渠水朗江水電站增效擴容改造工程方案優化

（湖南湘能電力股份有限公司，湖南 長沙 410000）

渠水朗江水電站增效擴容改造工程方案優化

袁 斌

（湖南湘能電力股份有限公司，湖南 長沙 410000）

為充分利用水能資源，響應國家倡導的增效擴容的號召，朗江電站進行了增效擴容改造，作者對初步設計報告進行了優化論證，提出了優化方案，可供類似工程的建設者借鑒。

渠水朗水電站；增效擴容；方案優化

一、工程概況

朗江水電站工程位于湖南省會同縣渠水下游朗江鎮，以發電為主、兼有航運、公路交通等綜合效益?？値烊?700萬m3，為日調節水庫，電站總裝機容量22.5MW。該工程于1990年10月動工興建，1993年5月第一臺機發電，1996年竣工。

該電站已投運20多年，機電設備老化嚴重，部分已成為淘汰產品，備品備件困難，若不進行更新改造，朗江水電站將面臨廢棄的危險，即使解決了防汛問題，設備安全高效運行也沒有保障。為此，為充分利用水能資源，響應國家倡導的增效擴容的號召，公司于2012年向政府相關部門申報了《朗江水電站增效擴容改造》項目并委托懷化水利電力勘測設計研究院對朗江電站進行增效擴容改造設計。

二、增效擴容工程改造技術方案優化

下面結合設計院初步設計論證的成果及本人的補充意見一并將主要增效擴容項目分錄如下：

1水工建筑工程的改造

1.1 廠房防洪工程改造

將原高程250.52m的廠區防洪墻、廠房尾水防洪墻、廠房左側局部防洪墻加高到高程為254.6m的防洪擋水墻，基本滿足原設計300年一遇的防洪標準。

1.2 溢流壩下游導流墻加高改造

將原高程248m的導流墻加高至251m，滿足導流墻高程高于尾水水位高程的要求。

1.3 尾水閘墩加高改造

將原高程243.386m的尾水閘墩加高至251m，滿足尾水閘門的運行要求。

1.4 廠房伸縮縫防滲處理

廠房3#機上游左上角，機組與安裝間，機組與機組間有滲漏水，需作防滲處理。

1.5 砼重力壩防滲、胸墻堵漏及廠房頂防滲處理

因重力壩、胸墻及廠房頂滲漏嚴重，致使廠房相當潮濕，設備運行環境十分惡劣，必須進行重力壩、胸墻堵漏及廠房頂防滲處理。

1.6 弧門檢修門槽二期砼灌漿處理

弧門檢修門槽二期砼，由于施工澆筑不規范，致使門槽預埋件基本呈現全裸狀態，如不進行灌漿處理，可能會導致預埋件脫落、檢修門落閘后漏水嚴重等問題，需進行灌漿處理。

1.7 大壩觀察設施更新改造

大壩觀測設施已廢棄多年，本次改造應恢復大壩觀測基準點，對壩軸線重新進行復核定位，同時購置觀測儀器。

2水力機械及發電設備工程

2.1 水輪機更新改造

原來兩臺ZZ560-LH-275及一臺ZD560-LH-275水輪機，更換效率更高、過流量更大的兩臺ZZ660-LH-275及一臺ZD660-LH-275水輪機，同時更換3臺機的頂蓋及相應的附屬設施。改造后的水輪機效率在12.5m的設計水頭下效率可提高10個百分點。

2.2 發電機更新改造

發電機定子、轉子不需更換。但發電機空氣冷卻器及各導瓦冷卻器已超過使用年限，堵塞和漏水嚴重，需更換；原有金屬推力瓦需更換為塑料瓦；發電機定子進行全部清洗。

2.3 調速器更新改造

三臺機的接力器密封損壞，漏油嚴重，必須更換。

2.4 勵磁更新改造

三套勵磁裝置的勵磁主回路老化嚴重，保護由于元件損壞已退出，可靠性、穩定性、速動性差，必須更換。

2.5 基礎自動化元件更新改造

基礎自動化元件使用年限久，絕大部分已老化，導致監測不準確、動作不可靠，必須全部更換。

2.6 機組技術供水更新改造

尾水水位提高后，原自流供水系統不能滿足水壓要求，必須新增4臺流量270m3/h、揚程27.5m、功率45kW的離心水泵作為技術供水泵并增加相應的管路、閥門、控制柜。

2.7 排水泵更新改造

排水系統分廠內（檢修和滲漏合一）、廠區排水兩部分，尾水位提高后，滲漏水量將增加，須增大排水功率。原廠內3臺額定排水流量為122-204m3/h的深井泵需更換成220-264m3/h型深井泵。廠區3臺排水泵更換成流量為300m3/h、揚程20m的離心泵。

2.8 氣系統更新改造

高、低壓氣機已超過使用年限，設備軸承及軸承座、傳動軸磨損嚴重，必須更換。

2.9 油、水、氣系統管道及閥門更新改造

油、水、汽系統管道“三漏”和結垢嚴重，閥門操作不靈，應予全部更換。

2.10 水力監測系統更新改造

現水力監測系統已廢棄多年，需恢復以利機組監測及試驗。

3電氣一次部分

電氣主接線維持原方式不變。取消原10kV電壓等級的配電裝置，有關電氣設備仍按與目前發電機容量相配套選擇。

3.1110 kV、35kV開關站設備絕緣老化，無備品，同時又不能滿足“五防”要求，必須全部進行更換。

3.2 6.3kV開關柜絕緣老化，不能滿足“五防”要求、無備品，必須全部進行更換。

3.3 現有兩臺主變分別為SFS8-20000和SF10-10000，盡管空載損耗比目前最新節能變壓器SS11-16000、S11-8000的要大12kW，但折算后負載損耗要少21kW?？紤]現有兩臺主變才使用20年，綜合損耗比最新節能變壓器還小，安全系數也更大，并與發電機容量相配套具有更大的負荷輸出能力，現有兩臺主變不更換；但是二臺主變存在密封老化，漏油嚴重、氣囊呼吸功能異常等問題，必須進行檢修，同時將橡膠式油枕更換為金屬波紋管油枕。

3.4 目前，6.3kV高壓室到發電機、主變的連接為裸露鋁排。為防小動物及便于室內外的封堵，吸取96年“7.17”事故教訓（當時裸露鋁排短路，失去廠用電，排水泵無法工作），發電機出線到高壓室鋁排母線外包熱塑套管，高壓室到主變壓器鋁排更換成防火型銅芯電纜。

3.5 全廠動力電纜絕緣老化，必須全部進行更換。

3.6 因原電纜橋架因銹蝕嚴重，部分已處于快斷落狀態，需對電纜橋架進行全部更換。

3.7 廠用電系統改造

現有低壓配電裝置采用PGL型固定式低壓配電柜，采用熔斷器保護，柜內設備均屬淘汰產品，不能滿足“五防”要求。廠用變壓器為兩臺S9-200油浸式變壓器。供、排水系統改造后，廠用負荷增大，原廠用電系統容量不夠。因此，將低壓饋電屏PGL更換成抽屜式低壓開關柜；廠用變更換成兩臺400kVA的干式變壓器、電力電纜更換成容量較大型。

為提高防洪保安電源的可靠性和獨立性，添置一臺200kW柴油發電機。

3.8 照明系統改造

現有廠房照明存在線路凌亂，布置不合理，光度不夠和電纜絕緣低等問題，必須對燈具和線路進行全部改造。

4電氣二次部分

4.1 電站計算機監控系統已使用12年，元件老化，模塊插件經常燒壞，工控機經常死機，可靠性已很差，必須改造。

4.2 蓄電池早已超過使用年限，現容量不到額定容量的三分之二，浮充裝置設備早已超過使用年限，無備品。蓄電池和浮充裝置必須更換；

4.3 為適應電監辦要求及調度管理需要，新增光纖通訊系統。

4.4 全站繼電保護裝置使用年限已久，元件老化嚴重，可靠性差，必須全部更換。

4.5 新增工業電視監控系統。

4.6 電流互感器、電壓互感器的二次電纜截面積不適應保護、計量的新要求，必須更換。

4.7 新增水情測報系統，以提高水能利用和防汛安全。

4.8 完善消防及報警設施。

對原消防設施進行改造、更換，以適應消防要求，同時新增火災報警系統。

4.9 新增通風系統。尾水水位上升至250m高程后，廠房滲水量將增加，廠房發電機層以下潮濕和結露將更嚴重，必須新增通風系統，以利設備的安全運行。

5金屬結構

5.1 啟閉機大修

弧門啟閉機和進水口工作門啟閉機自投運以來，未對設備進行過大修。按照運行設管理規定，改造時應對弧門啟閉機和進水口工作門啟閉機進行大修，同時起吊鋼絲繩更換為不銹鋼鋼絲繩。

5.2 閘門噴鋅防腐及止漏處理

對所有閘門進行噴鋅防腐處理，更換已老化的止水橡皮。

5.3 弧門檢修門移動啟閉機更換

弧門檢修門移動啟閉機采用兩臺電動葫蘆配備拉桿操作。上、下啟閉門和移動過程中難以同步，無滑動導線，臨時拉線，操作困難，存在較大嚴重安全隱患，應予更換。

5.4 尾水閘門及啟閉機更新

尾水水位抬高后，尾水閘門的主、次梁的計算應力超出規范要求，必須更換閘門及啟閉機。由于門槽更換困難，保留原門槽不變。。

5.5 為了提高攔污和清污能力，對進水口欄污排進行大修，更換清污機。

三、方案評價

初步估算完成項目需投資4513.57萬元，其中土建工程576.68萬元，機電設備工程為2758.10萬元，金屬結構設備工程及為175.51萬元，臨時工程為119.70萬元，其他費用為617.2萬元，預備費204.21萬元，利息62.16萬元。估算投資比初步設計概算減少1037萬元，減少的主要原因是發電機及變壓器在保證增效和安全的條件下，沒有大拆大換，從而實現在增效、安全的基礎上投資的優化。在增效擴容改造工程的具體實施過程中，還要堅持實事求是、節約辦企業的精神，使優化工作得到更進一步提升。

[1]陳卓英，黃智敏，鐘勇明，等.紅橋水電站增效擴容改造工程堰型優化試驗研究[J].廣東水利水電，2013（10）.

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