五一橋水電站機組頂蓋取水技改方案的技術(shù)經(jīng)濟分析

李 小 川， 王 曉 東， 劉 成 榮

(1．四川圣達水電開發(fā)有限公司，四川成都 610041;2．四川中鐵能源五一橋水電有限公司，四川九龍 626200)

1 概述

五一橋水電站位于四川省甘孜州九龍縣境內(nèi)，是九龍河規(guī)劃“一庫五級”開發(fā)方案中的第二個梯級電站。電站采用引水式開發(fā)，閘址位于九龍縣乃渠鄉(xiāng)爛碉溝上游約400m處，廠址位于水打壩村通富橋上游九龍河右岸漫灘，閘、廠址相距約16．5km。電站安裝三臺單機容量為44MW的立軸混流式水輪發(fā)電機組(總裝機容量為132 MW)，單機額定流量為 24．24m3/s，額定水頭202．5m，年平均發(fā)電量 6．307 億 kW·h，年利用小時數(shù)為4730h，三臺機組相繼于2008年11月投運。

原機組技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計只有一個取水水源，采用自循環(huán)系統(tǒng)取水，設(shè)計方案為350RJC400長軸深井供水泵四臺，三用一備。汛期，由于自循環(huán)水泵長期運行，導(dǎo)致電機接線端子和泵體溫度偏高(最高達86℃)，水泵故障將造成機組事故停機，從而給電站機組的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行帶來較大的隱患。

表1 增設(shè)水源兩套方案技術(shù)經(jīng)濟分析表

2 機組頂蓋取水技改方案的技術(shù)經(jīng)濟分析

根據(jù)其它同類型水電站(石棉松林河大金坪電站、洪一電站)技術(shù)供水系統(tǒng)技術(shù)改造經(jīng)驗，結(jié)合五一橋水電站技術(shù)供水系統(tǒng)現(xiàn)狀，筆者認為增設(shè)一套機組頂蓋取水供水系統(tǒng)較為合適。筆者對機組頂蓋取水技改方案和相鄰水源取水方案進行了技術(shù)經(jīng)濟分析(表1)。

2．1 技術(shù)經(jīng)濟分析

表2 采取頂蓋取水方案后節(jié)能降耗表

根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較后認為，采用頂蓋取水方案更為經(jīng)濟、可靠，可操作性更強且能確保電站具備黑啟動條件，安全性能更高。

2．2 廠用電比較分析

根據(jù)廠用電比較分析，采用頂蓋取水方案將節(jié)約大量的廠用電(158．112萬kW·h/a)，從而大大節(jié)能降耗(表2)。

2．3 頂蓋取水可行性分析

(1)水質(zhì):頂蓋取水水源先經(jīng)過頂蓋上止漏環(huán)過濾(上止漏環(huán)單邊間隙為1～1．2mm)后再排出，較濾水器 (過濾精度為4mm)水質(zhì)好，可確保機組長期穩(wěn)定運行。

(2)水壓:五一橋電站額定水頭Hr=202．5 m，流量Qp=24．24m3/s，頂蓋與轉(zhuǎn)輪密封間隙δ1=1．9mm，轉(zhuǎn)輪與密封環(huán)間隙 δ2=1．1mm，頂蓋有壓排水壓力(現(xiàn)約為0．14MPa)將隨著密封環(huán)磨損量增加而增大，初步分析能滿足機組冷卻系統(tǒng)水壓要求。

(3)水溫:九龍河流域河水水溫常年較低，最低時約為7℃，最高時約為12℃，水溫低對降低軸承溫度有較大作用。

根據(jù)上述分析可知，采用頂蓋取水方案較相鄰水源取水方案經(jīng)濟、安全、可行。

3 頂蓋取水方案的設(shè)計

3．1 總體方案

將三臺機組頂蓋有壓排水管(DN150mm)分別接入水輪機層技術(shù)供水各自供排總管(DN250 mm)，設(shè)計原則為不得增高機組頂蓋處的水壓力，且滿足在不向機組供冷卻水時可自流排向尾水，具體設(shè)計情況見圖1。

圖1 五一橋水電站技術(shù)供水頂蓋取水示意圖

3．2 管道設(shè)計

3．2．1 機組用水量

空氣冷卻器用水量:230m3/h。

發(fā)電機上導(dǎo)、推力軸承油冷卻器用水量:80 m3/h。

發(fā)電機下導(dǎo)軸承油冷卻器用水量:20m3/h。

水輪機導(dǎo)軸承用水量:30m3/h。

單機總用水量:Q=360m3/h。

3．2．2 管路設(shè)計

因頂蓋取水后采用單元供水方式，故不存在重新增設(shè)管路計算問題。考慮到在單臺機頂蓋有壓排水管增設(shè)蝶閥，在蝶閥前端增設(shè)三通并與單機排水總管相連，在蝶閥后端增設(shè)三通并與單機供水總管相連，可利用技術(shù)供水泵定期進行反沖。

4 結(jié)語

五一橋水電站機組技術(shù)供水系統(tǒng)采用頂蓋取水技改方案，既解決了電站汛期安全穩(wěn)定運行問題，又使頂蓋的排水變廢為寶，每年可為電站節(jié)能增效，減少廠用電158．112萬kW·h，提高電站經(jīng)濟效益約34．78萬元。具有運行安全、操作簡單、節(jié)能(節(jié)約廠用電)降耗等優(yōu)點，亦為電站實行“無人值班，少人值守”管理打下了堅實的基礎(chǔ)。