出现较往年更大的暖流影响,甚至可能会影响到机组的正常负荷。

2 影响因素初探

根据现场调研,影响取水温升进一步升高的因素主要有取排水口及电厂码头附近水域冲淤特征、涨落潮流速流向、取排水口近域河床和边界特征等。

2.1 取水口附近水域冲淤

益山至独山六里湾深槽高程自上游向下游逐渐抬高,冲淤变幅则是上游大,下游小。20世纪70年代以来,益山深潭冲淤变幅大,平均淤积0.03～0.15m/a。取水口所在北岸深槽的淤积将会继续向下游发展,自然状态下仍有一定量的淤积。随着最近几年,嘉兴电厂上、下游水域进行了较大面积的围涂及码头建设,使附近水域条件发生了较大变化,各期取水口附近水域近年来产生了较大的淤积。在可预见的时段内,嘉兴港独山港区码头建设速度将加快,下游距离嘉电码头较远水域单个建设码头造成嘉兴电厂码头附近水域的淤积量一般不会太大,但是水域中存在的结构物对周围环境的影响是逐渐体现和不可逆的,多个码头的影响也不是简单的线性叠加。独山港区规划的28个连片码头及大量栈桥全部建成后,受码头、栈桥阻水的影响。经初步分析,受此影响嘉兴电厂取水口附近水域的涨潮流速将大幅度减小,各期取水口附近水域将出现进一步淤积(见图2,断面位置见图1)。

图2 二、三期取水口所在断面历次大比尺测图的断面形态图

2.2 取水口附近涨落潮流特征

杭州湾北岸电厂所在水域属正规浅海半日潮流区,受地形影响,潮流的运动形式为往复流。从取排水口外测水域局部小范围涨、落急时刻流速等值线、流矢分布(见图3)[2]可见:取水口水域的潮流基本属于往复流,涨、落急流向基本平行于水下地形等深线,涨急流速约0.9～1.1 m/s,落急流速约为0.6～0.8 m/s,该水域是明显的涨潮流为主,维持水深条件的主要动力为涨潮流。

图3 取排水口附近水域现状涨、落急流矢图

2.3 取水温升形势分析

通过图4的卫星照片清晰可见,一期排水口排水通道向一期码头栈桥的中部延伸,落潮中后期,一期排水口排出的温排水直接流向一期取水口(见图5);同时二、三期排出的温水也通过一期取水口附近流向下游。

一期取水口距离一、二、三期排水口较近,直线距离分别只有430,230,280 m,近年来取、排水口、码头后侧水域持续淤积 (平均淤高0.5～1.5 m),随着周边工程建设速度的加快,该水域还会出现一定的淤积。尤其是一、二、三期温排水在落潮中后期直接流向一期取水口,导致一期取水口在不利条件下温升峰值可超过9℃。

而涨潮初期,由于涨潮流较小,二、三期温排水贴着三期码头后侧流向二、三期取水口(见图4)。二期取水温升目前看来仅在个别测次中温升出现了比较严重的情况,而三期取水口位置更靠近上游侧,尚没有出现较高的温升过程。但是随着临近三期码头对附近水域淤积影响的进一步体现,下游侧大规模码头建设的淤积影响,以及益山深潭的进一步淤积,二、三期取水温升将进一步加剧。

图4 嘉兴电厂及取排水口水域卫星图片

图5 低潮位时一期排水口温排水漫滩流图

[1]熊绍隆.嘉兴电厂三期工程循环冷却水温排放专题研究报告[R].杭州:浙江省水利河口研究院,2005.

[2]吴修广.邻近码头对独山外闸闸下冲淤影响分析报告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.