火力发电厂防洪措施的分析

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火力发电厂防洪措施的分析

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 2330


“水火无情 ”,无 数次肆虐的洪水给我们的家园带来了毁灭性的破坏,给国家财产带来了巨大的损失。国家每 年投入巨大的人力、物力、财力对江、河、湖、海进行治理和防护,以提高其防洪标准。尽 管如此,防洪标准还是不能满足个别防洪对象。对于不同的防洪对象,根据其在国民经济中 的地位、等级、规划的使用寿命等,其防洪标准也不尽相同。比如,城市防洪、水库防洪、 铁路防洪、公路防洪、工矿企业防洪等,都有不相同的防洪标准。

  作为耗资巨大、关系人民生活安全稳定的火力发电厂,按照不同的等级划分,防洪标准也有 所不同。Ⅰ级火力发电厂(规划容量≥2 400MW),防洪标准≥100、200年一遇的高水(潮 )位(对于风暴潮严重地区的特大型海滨发电厂取200年);Ⅱ级火力发电厂(2 400MW>规 划容量≥400MW),防洪标准≥100年一遇的高水(潮)位;Ⅲ级火力发电厂(规划容量<40 0MW),防洪标准≥50年一遇的高水(潮)位。火电厂防洪设施标准应高于相应高水(潮) 位加0.5m的安全超高,并且宜在初期工程中按规划的规模一次建成。对于靠近江、河、湖、 海且不满足防洪要求的火力发

防渗膜标准名称为聚乙烯土工膜,主要是乳白色半透明至不透明的热塑性树脂材料-聚乙烯树脂制作而成。聚乙烯是高分子聚合物,是无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为110℃-130℃,相对密度0.918—0.965;防渗膜具有良好的耐热性和耐寒性。化学稳定性好,具有较高的刚性和韧性,机械强度好,耐环境应力开裂与耐撕裂强度性能好,随着密度的上升,机械性能和阻隔性能会相应提高,耐热,和抗拉强度也更高;可耐酸、碱、有机溶剂等腐蚀。

电厂厂址,就需要采取适当措施提高电厂防洪标准。

  1 火力发电厂的防洪措施

  防洪措施包括防洪工程措施和防洪非工程措施。

  1.1 防洪工程措施

  防洪工程措施在于改变洪水天然运动特性的措施,主要有堤防、河道整治工程、蓄滞洪工程 和水库等,通过这些工程手段扩大河道泄量、分流、疏导和拦蓄洪水,以减轻灾害;

  1.2 防洪非工程措施

  防洪非工程措施在于辅助工程措施发挥功能、协调人与洪水之间关系、缓解洪水灾害影响的 措施,主要包括洪水预报、洪水警报、蓄滞洪区管理、洪水保险、河道清障、河道管理、超 标准洪水防御措施、灾后救济等,通过这些非工程措施,可以避免、预防洪水侵袭,适应各 种类型洪水的变化,更好地发挥防洪工程的效益,从而减轻洪灾损失。火力发电厂根据其防 洪标准应采取以防洪工程措施为主,防洪非工程措施为辅的防洪体系,可因地制宜地采用防 洪堤、排洪沟、河道整治、水库、挡水围墙、场地整体垫高等构筑物来防御洪水的威胁。防 洪堤主要适用于远离城镇,地形开阔的工程建设中,就近有充足的土石方来源,并且洪水位 较高;排洪沟主要是对自然形成的沟渠进行整治与连通,要求有地势较低的排泄源,能快速 将洪水排泄;河道整治和水库工程是水利主管部门负责建设的,火电厂建设工程位于上述工 程规划的防洪范围之内,且防洪标准能满足电厂工程的防洪要求,电厂可利用其防洪;挡水 围墙适用于洪水位较低、场地条件有限、土石方来源较困难的工程,并且适宜于要求形象较 高的工程中;场地整体垫高主要适用于洪水位较低的工程。

  具体采取什么样的防洪措施,要根据工程所处的地理位置、周围环境、洪水来源及影响程度 等因素综合考虑,通过技术经济比较得出最佳方案。

  2 实例分析

  下面将结合几个火电厂工程对上述问题进行分析、探讨。

  2.1 亚能辰光电厂2×600MW机组工程

  本工程电厂厂址距呼和浩特市仅20km,厂址内地形平坦开阔,自然标高在1 016.52~1 019.98m之间。厂址100年一遇设计洪水水位为H1%=[CM)]1 016.61m,厂址应予以考虑暴雨 产生的雨洪。

  对于这样局部位置自然地面标高小于设计洪水位标高的厂址,可行的防洪措施有局部垫高、 挡水围墙和防洪堤。但挡水围墙和防洪堤所需的地上、地下结构材料为浆砌片石或混凝土, 产生的费用较大,并且厂区各个出入口处的挡水构筑物不可能封闭,还需独立采取一定的防 洪措施。而本工程采取局部垫高方式,在自然地面标高小于1 016.61m(设计洪水位标高) 加0.5m(安全超高)的位置进行垫高,使厂区设计标高控制在1 017.11m以上。综合考虑厂 址地形条件和厂区排水,厂区竖向设计依据自然坡度标高控制在1 017.36~1 018.25m之间 ,发生的土石方工程量为:填方233 000m3,挖方8 900m3。考虑到厂区基槽余土约有15万m3,不足土方74[KG*2]100m3可从该电厂平原灰 场取土。这样即可满足电厂填方需要 ,达 到防洪要求,同时扩大了灰场的库容。

  因此,本工程采取局部垫高的方式在技术上是可行的,在经济上是合理的。但是,本工程经 过技术经济比较后认为:在防洪堤、排洪沟、挡水围墙等防洪措施上是不合理的。

  2.2 临河热电厂2×300MW供热机组工程

  本工程位于内蒙古临河市东郊,距临河市约10km.厂址南临京-包铁路和黄河,自然地面标 高在1 037.00~1 038.15m之间。黄河在该区段内的防洪标准为50年一遇,在电厂厂址对应 断面处为100年一遇,设计洪水水位为H1%=1 039.42m。电厂需要采取防洪措施。

  电厂防洪如果采取整体垫高方式,场地需垫高1.77~2.92m,就电厂厂区一期工程而言需要 填方约676 500m3,安装施工区需要填方225 500m3。对处于巴彦淖尔市临河区东郊的电 厂工 程而言,土方来源是很紧缺的,要购置符合电厂填方要求的、数额如此巨大的土方量是很困 难的。而且,填方高度太大会导致厂区所有附属建(构)筑物基础埋深增加或进行换填砂处 理。如果采用挡水围墙,围墙最高处要达到2.92m,虽然在技术上是可行的,但无论采用混 凝土还是采用浆砌皮石砌筑,工程量都是比较大的,在经济上不合理。从电厂的整体美观角 度来讲,如此高大、笨拙的防洪围墙的视觉效果也非常差。并且厂区各个出入口处的挡水围 墙不可能封闭,需要独立采取一定的防洪措施,在这方面初步考虑在各个出入口准备足够的 砂袋,通过防洪非工程措施的洪水预报和洪水警报,在洪水来临前用砂袋对所有出入口进行 及时堵截,这样的处理措施从目前来看是比较合理的,但是,在靠近厂区出入口堆置足够量 的砂袋,一方面场地条件有限,另一方面影响电厂美观。通过不断的分析和比较,本工程较 为优越的防洪措施是采用防洪堤,同样各个出入口准备足够的砂袋,通过防洪非工程措施的 洪水预报和洪水警报,在洪水来临前用砂袋对所有出入口进行及时堵截。采用防洪堤的主要 优点如下:首先,电厂远离市区,场地地形比较开阔,具备采用防洪堤的条件,以规划容量 在内的围墙外30m为防洪堤界限,使防洪设施一次建成,满足电厂本期及规划防洪要求;其 次,电厂围墙与防洪堤之间有30m的间距,在防洪堤各出入口可以有场地堆置砂袋,中间的 空闲地带进行绿化处理,防洪的同时还增强了电厂的整体绿化美化效果。

  电厂整体垫高和防洪堤的经济比较:防洪堤主体采用粉土或粉质粘土等作为均质堤体,堤体 的两侧采用300mm干砌块石进行防护,堤顶为160mm泥结碎石路面。 防洪堤总长5 817.6m,工程量为:

  均质堤体54[KG*2]000m3、干砌石13[KG*2]000m3、泥结碎石1 862m3。初步以土方20元/m3计、石方170元/m3元计、泥结碎石1 100元/m3计,本 期工程厂区整体垫高购置土方费用约1 804万元,而防洪堤工程所需费用约533.82万元。通 过几种可行的防洪方案的比较分析,本工程 采用防洪堤的防洪措施是最为经济合理的。

  2.3 五原电厂2×600MW空冷机组工程

  五原电厂2×600MW空冷机组工程位于内蒙古自治区巴彦淖尔市五原县套海镇东侧。本工程厂 址区域大部分为荒地。地势平坦,属黄河冲积平原,地形西南高东北低,自然坡降0.18%, 自然地面标高在1 027.62~1 029.68m左右。厂址距离南侧黄河主河道约8km,黄河在厂址对 应断面处为100年一遇,设计洪水位为H1%=1 030.19m,场地自然标高低于100年一遇设计洪 水位。

  如果厂区采取整体垫高的方式,那么厂区需垫高2~3m,所需土方近985 000m3,施工吊装 区 所需土方与其相差不远。同时,厂区边坡还需进行防护,需要石方量约7 080m3。上述方 案 从技术角度讲是不可行的。首先,厂址处于黄河北岸河套平原,周围百余公里范围大部分为 基本农田,在厂址附近取如此数额巨大的土方相当困难;其次,如果厂区整体垫高2~3m, 那么厂区内部分主要生产建筑物、辅助厂房和构筑物、附属建筑、道路等坐落在回填土上, 地基承载力不够,需要进行相应的地基处理,给工程施工增加了难度,提高了整个工程的造 价。虽然本工程采取防洪堤方案造价较低,在经济上是合理的,但是,厂址处于高速公路与 省道交汇处,周围均为基本农田,不具备实施防洪堤的条件。

  结合以上防洪方案,经综合比较分析,本工程采取场地垫高0.4~0.7m(厂区地坪标高1 028 .7m)和防洪堤相结合的防洪措施比较合理。该方案将防洪堤与厂区围墙为统一考虑,设计 洪水水位下为防洪堤,设计洪水水位上为砖围墙,防洪堤按照规划容量一次建成。需要石方 量约59 000m3,需要土方量约283 000m3。初步以土方按20元/ m3计列,石方按170元 / m3元计列,那么就厂区整体垫高土方费用共计约1 970万元,而施工吊装区(二期厂区 )也需要垫高,本次比较不计入费用。厂区微垫高和防洪堤结合的防洪方案费用合计约1 56 9万元。由技术经济比较可以看出,采取微垫高和防洪堤相结合的方式在技术上是可行的, 在经济上是合理的,比较适合于本工程的防洪。

  通过以上工程实例分析可知,火力发电厂的防洪措施是多样化的,但总的设计原则应根据其 防洪标准采取以防洪工程措施为主,防洪非工程措施为辅的防洪体系。针对不同的工程条件 ,可因地制宜地采用防洪堤、排洪沟、河道整治、水库、挡水围墙、场地整体垫高等构筑物 来防御洪水的威胁,通过技术技经综合分析,确立在技术上可行,技经上合理的最佳方案。


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