循环水泵(6篇)

循环水泵篇1

【关键词】热电厂；循环水；热泵；节能

中图分类号：TE08文献标识码：A

一、前言

随着环境、气候的逐渐恶化，发展低碳经济、促进可持续发展成为人类社会未来发展的必然选择。我国已成为世界上最大的温室气体排放国之一，“节能减排降耗”是“十二五”期间我国社会经济发展的一个重要核心。2009年9月联合国气候变化峰会和12月的哥本哈根气候变化谈判会议上，我国政府明确量化碳减排目标(到2022年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%)，展示了中国在应对气候变化、履行大国责任方面的积极态度。这充分表明我国不再单纯追求经济的增长速度，而是更加强资源的有效利用，关注可持续增长。“节能减排降耗”已被摆在前所未有的战略高度。而提高能源利用率、加强余热回收利用是节约能源、降低碳排放、保护环境的根本措施。

二、国内电厂余热利用现状分析

在电力、冶金、化工、纺织、采油、制药等行业的工艺生产过程中，往往会产生大量的废热（废蒸汽、废热水等），若不加以利用，不仅造成能源浪费，而且污染环境。目前国内开展余热利用的电厂较少仅有16%左右，余热利用发展空间很大。电厂循环水流量巨大，而且水相对恒定，冬季一般为20～35℃，达不到直接供热要求。若想利用该部分余热，主要采用两种形式的余热利用技术：低真空运行供热技术和热泵供热技术。

1、低真空运行供热技术

中小型汽轮机可以采用低真空运行供热技术，类似于传统的背压机组，可将凝汽器作为热网加热器，直接将乏汽凝汽的潜热释放到循环水中，提高循环水温度（60～80℃），达到了能源的高效利用。该项技术已有很多台机组成熟投运的案例。已投运大型机（200MW以上）组因设计制造、运行环境及材料安全等条件制约，不允许直接采用这种方式进行供热。“NCB”模式、更换低压汽轮机转子等低真空供热技术，需对汽轮机结构做出相应的改造。虽然该项技术理论上实现较灵活，可实现余热高效利用，但实现起来相对困难，综合投入较大，不适合已投运的大容量、高参数的供热机组。

2、热泵供热技术

热泵，利用少量高品位能源驱动压缩机，吸收电厂循环水内的热量，提高热网循环水的温度，这样的供热方式这就是热泵供热技术。热泵由四大部件压缩机、气体冷却器、节流阀和蒸发器组成。制冷工质依次在上述四大部件循环。如图1热泵原理图所示，采用逆卡诺原理，制冷工质蒸发器内通过工质不断的蒸发吸取并带走循环水中的热量，工质经过压缩机压缩后，在冷凝器中将热量释放给热网循环水，节流后的工质回到蒸发器，继续吸热，如此循环达到制热的目的。

图1热泵原理图

通过热泵将电厂循环余热回收进行供暖，可以灵活调整不同用户对供热量的需求转换。此外安装改造热泵对发电厂的热力系统影响也较小，适合已投产的热电联产机组也适合凝汽机组的供热改造。

三、热泵技术用于电厂余热利用的主要形式

从已经调研的热泵余热供改造的机组来看，目前国内热泵有两种应用型式：一是溴化锂吸收式热泵配合加热器的形式进行余热回收，二是跨临界二氧化碳水源热泵技术。

1、溴化锂吸收式热泵

吸收式热泵（即增热型热泵），通常简称AHP(absorptionheatpump)，它以蒸汽、废热水为驱动热源，把低温热源的热量提高到中、高温热源中，从而提高了能源的品质和利用效率。

溴化锂吸收式热泵包括蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器、热交换器、屏蔽泵（冷剂泵、溶液泵）和其他附件等。它以蒸汽为驱动热源，在发生器内释放热量Qg，加热溴化锂稀溶液并产生冷剂蒸汽。冷剂蒸汽进入冷凝器，释放冷凝热Qc加热流经冷凝器传热管内的热水，自身冷凝成液体后节流进入蒸发器。冷剂水经冷剂泵喷淋到蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内低温热源水的热量Qe，使热源水温度降低后流出机组，冷剂水吸收热量后汽化成冷剂蒸汽，进入吸收器。被发生器浓缩后的溴化锂溶液返回吸收器后喷淋，吸收从蒸发器过来的冷剂蒸汽，并放出吸收热Qa，加热流经吸收器传热管的热水。热水流经吸收器、冷凝器升温后，输送给热用户。

2、二氧化碳压缩式热泵

二氧化碳压缩式热泵使用了环保的自然制冷剂,对大气臭氧层无破坏作用,温室效应很小,是R410A的1/1730,R22的1/1700,R407C的1/1600,R134A的1/1300。其次,它的跨临界热泵循环制热性能系数高,目前产品的实际值已达到419以上。第三,它的出水温度高,可达到90℃,特别适用于热水器各种温度的需要。而常规制冷剂的热泵热水器只能达到55℃左右。第四,有效利用夜间低价的低谷电力,将制取的热水保存在贮水箱中,供全天24小时使用,显著降低运行费用。跨临界二氧化碳水源热泵机组，其基本原理：低温气态制冷剂CO2由压缩机吸气阀经压缩机压缩，变成高温高压CO2气体，然后进入气体冷却器将热量传递给供暖水产生供暖热水，从气体冷却器出来的CO2气体，流经节流降压后变成低温低压液态CO2进入蒸发器。

四、热泵系统设计方案

图2为吸收式热泵在电厂回收余热的应用。汽轮机凝汽器的乏汽原来通过循环水经双曲线冷却塔冷却后排放掉，造成乏汽余热损失，而循环水由26℃经凝气器后温度升为30℃。现采用吸收式热泵，以30℃的冷却水作为低温热源，以汽轮机抽汽作为驱动热源，加热50～80℃左右的采暖用热网回水，循环冷却水降至26℃后再去凝汽器循环利用。这样可回收循环水余热，提高电厂供热量，即提高了电厂总的热效率。

图2系统图

1、蒸汽及凝结水系统。蒸汽系统为溴化锂吸收式热泵机组提供驱动热源，同时为热网加热器提供热源。如某项目2×300MW机组，汽轮机抽汽一部分供热网加热器，另一部分经减温减压后为溴化锂吸收式热泵机组提供驱动蒸汽。凝结水采用闭式回收系统，回收热泵和热网加热器的凝结水，凝结水通过凝水泵打回电厂除氧器。

2、电厂循环水（余热水）系统。电厂循环冷却水（余热水）经加压泵打入热泵机组，经热泵吸热后再返回冷却塔的系统。余热水取水时采用两路并联，为了便于管理和计量，在使用时只从一台机组取出，经热泵机组吸热后，回到对应的冷却塔。溴化锂热泵机组从余热水中提取热量，使余热水由35℃降至27℃。

3、热网循环水系统。热网循环水系统是将热力网回水加温加压到满足热力网供水参数的系统。城市热网的回水经过除污器从溴化锂热泵机组吸热，将城市热网回水由50℃提高至85℃。再通过热网循环泵加压后进入热网加热器，将水温从85℃升高到110℃，向外供热。

4、补水系统。补水系统为热网提供补充水。根据热网循环水量设置一条补水管线，正常补水时，由化水车间来水进入软水器软化后经除氧器除氧，除氧水经补水泵打入热网回水管。软化水一支为补水箱供水,在事故状态，除氧水不能满足补水量要求时，将补水箱的水直接打到热网回水管。补水系统兼做定压系统。

五、热泵的影响

如果以循环水温度2820℃的边界条件，那么热泵只是充当了冷却塔的角色，只要将循环水水量和温度调整好，运行稳定后，就不会对汽轮机产生任何实质性的影响。由于热泵负责的温度区间处于最低段，所以整个供暖季中，不论初末期还是尖峰期，热泵均处于全负荷运转工况，所以也不必担心负荷变化造成的循环水温度波动。如果以循环水温度3527℃的边界条件，在引入热泵后，需调整汽轮机背压，提升循环水温度。本方案的供暖面积不变，抽汽量降低，排汽量上升，发电量增大。为不增大发电量，就会略降低主蒸汽流量，从而减少了燃煤量。如果是要实现供暖面积扩容，供暖负荷增大，汽轮机的工况也产生相应变化。

六、热泵系统节能性分析

如某项目两台300MW供热机组，设计热网额定供水量为11000t/h，设计供水温度130℃，设计回水温度70℃。供暖面积约1100万平方米，峰值负荷为484MW(1742.4GJ/h)，耗汽量约800t/h。热泵机组进出水温度为50℃和85℃，能效比1.65，热网加热器进出水温度为85℃和130℃。按最大热负荷计算，热泵系统相关参数计算如下：

热水管网流量：

484×3600÷4.18÷（130-50）=5210t/h；

热泵机组供热负荷：4.18×5210×（85-50）÷3600=211.7MW；

热网加热器供热负荷：4.18×5210×（130-85）÷3600=125.22MW；

热泵机组驱动蒸汽供热负荷：211.7÷1.65=128.3MW（折合蒸汽183.3t/h）；

从余热水回收供热负荷：211.7-128.3=83.4MW（折合蒸汽119.14t/h）；

占总热负荷484M（折合蒸汽691.4t/h）的17.23%年回收余热：1742.4GJ×17.23%=300.22GJ（折合标10244t）

可见吸收式热泵机组全年运行回收的余热折合标煤10244t，不仅经济效益明显，而且满足用户供热需求的同时，减少对环境的污染。

节水量计算：

1台机组满负荷时，冷却循环水量约为33600t/h，冷却塔设计补水量为672t/h。热负荷余热水量为5210t/h，占循环水量的15.5%，这部分水不需要回冷却塔去散热，而直接回水池，减少了回冷却塔的蒸发和风吹损失，

按减少损失80%计算，节水量约为672×15.5%×80%=83.33t/h，整个采暖期节水量约为23.99万吨。

七、结束语

通过采用热电厂循环水热泵供热技术对循环水余热的回收，在新增供热的同时，无需消耗新的能源，不产生烟尘、SO2和NOx等污染物，从而改善了环境空气质量，不产生温室气体CO2，降低温室效应，具有可观的环境效益。改善供热质量，有助于提高人民生活水平，具有良好的社会效益。由于免建供热锅炉房，节省了再建锅炉房投资，可免去土地征购费和每年的运行费用，并节约用水和用电，节省维修资金等具有良好的节能效益，经济效益显著。

如上所述，采用热泵技术，可为节约能源和改善环境做出贡献，具有明显的环境效益、社会效益和经济效益。热电厂循环水热泵供热技术的推广及实施，符合国家的节能减排政策，也是应对全球气候变化的需要。

参考文献

循环水泵篇2

关键词：发电厂；循环水泵；选型；优化运行

中图分类号：TM62文献标识码：A

引言

目前很多电厂循环水泵运行方式不尽合理，影响机组经济性，为保障机组的正常、健康、合理运行，就要在循环水泵设备选型上进行分析，从而保证机组有效运行。

一、水泵的分类

1、叶片式水泵

叶片式循环水泵的工作原理是靠装有叶片的叶轮高速旋转带动液体运转而完成的。它是在我们的工程设计中应用最为广泛的水泵。叶片式水泵可以分为混流泵、轴流泵、离心泵等。

离心泵：叶轮径向流的称为离心泵。液体流动时质点在叶轮中主要受到的是离心力作用。

轴流泵：轴向流的叶轮称为轴流泵。液体流动时质点在叶轮中主要受到的是轴向斜力的作用。

混流泵：斜向流的叶轮称为混流泵。它是前两种叶轮的过渡形式，这种水泵液体质点在叶轮中流动时既受到离心力作用和轴向升力的双重作用。大容量水冷机组基本都采用混流泵。

2、容积式水泵

容积式水泵对液体的压送主要靠泵体工作室容积的改变来完成的。而使工作室容积改变的方式有往复式运动和旋转运动两种。

二、循环水泵选型

1、流量（Q）

公式：Q=Q1+Q2+Q3

式中Q1――凝汽器冷却水量，Q1=mDk（Dk为凝汽量，m为冷却倍率）。凝汽量一般由机务专业提供，冷却倍率m则通过优化计算后确定。一般热季一个值，冷季取另一个值；

Q2――辅机用水量；

Q3――其他用水量，包括工业用水量、化水专业用水量、暖通用水量、除灰用水量、生活用水量等。

2、扬程

静扬程H0

2.1直流供水系统。确定直流供水系统调和所应遵循的原则是：要最大限度地减少供水几何高度，并保证主厂房不被洪水淹没。采用直流供水系统的工程均要考虑利用一定数量的虹吸作用以降低水泵的工作水头。

公式：H0=H1CH2

式中H0――静扬程，

H1――虹吸井堰上水位，

H2――取水河段设计平均水位，

2.2循环供水系统

带冷却塔的循环供水系统循环水量的静扬程为冷却塔内竖井水位（机械通风

冷却塔时应为进水标高）与冷却塔集水池水面标高的差。

2.3系统的水头损失∑h

系统的水头损失为系统的沿程损失与水头损失之和，大致包括以下几部分：

（1）取水头部以及引水管、进水间的水损失；

（2）水泵房内及四周的水头损失；

（3）循环水管水头损失；

（4）最主要是凝汽器的水头损失；

（5）配水系统的水头损失。

2.4水泵的扬程Hp

供水系统的静扬程H0与供水系统全部水头损失∑h之和，即为循环水泵的扬程，即Hp=H0+∑h

式中Hp――水泵扬程

H0――水泵静扬程

∑h――系统全部水头损失

一般地说，循环供水系统基本上可以按合理的方式进行设置。热季时运行方式可以为一机两泵或三泵，相应地循环水泵有个工况点（Qr，Hr）；冷季时运行方式为两机配三泵或两机四泵（即一机两泵）。相应地循环水泵也有个工况点（QL，HL）。

3、循环水泵的耐压强度

循环水泵的出口压力其实就是水泵压力加水泵扬程，叫做循环水泵的最大压力。当定压点设在循环水泵入口时，水泵出口的压力大于水泵的扬程，也就是定压点压力加上水泵扬程，如果压力超过水泵耐压强度，则泵体可能被压裂，然而有的循环水泵机体上并没有给出水泵的压力，这个则是设计者最容易忽视的问题，所以必须引起高度注意，在设计阶段或定货时就应提供水泵压力的数值。避免影响后期使用。

4、循环水泵的吸水性

在水泵抽水过程中，泵内不产生汽蚀情况下所允许的最大吸水高度或所需的最小淹没深度叫做水泵的吸水性。用允许吸上真空Hs或必需汽蚀余量NPSHr表示。在实际的工程应用中，在其他性能条件一样的前提下，所必需的汽蚀余量NPSHr越小，则表示水泵的吸水性能越好，水泵房深度越小，因而水泵房的投资越小。必需汽蚀余量NPSHr是衡量水泵性能好坏的重要参数。

三、发电厂循环水泵管理现状

随着发电厂规模逐渐增大，电气设备的现代化程度也不断提高。近年来，火力发电厂电气设备的数量增多、规模变大、现代化程度不断提高。原始简单的管理方法和技术手段已经不能满足现有电气设备安全运行的要求。在实际工作中，循环水系统暴露出一些存在的问题：自上而下的管理体系不明确，管理层级结构应趋于扁平化；各项管理技术标准不够统一；数据基础不完善，数据共享性差等问题导致系统运行不合理。

四、循环水泵运行优化原理

1、循环水泵采用单元制，使系统更加简化，这样有利于在循环水泵设备发生故障时，快速维护。

2、每台循环系统机组配备2台50%容量的循环水泵，不必要设置备用的循环设备，这样可以节省一次性投资费用。

4、根据发电厂实际情况，可以采取单台循环水泵来对应单独的循环水供水管道，从而防止发生故障泵影响正常运行泵，导致事故扩大。

5、循环水泵电机采用变频率电机，在环境温度较高季节采高速运行，当环境温度较低时，采用低速运转方式，这样可大量节约电能。运行方式如下表：

6、在开式循环水泵工作中，循环水泵出口的压力较低，关闭水泵时，需要倒转的时间比较短，并且最高的倒转速度相对于闭式泵低很多。所以，开式循环水泵应该具有允许倒转的功能，可以设出口蝶阀。这种系统设计方案，一是可以节省一部分投资费用，此外还可以节省大量的维修及运行维护开销。

7、循环水余热利用改造主要包括两部分：一部分为循环水侧；另一部分为热网侧。循环水侧，对供热机组循环水系统进行改造，将凝汽器出口循环水分为两路，第一路经回水电动阀直接回冷却塔；第二路经循环水升压泵进入2台吸收式热泵，用以回收循环水的热量。热泵出口循环水一路直接回至冷却塔；另一路回至冷凝器。在非供热工况下，隔离热泵系统，循环水直接经回水电动阀回至冷却塔；供暖工况下循环水切换至热泵侧，经热泵降温后，通过循环水泵升压进入凝汽器。

8、发电厂电气设备管理与维护中现代化检测技术手段的应用。

在发电厂循环水系统设备管理与维护过程中，运用现代化检测技术手段已经成为时展的主流趋势，同时也是循环水设备运行管理质量和效率得以保证的主要技术手段。实践中可以采用RCM，这是一种较为高级的供水设备管理和维护手段，RCM的管理和维护基本原理是：根据设备出现故障问题的规律和特点对其进行分析，并且根据这一分析结果对可能存在、即将发生的设备故障问题提前进行检修。

结束语

总之，现代社会的发展需要我们不断的对发电厂循环水泵提出创新，更应该要加强选型和优化运行。循环水系统是火力发电厂的重要组成部分，循环水系统及其设备运行的安全、经济、可靠性将对整个电厂的安全、经济运行起着至关重要的影响。

参考文献

[1]吴民强泵与风机节能技术[M].北京：中国电力工业出版社，1998.

[2]李青，张兴营，徐光照.火力发电厂生产指标管理手册[M].北京：中国电力出版社，2007.

循环水泵篇3

【关键字】水泵；循环系统；自动控制；应用

前言

采用PLC自动控制水泵循环系统能够根据水站的用水特点实现水泵的自动化控制，进而提高循环供水的供水性能和可靠性。下面我们通过举例某工厂的水泵循环系统采用PLC自动化控制保证工厂用水需求。

1数据自动采集与检测

PLC自动控制水泵循环系统具有各项参数的自动采集与检测功能，可将检测的数据分成两类：模拟量数据和数字量数据。

1.1模拟量数据

模拟量数据包括：水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、流量。

1.2数字量数据

数据量数据包括：水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力。

数据自动采集是利用可编程控制器PLC控制模块实现对传感器检测到的各项数据进行编程，通过计算数据值是否与设定值相符完成数据准确度的判断。模拟量数据可通过A/D转换成数字信号供PLC控制模块识别和编辑，实现自动化控制水泵循环系统。

2自动控制水泵循环系统的功能及特点

（1）采用PLC自动控制程序可将水泵循环系统分段控制，程序结构根据供水与排水需求设计程序性能。程序设计要简单、清晰、明确。

（2）自动控制水泵循环系统具有水压及水位的检测功能，根据水压及水位的变化开启或者关闭水泵，进而能够使水泵不至于超负荷运转。另外，当水位或者水压低于设定标准时，可增加水泵数量，当水位水压超过设定值时，可减少水泵数量。

（3）自动控制水泵循环系统具有水泵优先选择功能，就近选择保证供排水及时。

（4）自动控制水泵循环系统可根据用电负荷调节水泵工作泵数和开关时间，在确保供排水正常的情况下，在用电高峰时期可减少水泵数量。

（5）自动控制水泵循环系统能够根据水位的检测信号判断出水位的上升或者下降率，进而计算出供排水时间和用泵数量之间的关系，合理调配水泵数量。

（6）自动控制水泵循环系统安装有触控显示屏，可实时显示水位信息和设备的各项参数，如水压、电压、温度等，当某项信息错误时，会出现红色预警信号。

（7）自动控制水泵循环系统具有通讯接口，能够实现PLC与各项设备之间的通讯，并且可配置网络设备实现水泵循环系统远程控制。

（8）自动控制水泵循环系统保护功能

1）超温保护功能：当水泵循环系统中的某个水泵长时间运转，会导致水泵温度升高，最终导致水泵使用寿命降低。因此，超温保护功能是当出现水泵温度值超限PLC会发送讯息给显示屏，提示温度超限，并可控制关闭此泵开启另一水泵。

2）流量保护功能：水泵运行过程中，受到外界影响使水泵出水量不能达到设计标准，或者水泵设备出现故障水泵出水量超过设计标准，则开启流量保护装置，停止该水泵工作，并开启备用水泵。

3）电动机故障保护功能：水泵供电稳定性是水泵循环系统正常运转的关键，PLC控制系统可监测到水泵电压值，当出现不稳定状况是可开启电压保护装置，防止电气故障造成的水泵停止。

4）电动闸阀故障保护功能：当自动控制水泵循环系统出现电流过载、短路、漏电、电动闸阀故障问题，自动控制系统可进行自动断电，确保人及财产安全。

（9）自动控制水泵循环系统具有全自动控制、半自动控制、手动控制三种工作方式。

3自动控制水泵循环系统的应用实例

为某农田排涝系统设计安装自动控制水泵循环系统，其是由6台37千瓦水泵构成，水泵可轮流工作，根据水泵循环系统进水量和水位自动调节水泵开启数量，进而能够保证农田水位保持在相对水平线上，保证农田给水与排水正常。

3.1自动控制水泵循环系统设计要求

（1）水泵启动数量和更换时间要根据排涝系统的进水量和水泵运行时间来确定，水泵数量要根据水池水位标准进行确定，更换时间根据水泵运行新能进行确定。

（2）农田排涝系统设计安装自动控制水泵循环系统无需全部水泵同时工作，水泵增加一台则需减少一台，每个水泵的工作周期要保证相同，避免水泵超负荷运转，降低使用寿命。当出现某一水泵工作异常时，可自动停止该水泵，并补充新水泵进行运转。每个水泵都有其工作运转的周期，避免资源的浪费。

（3）自动控制水泵循环系统配置有电压稳定系统，保证水泵通电稳定，排除水泵频繁启动的故障。水泵在启动时，要进行系统自检，保证水泵能够可靠运行。设置最低水位保护控制和最高水位狱警功能。

3.2自动控制水泵循环系统结构

自动控制水泵循环系统要求具有可编程控制器PLC控制模块，水泵电源电压稳定模块、显示器、模拟输入与输出模块、控制开关模块和数据显示仪表及其他辅助模块。

（1）可编程控制器PLC控制模块

可编程控制器PLC控制模块可以对水泵循环系统进行有效控制，其通过指令的接收与发送实现水泵的正常运转。所以，可编程控制器PLC控制模块的稳定性和高效性是自动控制水泵循环系统的关键。

（2）水泵电源电压稳定模块

水泵电源电压稳定模块可以保证水泵循环系统供电的稳定性，水泵电源电压稳定模块具有功率预留功能，当出现电压问题，功率余量可保证系统正常运行一段时间，用来为供电检修提供时间。

（3）显示器

显示器采用触控屏，可实现人机互动，显示屏可显示水泵循环系统的各项参数信息，当出现某项信息错误时，会出现红色预警信号。

（4）模拟输入与输出模块

模拟输入与输出模块可以为可编程控制器PLC提供信息的输入与输出，能够保证信息输入输出的稳定性，并且其具有电池波隔离新能。

（5）控制开关模块

控制开关模块接收到控制指令后可完成水泵循环系统中各水泵的开启与关闭。

（6）数据显示仪表

数据显示仪表可以向可编程控制器PLC正确反映水泵循环系统中水泵等设备的运行状态，仪表显示的数据准确性是确保信息的正确的关键。

（7）其他辅助模块

其他辅助模块包括系统自检、系统维护、系统恢复等，可保证自动控制水泵循环系统具有自我修复能力。

4结束语

自动控制水泵循环系统节能高效，可以应用在各种环境中，通过可编程控制器PLC实现软件控制系统硬件工作形式，在相同水泵循环系统中，设定不同的参数，可实现不同的控制方式，进而节约投资成本，提高水泵循环系统利用效率。自动控制水泵循序系统的应用领域非常广泛，可应用于各大钢厂用于冷却还可用于农田水利用于灌溉等，具有很高的应用价值。

参考文献：

[1]工厂常用电气设备手册[M].北京：中国电力出版杜，1998（3）.

循环水泵篇4

【关键词】高压变频器；节能；工作原理；技术特点

伴随着国民经济的持续发展，能源问题也日益显现，节能问题愈来愈引起关注。据有关数据统计显示：目前全国各类电机年耗电量约占全国总发电量65％，而其中大功率风机、泵类的年耗电量约占工业总耗电量50％。因此，最大限度降低风机、泵类等设备耗电量，进行节能改造具有现实意义。焦煤九里山矿洗煤厂设计年处理能力为90万吨，采用跳汰—浮选—尾煤压滤的联合工艺流程。近几年来，随着各类设备更新改造，设备处理能力相应增加，年处理能力已达到120万吨以上。在完成生产任务的同时，如何有效的降低能耗成为摆在煤矿企业面前的一个新课题。

一、水泵变频调速节能分析

（1）节能改造前的工况。焦煤九里山矿洗煤厂属于独立电网，两台定制的高压开关柜各独立驱动一台高压电动机，水泵为工频直接启动，以恒速方式供水。操作员根据用水需求，通过调节水泵阀门的开度来实现水量调节。水泵及电动机运行在低效率工作区，造成能源浪费较为严重，同时工频直接启动对电动机和电网冲击都很大，并容易造成电机笼条松动、有开焊断条危险。（2）水泵变频调速节能原理。由流体力学可知：流量Q与转速n的一次方成正比，压力H与转速n的平方成正比，轴功率Ps与转速n的立方成正比，即Q∞n，H∞n2，Ps∞n3。当所需要的流量减少，水泵转速降低时，其轴功率按转速的三次方下降。如所需流量为额定流量的80％，则转速也下降为额定转速的80％，那么水泵的轴功率将下降为额定功率的51.2％；当所需要流量为额定流量的50％时，水泵的轴功率将下降为其额定功率的12.5％。当然转速降低时，效率也会有所降低，同时还应考虑控制装置的附加损耗等影响。依据水泵工作原理与运行曲线，可以得到图1中的100％转速运行曲线，这条曲线配合水泵在不同流量运行时的特性曲线（阻抗曲线），可以得到在未应用变频调速情况下，使用阀门调节控制流量、压力的特性曲线图。从理论上来看，全流量工作时，采用变频器和阀门调节时，输入的功率一致，其功率为AI0K包围的面积，当水泵运行点由A（100％流量）点移动到B点（80％流量）时，如果采用阀门调节控制时，电动机的功率为BH0L包围的面积，但是采用变频器拖动水泵后，因其特性的改变，其输入功率为EJ0L包围的面积，其节能效果为：BHJE包围的面积。因此，就理论上而言，采用变频器改造水泵后，将会取得很好的节能效果。

基于以上分析，焦煤九里山矿决定对洗煤厂清水循环泵系统进行变频调速节能改造，经考察论证，最后选择焦作华飞电子电器股份有限公司型号为JTDK-GBP高压变频水泵电控系统对两台315kW/6kV循环水泵电机进行“一拖一”改造。

二、清水循环泵系统改造方案

对洗煤厂清水循环泵系统的改造遵循了“最小改动，最大可靠性，最优经济性”原则，此方案的优点是完全保留原有系统配置，在原有线路增加一台馈电开关柜、一台系统切换柜、一台GBP-D-06/031高压变频器和一台TSX调速控制箱，实现新老电控系统各自独立运行，互为备用，并实现本地操作、机旁操作、远程集控三地控制方式。

图2中原有工频系统由两个高压柜组成，每个高压柜内有1个高压隔离开关和1个真空接触器，具有机械互锁和电气互锁，要求不能同时合。进行变频改造后，循环水泵的阀门开度保持全开，基本不需要改变。根据实际所需的水量，由泵房机旁TSX调速控制箱输出2～10V模拟电压信号送给GBP-D-06/031高压变频器，高压变频器通过调节输出频率改变电机的转速，达到调节流量的目的，满足运行工况的要求。当高压变频器需要维护、维修时，配合使用馈电开关柜和系统切换柜，实现变频和工频系统的切换，工频系统完全沿用原有操作方式运行，变频系统完全实现了电气隔离可安全检修。其次，利用GBP-D系列高压变频器强大的通讯功能，通过简单连线和软件设置，可实现在集控中心对清水循环泵系统工况的实时监控。再次，变频改造后电机在启动和调节过程中，转速平稳变化，没有出现任何冲击电流，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统、主机及管道的冲击应力，大大降低维护保养费用。

馈电开关柜符合国家标准GB3960《3-35KV交流金属封闭开关设备》及国际标准IEC298的要求，并具有一套完善的性能可靠，功能齐全、结构简单、操作方便的机械式防误闭锁装置，简便而有效的达到两部提出的“五防”闭锁功能。系统切换柜包括变频器隔离开关、工频隔离开关和主电路带电指示器等器件。变频器隔离开关和工频隔离开关为独立操纵机构，两套机构间加装机械互锁，只有工频隔离开关在分闸位置时，允许高压变频器隔离开关合闸，反之亦然。主电路带电指示器用于向操控人员指示主电路带电情况。TSX调速控制箱是焦作华飞电子电器股份有限公司生产具有自主知识产权，具有机旁启停、调速、仪表指示和紧急停止等功能，与GBP-D系列高压变频器配合使用，满足机房机旁控制电动机调速的要求。

三、经济效益

JTDK-GBP高压变频水泵电控系统于2008年5月正式在焦煤九里山矿洗煤厂投运，运行效果良好，达到了改造的目的。根据全国节能计量测试技术服务中心2008年5月29日对JTDK-GBP高压变频水泵电控系统的测试报告，JTDK-GBP高压变频水泵电控系统比原有工频系统用电量降低了34.48％。根据洗煤厂变频改造前的运行记录，清水循环水泵每班工作8小时，耗电为1600KWh，按年工作日为330D，每日工作时间为16H计算，年节电可达：1600×34.48％×2×330≈36.4万度，经济效益十分可观。变频改造以后，循环泵调节阀门一直处于全开状态，对其维护量大大减少。变频启动时电机转速从低速逐渐平稳的升到所需转速，没有任何冲击，电流不会超过额定电流，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用，延长了电机、水泵寿命。

对焦煤九里山矿洗煤厂清水循环泵系统实施变频改造后，节约了大量的电能，改善了工艺过程，电机实现了软启动，延长设备的使用寿命，减少维修量，取得了预期的效果。“十一五”规划中明确提出了要“突出抓好在电厂等行业中的节能工作”及重点工程“电机系统节能在煤炭等行业进行电动机拖动风机、水泵系统优化改造”。JTDK-GBP高压变频水泵电控系统的推广使用对于建设节约型社会具有重大意义。

参考文献

[1]GBP-D系列高压变频器使用说明书．版本V1.1．2009（5）

[2]王方军，胡令芝．高压变频器在电厂循环水泵上的应用[J]．变频器世界．2012（1）

循环水泵篇5

关键词：轴封软硬填料组合密封设计软填料密封硬填料盘根软填料枪在线修复密封降低维修成本

中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0114-02

中石油宁夏石化公司20011年进行炼油装置改扩建工程，原油加工能力从150万吨/年上升至500万吨/年，催化裂化加工能力从60万/年提高到260万吨/年，随着炼油装置加工量的提高，为了节约建设成本，提高设备经济指标，公司决定将原水汽车间403单元老三循旧装置改造为新二循，通过地下管网改造后利旧，原有4台循环水泵直接给新污水、新聚丙烯、新空分空压提供循环水，水泵的密封对整个设备运转来说起着举足轻重的作用，旧的4台循环水泵能否满足新装置的生产要求，能否长周期稳定运行，如何选择水泵密封是关键所在。

1各种循环水泵密封介绍

众所周知，轴封是防止泵轴与壳体处泄露而设置的密封装置。常用的轴封型式有填料密封、机械密封和动力密封。填料密封结构简单、价格便宜、维修方便，但泄漏量大、功耗损失大。因此，填料密封用于输送一般介质，如水；一般不适于石油及化工介质，特别是不能用在有腐蚀性、易爆和有毒介质中。机械密封水泵的密封效果好，泄露量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维修保养比一般密封要求高。动力密封可分为背叶片密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶片（或副叶轮）的离心力作用使轴封处的介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄露，适用于输送含有固体颗粒较多的介质，缺点是功率损失较机械密封大，且其一停车密封装置的寿命就缩短。循环水泵的密封对整个设备运转来说起着重要的作用，如水泵的密封系统泄漏将会严重影响到设备的正常运转。如何选择合适的水泵密封，减少泄漏率，降低成本呢？

2炼油厂二循循环水泵设备概况和参数

水汽车间403单元P-301A/B/C（型号：500S-59）是卧式离心泵，由兰州水泵厂1999年制造，2000年5月投运至今，403单元P-301D（型号：DFSS600-830A）也是卧式离心泵，由上海东方泵业2007年5月制造，2007年7月投运至今。

4台循环冷水泵参数如表1所示。

3炼油厂循环水泵密封选择分析

炼油厂水汽车间403单元循环水泵P-301A/B/C，一开始设备运转时均采用普通石墨盘根作为密封材质，经常出现泄漏，油浸石墨盘根具有耐热性、柔软性好、强度高等优点，但它也有致命的缺点：表面粗糙、摩擦系数大、有渗漏现象，另外使用久了浸入的剂容易流失。浸油石墨棉绳盘根在水中长期浸泡会变得很硬，而且由于膨胀系数大，摩擦力较大。在实际生产中，经常出现这样的状况：新修好的设备，开始运行时轴封状况良好，但用不了多久，泄漏量便不断增加，经过调整压盖紧固填料后泄漏量能稍小，但运转不到三个月，石墨盘根已经渗漏严重，无法起到密封作用。严重时还会出现轴套磨损或磨断现象，增加了检维修工作量和维修成本。

我们在用普通石墨盘根填料，发现其具有3个缺点：（1）盘根填料与轴套直接接触，且相对转动，造成盘根填料与轴套的磨损，所以必须定期或不定期更换轴套。（2）为了使盘根与轴套间产生的摩擦热及时散掉，盘根密封必须保持一定量的泄漏，而且不易控制。（3）盘根与轴套间的摩擦，造成电机有效功率降低，消耗电能，有时甚至达到5%左右的惊人比例。从填料密封的原理来看，流体在密封腔内可泄漏的通道有三处：其一是流体穿透石棉材料造成泄漏；其二是从填料与泵体流道之间泄漏；其三是从填料与轴套表面之间泄漏。因此，防止水泵泄漏最为关键的措施是合理设计密封。

炼油厂二循循环水泵是炼油厂500万吨炼油项目2套在线循环水装置之一。二循循环水泵运行的好坏将直接影响到整个炼油系统的稳定运行。而循环水泵轴向密封的好坏同样影响循环水泵的稳定运行，在循环水泵使用石墨盘根密封的时期就有烧毁盘根的事情发生，为保证循环水泵的稳定运行，如何选择合适的水泵密封，减少泄漏量，降低检维修成本，减少事故停车率，是设备技术人员迫切需要解决的难题之一。通过多次的探索实践，我车间逐步实验对二循循环水泵轴向密封进行了改造，使用至今，效果良好。

具体设计改造方法采用如图所示，软硬填料组合密封设计，填料压盖两端采用艾志填料412SC盘根20.6mm×20.6mm（填料盘根中间有塑胶红心），形成密封骨架，填料腔体内中间用艾志CMS-2000软填料进行密封，艾志CMS-2000软填料有着盘根无法比拟的优势，填料腔体内填充的是一种优良的密封软材料，它耐热18℃～200℃，最大线速度8m/s，耐腐蚀性强，适用介质PH值范围4～13，主要适用于水介质。这种软填料状态为胶泥状，黑色CMS-2000由纯合成的KEVLAR纤维、高纯度的石墨、PTFE、有机密封剂四种不同的材料混合组成。其中，KEVLAR纤维最大特点是具有极高的抗冲击强度和抗拉强度；高纯度的石墨是美国赤士盾公司在特殊的生产条件下，如真空状态下，生产出来的产品，能减小其内部的摩擦，其含有的高分子硅脂主要是为了增加CMS2000的抗磨蚀能力；PTFE为聚四氟乙烯的英文缩写；而有机密封剂是由美国赤士盾公司的专业工程技术人员研制的，专门用于CMS2000的一种获得专利的纯合成液体，能有效保证CMS2000良好的密封性能。

在离心泵运转时，软填料的特殊合成纤维会缠绕在轴的轴套上，并随轴套同步旋转，形成旋转层的“动环”；在填料腔内壁上软填料粘附在其上，形成一个不动的静环。泵轴的转动使软填料层做剪切运动，会使特殊合成纤维剪切后形成合成材料环，并生成许多齿或槽，组成迷宫式的间隙，对密封的介质产生节流效应而起到有效的密封作用。

CMS-2000与传统密封形式比较：（1）不会对轴套造成磨损，不需要更换轴套。普通的填料密封，因为轴套与填料之间有相对运动产生，所以轴套会被磨损，需要我们经常更换轴套，同时填料也因为磨损造成泄漏，也需要更换，一般来说填料被磨损了10%左右就需我们进行更换了。以P-301A泵为例，该泵以前使用盘根，由于轴套磨损严重，每年大修4次，维护工作量较大，使用该填料一年后，检修时发现轴套无明显磨损。同时，由于取消冷却水管，无冷却水泄露。使用该填料几年来，未发现明显泄露。

（2）可在线修复，维修劳动强度低。普通的填料密封在失效时，需要维修人员将设备停机，将石墨填料盘根取出后再进行安装，这样会造成停机损失。软硬填料组合密封设计，在泄漏量不断增加，但艾志填料412SC盘根良好未被甩出的情况下，对循环水泵的泄漏维修时可在设备的运动状态下进行，可将软填料注入口打开，接上软填料枪后，将软材料注入填料腔体内，即可重新实现有效的密封不漏水，避免了停机维修损失产生的损失。

（3）避免电力的无谓损耗。普通的填料密封的密封力的来源于压盖将填料的轴向压力而造成的填料的径向扩张力（即填料对轴的抱紧力），这就使得轴必须要克服这种密封力（抱紧力）才能进行运动，轴就必须消耗较大的功率，造成无谓的电力消耗。软硬填料组合密封设计中CMS2000材料的组成为摩擦系数极低的非金属和液体，再加上艾志412SC填料盘根中心为塑胶红心材料，有良好的伸缩性和低摩擦性，轴在运动时不需要克服较大的密封力，这就意味着轴功率不会有无谓的消耗。

（4）不需要冲洗或冷却。普通的填料密封因为填料与轴套之间产生较大的磨擦热，所以需要采用冷却水来冷却，这样就造成了冷却水的消耗。CMS2000泵填缝料会形成无缝的合成材料环，型状状与轴套的不规则处完全吻合，对于磨损变糙的轴套依然有效，几乎可以完全杜绝渗漏，因此泵不再需要进行冲洗，回收冲洗液，更换轴套，节省开支，美化现场卫生。

4炼油厂循环水泵软硬填料的安装

填料的组合与安装是否正确对密封的效果和使用寿命影响很大，不正确的安装是导致软硬填料密封发生过量泄漏和密封过早失效的主要原因之一。

安装时要注意以下几个方面的要求。

（1）离心泵填料腔体内表面、轴套、轴表面不应有划伤（特别是轴向划痕）和锈蚀，轴套应尽量光滑，以减小摩擦，防止软填料被挤出。

（2）硬填料环尺寸要与填料腔体内和轴套的尺寸相协调，填料环不能任意将其变形安装。

（3）软填料不要压得过多过实，否则泵启动后软填料易被挤出，开泵后，如果有漏水现象，用软填料枪通过填料室小孔加注软填料，直至完全不漏水。

（4）切割硬填料412SC盘根，最好是与轴呈45°的斜口。

（5）装填时须注意相邻硬填料环的切口之间应错开。填料环数为4～8时，装填时应使切口相互错开90°；3～6环时，切口应错开120°。

（6）硬填料环全部装完后，在拧紧压盖螺栓时，为使压力平衡，应采用对称拧紧，压紧力不宜过大；先用手拧，直至拧不动时，再用扳手拧。

（7）安装最后2圈硬填料盘根时，要用手盘动泵轴，以手感适度为宜，不能将压盖螺栓拧得过紧，以免烧轴。

（8）严格控制轴与轴承孔、填料腔体的同轴度，还有轴的径向圆跳动量和轴向窜动量，它们是填料密封具有良好密封性能的先决条件和保证。

5密封改造后如何开停循环水泵

开循环水泵时，一定要先边盘车边紧固压盖螺栓至螺母全部带满丝扣，然后抹上黄油，将真空抽至泵顶部充满液体流下，同时要在泵出口较低处增加4分或6分放空阀，并打开放空阀对泵进行排气处理，至到放空阀无气排出并放水带压后，再缓慢开启冷水泵出口，并注意保持出口压力稳定，直到将冷水泵开起来。停循环水泵时与停普通离心泵相同。

6密封改造效果

403单元循环水泵使用软硬填料组合密封设计后，对大型电机耗能将有一定的节约，节能降耗明显；密封使用寿命长，长期无需更换，降低设备故障率；密封可在线修复，减轻了工人劳动强度和停送电动设备检修的麻烦；不需冷却或冲洗，不泄露，避免介质的无谓流失，使水泵现场5S环境卫生得到改善。

从降低检修成本考虑，由于每年不再对轴套磨损、填料损坏进行维修，更能降低生产维修成本，提高生产的综合效益。软填料可重复使用，用过的软填料用水泡后与新填料混合，可重新使用，又减少了设备材料的库存量。

总之经过细致的运行观察，二循循环水泵使用软硬填料组合密封设计后，不但能保证长周期稳定运行，而且大大降低了维修次数和维修费用，具有很好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]应宝华.CMS―2000软填料的使用与改进[J].南钢科技与管理，2005（1）.

循环水泵篇6

关键词：AP1000核电；循环水泵房；深大基坑支护技术；地下工程；支护桩；高压旋喷桩

文献标识码：A中图分类号：TL353文章编号：1009-2374（2016）07-0101-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.051

1工程概况

三门核电二期循环水泵房位于核电现场北区，为3&4#机组冷却水系统的重要设施。南侧为已完工的二期重件道路、北侧为已修建的防浪堤、东侧为规划中未开挖的三期泵房。基坑支护范围南北长约130m，东西宽约123m，深约32m。循环水泵房基坑支护及防渗工程采用为防渗帷幕桩形成封闭的止水结构，内部由支护桩、高压旋喷桩、水泥深层搅拌桩、锚索组成的支护体系。

2水文地质条件

循环水泵房位于沿海地区，降水丰沛，暴雨和台风频现。厂区常年地下水位位于＋2m，排洪闸底板面高程为＋1m，地下积水厚3m，淤泥层以上回填石渣层内积具有流通性。厂区地表由碎石回填层组成，主要地层厚度为回填层厚9～12m，淤泥层厚度为14m，黏土层厚度约14～40m。泵房区域基岩西南角埋深为－20m，南侧、东南角和西侧为－25m，西北角为－45～－50m，东侧为－25～－50m，东北侧埋深为－55m。

3工程特点和难点

（1）回填层厚度大，荷载重，渗透性强，地下水流通性高，水位高；（2）淤泥层呈软-流塑状，摩阻力和抗剪强度低，易变形；（3）基坑深，工期紧，近海且旁有重件道路，安全性要求高。

4基坑支护设计

在充分考虑本工程特点和难点的情况下，经过多方论证，确定止水结构采用防渗帷幕桩，内部支护体系由支护桩、高压旋喷桩、水泥深层搅拌桩、锚索组成。

4.1防渗帷幕桩

防渗帷幕桩，设计强度C20，桩径1000mm，桩间距900mm。东西两侧桩顶高程＋3.0m，桩长6m，防渗土工布北侧桩顶高程＋6.0m，桩长9m、13m间隔布置。

4.2支护桩

支护桩，设计强度C30，轴线长度424.8m。桩径1000mm，桩间距1800mm。基坑西侧支护桩桩顶高程0.0m；内侧支护桩桩顶高程－7.0m，南侧运输道路段桩顶高程为－8.5m～－0.5m。西侧支护桩为定长18m，内侧支护桩桩长最长38m或入中风化基岩2m。

4.3高压旋喷桩

基坑北侧的支护桩外侧布置了高压旋喷桩形成重力挡墙，在支护桩内侧的－21.0m标高也布置了高压旋喷桩进行施工通道的地基加固，在帷幕桩与防渗土工布衔接地段布置了高压旋喷桩进行补强。高压旋喷桩桩径1000mm，桩间距900mm，综合置换率70%。高压旋喷桩主要在基坑北侧施工，桩顶高程在－1.0m，支护桩外侧旋喷桩桩端高程－23.0m，坑底施工通道内，桩端高程－45.0m。设计要求保留部分块石层对帷幕桩形成反压。

4.4水泥深层搅拌桩

深搅桩桩径700mm，桩间距600mm，综合置换率80%。桩端高程－18.0m。

4.5锚索

扩径旋喷摩擦型土锚，锚索采用7Φ5钢绞线，旋喷扩径后直径应大于500mm。岩层锚索采用分散压缩型锚索，锚索采用7Φ5钢绞线，钻孔直径130mm。在标高－6.0m以上分为四层锚索，－6.0～－18.0m共分为四层锚索。

5施工要点

场地内土石方首先开挖至＋3.0m（北侧＋6.0m）标高，受堆土场地限制，这一阶段的开挖是分区域掏槽开挖，先开挖西侧，再开挖东侧，之后为北侧及南侧，随着开挖工作面的提高，逐步开始施工帷幕桩。帷幕桩施工完成，形成封闭的干作业环境，随后工序流程：泵房周边的支护桩、深搅桩、旋喷桩、锚索与土方开挖的交叉施工周边支护体系完成，开始内侧支护桩施工锚索、工程桩与土方开挖交叉施工。

5.1深层搅拌桩施工

深搅桩施工采用“两喷四搅”的方式：（1）桩位放样：根据测量控制点和施工图纸用全站仪测放桩位大样，再用钢卷尺测放桩位小样；（2）桩机就位：移动搅拌桩机对中桩位，并用机台木将桩机底盘垫平，保证稳固；（3）水泥浆制备：按试验确定的配合比制备水泥浆。搅拌桩所用水泥浆水灰比控制为0.5，使浆液理论比重不小于1.8；（4）喷浆搅拌下沉：待搅拌机正常运行后，开启灰浆泵，预喷2～3min，放松卷扬机钢丝绳，使搅拌轴沿导向架边搅拌边下降，到达设计标高后停止供浆；（5）搅拌上升：搅拌轴下沉至设计深度后，为使土体得到充分拌合，应控制搅拌轴的提升速度，搅拌轴缓慢提升至设计桩顶；（6）重复（2）至（5）工序，进行二次喷浆。

5.2高压旋喷桩施工

高压旋喷桩采用“三重管”旋喷注浆：（1）测量放线：按照设计图纸对桩位点进行施放；（2）钻机就位：在钻机就位前应平整场地，清除浅层障碍物，合理布置施工作业的高压泥浆泵、浆液搅拌站、排水、冒浆沟位置，尽量缩短浆泵站与桩孔的距离。钻机要安放在设计的孔位上，机座要平稳，使钻杆头对准孔位中心，同时使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置；（3）钻孔：钻孔选择用工程地质钻机导孔；（4）插管：对于用工程地质钻机导孔法施工时，钻机成孔完毕后，移至下一桩位导孔，高压喷射机具就位后，将喷管插入导孔内缓缓下沉至预定深度；（5）试喷射：旋喷管下钻到设计深度后，必须先试喷，确保一切正常后，方可正式旋喷成桩；（6）喷射注浆：当喷管插入预定深度后，按设计转速原地旋转喷射管，输入按设计要求的水、浆、气流量和压力规定值的水泥浆、水和压缩空气，并按设计要求的提升速度、转速转动提升喷管，进行由下而上的喷射注浆。

5.3锚索施工

旋喷锚索：（1）定位放线；（2）钻机就位；（3）成孔；（4）成孔喷浆：采用合金高压旋喷钻头，钻头侧翼设置多个喷嘴进行高压旋转回转钻进工艺，钻进及提升时均进行喷浆，水泥浆用P.c42.5水泥搅拌，水灰比为0.5，浆液搅拌均匀，随拌随用；（5）锚索加工；（6）锚索安装：旋喷锚杆钻机将加工成品的锚索锚固段顶端钢板通过钢板中间孔套入合金高压旋喷钻头上，然后通过套在合金高压旋喷钻头上的钢板将与钢板焊接的钢铰线及自由段套管一起顶进孔内，顶进深度满足设计要求；（7）腰梁施工；（8）张拉锁定：当锚索注浆强度达到15MPa，进行张拉锁定。岩锚施工：（1）定位放线；（2）钻机就位；（3）钻孔；（4）锚索加工；（5）安放锚索：孔内先用高压风清孔一次，将钢绞线自由段及孔口段外套Φ18的软塑料管，两端用细铁丝扎牢，防止水泥浆渗入。然后放入锚索，锚索外套上定位片使锚索居中，应防止锚索扭压、弯曲，注浆管应随锚索一同入孔，注浆管头部距孔底5～10cm，锚索定位止浆环到达孔口时，停止推送，再检查一遍，排气管是否畅通；（6）锚固段注浆：采用排气注浆，为水泥浆常压灌注，下倾的孔水泥浆由孔底注入，空气由锚索孔排出；（7）腰梁施工；（8）张拉锁定。

5.4帷幕桩和支护桩

帷幕桩为素砼桩，支护桩为钢筋混凝土桩。以下简要介绍钢筋混凝土桩的施工流程，素砼桩则不涉及钢筋笼的制作及安装工序：（1）埋设护筒；（2）桩机就位；（3）桩机试运转；（4）泥浆制备；（5）成孔；（6）嵌岩灌注桩入岩；（7）清孔；（8）终孔；（9）二次清孔；（10）钢筋笼安放；（11）灌注混凝土；（12）桩头的凿除及挂网抹灰；（13）泥浆处理。

6基坑支护监测

根据泵房现场条件，在支护结构上设8个检测断面，对周边环境主要监测重件及北护堤。监测内容：（1）支护桩桩体变形。在支护桩内设测斜管，监测施工过程桩体变形，测斜管底部与钢筋笼同标高；（2）土体深层水平位移。在围护桩外侧土体中布设测斜管，监测土体深层水平位移，测斜管底部进入中风化基岩2m或深度超过基底10m；（3）锚索内力监测，在锚头部位布设测力计监测；（4）支护桩钢筋应力监测，在支护桩不同深度主筋上设钢筋应力计，监测主筋内力，每个标高位置在主筋上各设2个应力监测点；（5）沉降监测。在坑外土体、大件道路、北护堤等设沉降点，监测沉降；（6）北护堤侧土体分层沉降；（7）地下水位监测；（8）对在基坑开挖影响范围内的周边地下管线机建筑物进行调查，并做相应变形监测。监测控制值：桩体水平变形最大值为50mm；土体水平位移最大值为120mm；坑外土体沉降值为120mm；钢筋测力计内力值不超过设计80%，锚索测力计应力不超过110%或者不低于70%；数值不出现急剧变化。

7结语

本工程开挖期间经过严格监测，桩体水平变形、土体水平位移、坑外土体沉降值、变化速率和应力值等均未出现异常变化情况，土体水平位移最大值为87.60mm，桩体水平位移最大值为30.01mm，坑外土体沉降最大值为100.40mm，监测数据均未达到报警值。从监测结果来看，该支护方案很好地解决了基坑开挖期间止水、土体支护结构稳定与安全控制等难题，为后续循泵房施工创造了良好的施工条件，为后续类似地质条件深大基坑施工提供了可行的经验。

参考文献

[1]北京中水科工程总公司．三门核电项目3、4号机组循环水泵房基坑支护及防渗（围堰）工程施工图设计系列图纸[S]．2013．

[2]中国建筑科学研究院．建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012．

[3]中国建筑科学研究院．建筑地基基础设计规范（GB5007-2012）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012．