[摘 要]一體化孔板流量計系統(tǒng)設計在垃圾焚燒發(fā)電廠中非常重要。本文介紹了一體化孔板流量計系統(tǒng)的設計相關內(nèi)容，通過引入工程實例來進行分析，并對一體化孔板流量計系統(tǒng)的設計要點進行了總結(jié)，以期為同行設計提供參考。

    隨著居民生活質(zhì)量的提高，城市規(guī)模的逐漸擴張，隨之而來的便是城市中生活垃圾的大量產(chǎn)生，垃圾焚燒是處理城市生活垃圾的重要方式。通過焚燒垃圾進行發(fā)電不僅能夠處理成為垃圾，而且能夠進一步減少煤炭等資源的消耗，可以說既保護了環(huán)境，又節(jié)約了資源，而發(fā)電廠又可以向所在的城市提供電能。

    垃圾焚燒發(fā)電廠與傳統(tǒng)的火電廠一樣也需要大量的水，一體化孔板流量計系統(tǒng)設計的好壞，直接影響全廠的水耗、能耗和經(jīng)濟效益。本文介紹了一體化孔板流量計系統(tǒng)的設計相關內(nèi)容，通過引入工程實例來進行分析，并對一體化孔板流量計系統(tǒng)的設計要點進行了總結(jié)，以期為同行設計提供參考。

    1 一體化孔板流量計系統(tǒng)概述
    垃圾焚燒發(fā)電廠一體化孔板流量計系統(tǒng)主要供汽機凝汽器、空冷器和冷油器使用，一體化孔板流量計流程為：一體化孔板流量計池→循環(huán)水泵→循環(huán)水管→設備(汽機凝汽器、空冷器和冷油器)→冷卻塔→回流一體化孔板流量計池。一體化孔板流量計由循環(huán)水泵從循環(huán)冷卻吸水井吸水，加壓提升至汽機設備進行冷卻，冷卻出水經(jīng)冷卻塔冷卻到一定溫度后，回流到冷卻塔下一體化孔板流量計池，循環(huán)使用，流程簡圖如圖1 所示。

    一體化孔板流量計系統(tǒng)設計的關鍵是冷卻塔和循環(huán)水泵的選型、管路系統(tǒng)設計，其中循環(huán)水泵的揚程計算尤為關鍵，過高的揚程取值會導致能耗的增加和浪費，反之則會影響循環(huán)冷卻效果而影響生產(chǎn)運行[1-3]。

    2 工程實例
    為了更深入的分析一體化孔板流量計系統(tǒng)設計，文章以某垃圾焚燒發(fā)電廠擴建項目為實例介紹循環(huán)水泵揚程設計計算。本項目設計日處理規(guī)模垃圾1800噸，工程配置三臺600 t/d垃圾焚燒爐及1×30 MW+1×15 MW 凝汽式汽輪發(fā)電機組。

    本項目一體化孔板流量計系統(tǒng)所需流量為 14541 m3/h，選擇 4×4500的機力通風冷卻塔組合布置，配置 Q=5500 m3/h 的循環(huán)水泵 4 臺，3 用 1 備，系統(tǒng)設計流量為 16500 m3/h。管路系統(tǒng)設計簡圖如下圖 2 所示：

    根據(jù) H(m)=H0+Hc+Σhs進行水泵揚程計算[3-4]。 H0為循環(huán)冷卻集水池非常低液位(-2.50米)至冷卻塔配水管(8.20)的高差，取值 10.7 米。

    Hc 為冷卻塔配水管(槽)的服務水頭，根據(jù)冷卻塔廠家資料取值 2.5 米。

    Σhs為管路系統(tǒng)沿程(hy)與局部損失(hj)之和，按非常不利管路進行水力計算。

    根據(jù)海曾-威廉公式計算管路沿程損失 hy：

    q-設計流量，取值 4.58 m3/s；
    l—管道長度，取值 700 m；
    Ch—海曾-威廉系數(shù)，取值 100；
    dj—管道計算內(nèi)徑，取值 1.792 m；
    計算得 hy=1.43m。 hj=

   ε–管道局部水頭損失系數(shù); 
    v—管道流速，1.8 m/s。

    根據(jù)《給水排水設計手冊》(非常好冊)常用資料計算得管道局部水頭損失如下表：

    考慮一定的安全余量，水泵揚程非常終確定為 28 m。

    3 一體化孔板流量計系統(tǒng)設計要點剖析
    3.1 循環(huán)水泵揚程設計
    循環(huán)水泵揚程由以下幾部分構(gòu)成：(1)是循環(huán)水泵凈揚程H0(m)，指水泵吸水井非常低水位至冷卻塔配水管(槽)的高差；(2)是控制點要求的非常小服務水頭 Hc(m)，指冷卻塔配水管(槽)的服務水頭，一般由冷卻塔廠家提供；(3)是管路系統(tǒng)沿程與局部損失之和(hs)，需要根據(jù)管路布置圖進行計算。

    3.2 一體化孔板流量計系統(tǒng)節(jié)能設計
    一體化孔板流量計系統(tǒng)在垃圾電廠中屬于耗電量較高的系統(tǒng)，該系
統(tǒng)在冬夏季不同運行工況下所需要的冷卻水量不一樣，為節(jié)約能源，采用變頻設計來調(diào)整系統(tǒng)運行工況，常采用配置一臺變頻泵和變頻冷卻塔的方式來調(diào)控。

    3.3 一體化孔板流量計系統(tǒng)節(jié)水設計
    一體化孔板流量計系統(tǒng)耗水量約占垃圾電廠總耗水量的80 %~90 %，為達到節(jié)水目的，可以采用投加藥劑降低提高循環(huán)水的濃縮倍率節(jié)水，也可以將系統(tǒng)的排污水回水做其他水質(zhì)要求不高的水系統(tǒng)。

    3.4 循環(huán)水的處理設計
    敞開式的循環(huán)水系統(tǒng)在不斷運行過程中，循環(huán)水與大氣接觸，部分水量蒸發(fā)，會出現(xiàn)水中有雜質(zhì)、水質(zhì)濃縮、結(jié)垢和腐蝕的現(xiàn)象。要對循環(huán)水系統(tǒng)的水進行適當?shù)奶幚硪跃S持系統(tǒng)運行，延長系統(tǒng)使用壽命。采用重力式無閥過濾器過濾循環(huán)水中的懸浮物；添加緩蝕阻垢劑使得在系統(tǒng)金屬表面形成一層薄膜將金屬表面覆蓋起來，從而與腐蝕介質(zhì)隔絕，達到緩蝕目的；添加殺菌滅藻劑以控制微生物的滋長。

    3.5 循環(huán)水泵防氣蝕設計
    循環(huán)水系統(tǒng)水泵流量大，水溫高，在運行過程中容易出現(xiàn)氣蝕的現(xiàn)象，水泵安裝不超過水泵的非常大安裝高度時容易發(fā)生氣蝕，以常熟某擴建項目布置為實例，進行水泵防氣蝕設計，具體如下：

    H=(Hg-Hz)-Σh-NPSH 
    Hg—水泵安裝地點的大氣壓 mH2O，查表取值為 10.25 m；
    Hz—水泵安裝地點的飽和蒸汽壓力 mH2O，查表取值為 0.53 m；
    Σh-水泵吸水管沿程水頭損失和局部水頭損失之和；
    NPSH-氣蝕余量，根據(jù)水泵廠家資料取值 8；
    Σh 根據(jù)上述水泵揚程計算表計算約為 0.7 米。
    計算得水泵非常大安裝高度 H=10.25-0.53-0.7-8=1.02 m

    圖示水泵實際安裝高度為-2.050+2.00=-0.05 m＜1.02，滿足要求，不會發(fā)生氣蝕。

    實際運行過程中水泵是否氣蝕與水泵運行工況點，水泵進水流道等均有關系，應在設計時予以注意和避免，在有條件的情況下盡量降低水泵的安裝高度。

    4 結(jié)論
    垃圾焚燒發(fā)電廠不僅能夠處理大量的生活垃圾，焚燒的過程還能夠產(chǎn)生電能，充分發(fā)揮了垃圾的使用價值。循環(huán)水系統(tǒng)的設計在垃圾焚燒發(fā)電廠中非常重要，在設計過程應重點考慮循環(huán)水泵揚程設計、一體化孔板流量計系統(tǒng)節(jié)能設計、一體化孔板流量計系統(tǒng)節(jié)水設計、循環(huán)水的處理設計、循環(huán)水泵防氣蝕設計等內(nèi)容，而冷卻塔和循環(huán)水泵的選型、管路系統(tǒng)設計和循環(huán)水泵的揚程計算尤為關鍵。現(xiàn)在市場上有些專業(yè)的水力計算軟件，以后可采用專業(yè)軟件模擬計算進行比對優(yōu)化設計。