謝東風,吳修廣

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 嘉興電廠取排水現(xiàn)狀

嘉興電廠位于浙江省平湖市六里灣,面向杭州灣北岸深槽,距上海市90 km,杭州市122 km。電廠一期工程安裝2×300MW國產(chǎn)引進型燃煤機組,分別于1995年7月和12月運行發(fā)電,二期工程安裝4×600 MW國產(chǎn)引進型燃煤機組,已于2004年8月后陸續(xù)投入運行;三期工程2×1000 MW超臨界燃煤機組,目前投入運行,各期取排水口和碼頭布置見圖1。一期取水口位于一期碼頭上游約110 m的深槽內(nèi)側(cè)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灣。設(shè)計循環(huán)水取、排水量一、二、三期分別為22,84,68 m3/s。

根據(jù)2005年7月浙江省水利河口研究院 《嘉興電廠三期工程—循環(huán)冷卻水溫排放專題研究》 報告[1]中的結(jié)論之一:“由于嘉興電廠擴建后循環(huán)水量達174 m3/s,且取排水口相距較近,故各期取水口溫升峰值較高,尤其是距排水口僅230 m的一期取水口,其峰值在不利條件下可超過7℃,但高溫升持續(xù)時間較短,小潮時一期取水口超3℃溫升歷時為3 h左右?！笨梢?三期運行后,一期取水口循環(huán)水溫升峰值將超過7℃。根據(jù)電廠運行部門資料,2005年以來,每年夏季在電廠一、二、三期同時運行時,一期被迫降負荷運行,甚至被迫停機。

由于杭州灣自然變化及圍墾等因素,使一、二、三期取水口附近的潮流、泥沙沖淤發(fā)生變化,導(dǎo)致二、三期工程實施后,一期循環(huán)水取水口的安全性和經(jīng)濟性受到了影響。

2011年起,三期機組投產(chǎn)后,其循環(huán)水排水對二期機組的影響也已經(jīng)逐漸有所體現(xiàn)。從2012年2月20日至3月19日1個月的海水溫度變化趨勢看,目前二期機組的循環(huán)水入口海水暖流溫升有2～9℃的變化,溫升最大時可達9℃,而三期機組一般有3℃左右的變化,最大不超過4℃,查2011年同期二期機組循環(huán)水暖流的溫升變化情況,總體沒有2012年大。從當前這一現(xiàn)象估計在夏季工況時,二期機組將會出現(xiàn)較往年更大的暖流影響,甚至可能會影響到機組的正常負荷。

2 影響因素初探

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研,影響取水溫升進一步升高的因素主要有取排水口及電廠碼頭附近水域沖淤特征、漲落潮流速流向、取排水口近域河床和邊界特征等。

2.1 取水口附近水域沖淤

益山至獨山六里灣深槽高程自上游向下游逐漸抬高,沖淤變幅則是上游大,下游小。20世紀70年代以來,益山深潭沖淤變幅大,平均淤積0.03～0.15m/a。取水口所在北岸深槽的淤積將會繼續(xù)向下游發(fā)展,自然狀態(tài)下仍有一定量的淤積。隨著最近幾年,嘉興電廠上、下游水域進行了較大面積的圍涂及碼頭建設(shè),使附近水域條件發(fā)生了較大變化,各期取水口附近水域近年來產(chǎn)生了較大的淤積。在可預(yù)見的時段內(nèi),嘉興港獨山港區(qū)碼頭建設(shè)速度將加快,下游距離嘉電碼頭較遠水域單個建設(shè)碼頭造成嘉興電廠碼頭附近水域的淤積量一般不會太大,但是水域中存在的結(jié)構(gòu)物對周圍環(huán)境的影響是逐漸體現(xiàn)和不可逆的,多個碼頭的影響也不是簡單的線性疊加。獨山港區(qū)規(guī)劃的28個連片碼頭及大量棧橋全部建成后,受碼頭、棧橋阻水的影響。經(jīng)初步分析,受此影響嘉興電廠取水口附近水域的漲潮流速將大幅度減小,各期取水口附近水域?qū)⒊霈F(xiàn)進一步淤積(見圖2,斷面位置見圖1)。

圖2 二、三期取水口所在斷面歷次大比尺測圖的斷面形態(tài)圖

2.2 取水口附近漲落潮流特征

杭州灣北岸電廠所在水域?qū)僬?guī)淺海半日潮流區(qū),受地形影響,潮流的運動形式為往復(fù)流。從取排水口外測水域局部小范圍漲、落急時刻流速等值線、流矢分布(見圖3)[2]可見:取水口水域的潮流基本屬于往復(fù)流,漲、落急流向基本平行于水下地形等深線,漲急流速約0.9～1.1 m/s,落急流速約為0.6～0.8 m/s,該水域是明顯的漲潮流為主,維持水深條件的主要動力為漲潮流。

圖3 取排水口附近水域現(xiàn)狀漲、落急流矢圖

2.3 取水溫升形勢分析

通過圖4的衛(wèi)星照片清晰可見,一期排水口排水通道向一期碼頭棧橋的中部延伸,落潮中后期,一期排水口排出的溫排水直接流向一期取水口(見圖5);同時二、三期排出的溫水也通過一期取水口附近流向下游。

一期取水口距離一、二、三期排水口較近,直線距離分別只有430,230,280 m,近年來取、排水口、碼頭后側(cè)水域持續(xù)淤積 (平均淤高0.5～1.5 m),隨著周邊工程建設(shè)速度的加快,該水域還會出現(xiàn)一定的淤積。尤其是一、二、三期溫排水在落潮中后期直接流向一期取水口,導(dǎo)致一期取水口在不利條件下溫升峰值可超過9℃。

而漲潮初期,由于漲潮流較小,二、三期溫排水貼著三期碼頭后側(cè)流向二、三期取水口(見圖4)。二期取水溫升目前看來僅在個別測次中溫升出現(xiàn)了比較嚴重的情況,而三期取水口位置更靠近上游側(cè),尚沒有出現(xiàn)較高的溫升過程。但是隨著臨近三期碼頭對附近水域淤積影響的進一步體現(xiàn),下游側(cè)大規(guī)模碼頭建設(shè)的淤積影響,以及益山深潭的進一步淤積,二、三期取水溫升將進一步加劇。

圖4 嘉興電廠及取排水口水域衛(wèi)星圖片

圖5 低潮位時一期排水口溫排水漫灘流圖

[1]熊紹隆.嘉興電廠三期工程循環(huán)冷卻水溫排放專題研究報告[R].杭州:浙江省水利河口研究院,2005.

[2]吳修廣.鄰近碼頭對獨山外閘閘下沖淤影響分析報告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.