天津北疆电厂位于天津滨海新区东北部原天津汉沽区境内大神堂,是国家首批循环经济试点项目,由国家开发投资公司与天津市政府合作建设.电厂规划三期建设4×1 000 MW超燃煤发电超超临界机组和每天40万t海水淡化工程,一期工程2×1 000 MW发电机组和每天20万t海水淡化装置,总投资约123亿元.该项目首创“发电-海水淡化-浓海水制盐-土地节约整理-废弃物资源化再利用”五位一体的循环经济模式.
北疆电厂取水工程位于典型的淤泥质海滩,工程区海岸坡缓水浅,泥沙运动活跃,水体含沙量大,开挖沟槽泥沙回淤严重.冬季在离岸风作用下减水现象明显,常可出现连续数日的超低潮位过程,且时有冰凌发生,重冰年浮冰会在涉水建筑物附近产生叠冰现象,该海区又是风暴潮易发区域,取水工程环境条件恶劣.针对电厂取水工程区海域复杂的自然条件和取水工程设计要求,本项研究从理论上科学地阐明了影响全天候大流量安全取水的主要因素是,电厂取水工程设计水位(或设计潮型)、沉淀池沉淀效率、泥沙淤积、取水工程布置方案、取水调度工艺等.而确保电厂取水安全(包括大流量取水和水质)、取水工程防淤减淤措施和实现上述目标的取水工程布置方案和取水调度工艺及综合研究手段,是本项研究的关键技术问题.
本项研究采用理论分析、数学模型计算与系列物理模型试验相结合的创新研究手段,在对取水工程引潮沟常规方案进行系统研究的基础上,取得了突破性的创新成果,独创性地开发出了“两级沉淀调节池、两级可控进水闸,一级沉淀池高潮位间隔补水静沉、二级沉淀池再静沉并连续取水”的取水工程布置方案和取水调度工艺,为北疆电厂取水工程设计施工和决策提供了强有力的科学技术支撑.工程实施后,实现了渤海湾淤泥质海滩北疆电厂全天候大流量安全取水和零排放的工程设计目标,协调了电厂建设与海洋生态环境保护关系,标志着该项目循环经济建设目标的成功实现.
“淤泥质海滩天津北疆电厂取水工程关键技术研究与应用”,经过天津国投津能发电有限公司、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院和华北电力设计院工程有限公司3家单位历时6年多时间的攻关合作,全面系统地研究了电厂取水工程中的关键技术难题,取得了突破性的创新成果,填补了国内外淤泥质海滩大规模电站大流量取水的技术空白,成果应用并工程实施后,取得了明显的经济效益和社会效益.获2011年度中国电力建设科学技术成果奖一等奖.