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[科普中国]-海水取水构筑物

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随着沿海地区工业的发展,用水量日益增加,沿海地区的工厂(如电厂、化工厂等)已逐渐广泛利用海水作为工业冷却用水。海水取水构筑物主要有引水管渠取水、岸边式取水和潮汐式取水3种形式。

海水取水的特点海水的含盐量及腐蚀性海水含有较高的盐分,一般为3.5%,如不经处理,一般只宜作为工业冷却用水。海水中的盐分主要是氯化钠,其次是氯化镁和少量的硫酸镁、硫酸钙等。因此,海水的腐蚀性甚强,硬度很高。海水对碳钢的腐蚀率较高,对铸铁的腐蚀则较小。因此,海水管道宜采用铸铁管和非金属管。

常用的防止海水对碳钢腐蚀的措施如下:

(1)水泵叶轮、阀门丝杆和密封圈等采用耐腐蚀材料,如青铜、镍铜、钛合金钢等制作而成。

(2)海水管道内外壁涂防腐涂料,如酚醛清漆、富锌漆、环氧沥青漆等。

(3)采用阴极保护。

为防止海水对混凝土的腐蚀,宜用标号较高的抗硫酸盐水泥或普通水泥混凝土表面涂防腐涂料。

海生物的影响与防治海水中的生物,如海红(紫贻贝)、牡蛎、海蛭、海藻等大量繁殖,造成取水头部、格网和管道阻塞,不易清除,对取水安全有很大威胁。特别是海红极易大量黏附在管壁上,使管径缩小,降低输水能力。青岛、大连等地取用海水的管道内壁上,海红每年堆积厚度可达5~10 mm。

防治和清除海生生物的方法有加氯法、加碱法、加热法、机械刮除、密封窒息、含毒涂料、电极保护等。其中以加氯法采用最多,效果较好。水中余氯量保持在0.5 mg/L左右,即可抑制海生物的繁殖。

潮汐和波浪潮汐平均每隔12 h 25 min出现一次高潮,在高潮之后6 h 12 min出现一次低潮。我国沿海大潮高度各地不同,渤海一般在2~3m之间,长江口到台湾海峡~带在3 m以上,南海一带则在2 m左右。

海水的波浪是由风力引起的。风力大、历时长,则会形成巨浪,产生很大的冲击力和破坏力。取水构筑物宜设在避风的位置,并应对潮汐和风浪造成的水位波动及冲击力有足够的考虑。

泥沙淤积海滨地区,特别是淤泥质海滩,漂沙随潮汐运动而流动,可能造成取水口及引水管渠严重淤积。因此,取水口应避开漂沙的地方,最好设在岩石海岸、海湾或防波堤内。1

海水取水构筑物引水管渠取水当海滩比较平缓时,用自流管或引水渠引水。图1为自流管式海水取水构筑物,它为某热电厂和某化工厂提供生产冷却用水,日供水量为125万t。自流管为两根直径为3.5 m的钢筋混凝土管,每根长1 600 m,每条引水管前端设有6个立管式迸水口,进口处装有塑料格栅进水头。

岸边式取水在深水海岸,岸边地质条件较好,风浪较小,泥沙较少时,可以建造岸边式取水构筑物,从海岸边取水,或者采用水泵吸水管直接伸入海岸边取水。

潮汐式取水如图2所示,在海边围堤修建蓄水池,在靠海岸的池壁上设置若干潮门。涨潮时,海水推开潮门,进入蓄水池。退潮时,潮门自动关闭,泵房自蓄水池取水。这种取水方式节省投资和电耗,但池中沉淀的泥沙清除较麻烦。有时蓄水池可兼作循环冷却水池,在退潮时引入冷却水,可减少蓄水池的容积。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学