紅土嶺水電站改造工程出現(xiàn)的問題及處理方法

韓晶晶

（安康市漢濱區(qū)黃石灘水庫管理局 陜西 安康 725000）

1 項目概況

紅土嶺水電站位于安康市漢濱區(qū)建民辦事處紅一村付家河邊的余家槽口，黃石灘水庫東干渠10+860樁號處，廠房位于東干渠下，平行于付家河水流方向，依河而建，廠房尺寸為4m×9.3m×4m（寬×長×高）。為利用上游20km的黃石灘水庫棄水和水庫對川道灌區(qū)1.2萬畝水田的灌溉補水進(jìn)行發(fā)電的引水式水電站，是安康市漢濱區(qū)北部付家河流域河道水量調(diào)度，水能梯級開發(fā)的第二級電站。

該電站于1992年開工建設(shè)，1994年初正式建成運行發(fā)電。水電站水工建筑物有引水明渠和壓力前池、壓力管道、地面式廠房和尾水室等。前池正常蓄水位386.48m，最低水位384.35m，斜擊式水輪機噴針中心高程291.20m，電站最大水頭95.28m，最小水頭93.15m，設(shè)計水頭94m，設(shè)計流量0.9m3/s，總裝機容量640kW。電站安裝二臺斜擊式水輪發(fā)電機組，水輪機采用XJ02-W-50/1×12.5型，設(shè)計水頭125m，出力507.8kW，額定轉(zhuǎn)速750 r/min，發(fā)電機采用SFW-850-8型，額定轉(zhuǎn)速750 r/min，額定電流577A，額定電壓400V，額定功率320kW，功率因素0.8，采用碳刷勵磁方式，調(diào)速器型號為JJ-35。電氣主接線采用單母線接線，主變一臺，型號為S7-800/10。電站升壓側(cè)采用一回10kV線路并入國家電網(wǎng)。10kV側(cè)采用戶內(nèi)裝置，選用了兩臺GG-lA高壓開關(guān)柜，配SN-10型少油開關(guān)和手動操作機構(gòu)。廠用電取自0.4kV母線，備用電源取自10kV電網(wǎng)，未配備廠用變壓器。二次設(shè)備采用電磁式保護(hù)裝置以及測量、信號裝置，并配有手動準(zhǔn)同期裝置。二次設(shè)備和保護(hù)裝置以及高壓開關(guān)跳、合閘用電采用交流電源，電站末考慮直流電源系統(tǒng)。

由于當(dāng)時受資金所限，加之水輪發(fā)電機組和自動化設(shè)備的生產(chǎn)水平較低，致使電站的設(shè)備相對比較落后。電站經(jīng)過多年的運行，經(jīng)常出現(xiàn)故障停機，嚴(yán)重影響了電站的正常生產(chǎn)和效益的發(fā)揮。

本次改造工程主要進(jìn)行設(shè)備擴容更換及綜合自動化改造和廠房修繕等。改造后安裝兩臺混流式水輪機發(fā)電機組，水輪機采用HLYH14-WJ-58型，發(fā)電機采用SFW630-6/1180型臥式水輪發(fā)電機，額定轉(zhuǎn)速1000r/min，額定電流1136A，額定電壓400V，額定功率630kW，功率因素0.8，采用靜止可控硅勵磁。電氣主接線采用單母線接線，主變一臺，型號為S11-1600/10。電站升壓側(cè)采用一回10kV線路并入國家電網(wǎng)。10kv側(cè)采用戶內(nèi)裝置，選用10kV斷路器柜（型號 ：KYN28-12-39）、10kVPT柜 （ 型 號 ：KYN28-12（Z）-06）、廠變進(jìn)線柜（型號：KYN28-12）各一面。

中控室安裝電度表屏（型號：GGD）、升壓站一體化屏（型號：XSJ-1360-8Y）、廠用低壓屏（型號：GGD）各一面，還安裝兩面免維護(hù)鉛酸電池直流屏二面，配備微機操作臺一套。

每臺機旁配備發(fā)電機勵磁屏和機組一體化屏各一面（型號：XSJ-1360-8Y）。廠房內(nèi)還配備照明分電箱、主廠房動力分電箱、安裝間檢修動力分電箱、集水井排水泵控制箱和蝶閥控制箱等。

2 出現(xiàn)的問題及解決方法

2.1 合理進(jìn)行廠房整體布置

由于在該工程為增效擴容改造項目，在設(shè)計時盡可能考慮利用原廠房進(jìn)行布置，不但可以節(jié)約投資還可以縮短工期。所以在設(shè)計時，依據(jù)機電、電氣設(shè)備大小為基礎(chǔ)，在不改變原廠房結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在上游新增加半間（2.5m）廠房，在下游方向新增加兩間（4m+4m）廠房進(jìn)行布置，水輪發(fā)電機組以下游廠房邊墻為邊線向上游布置。這樣的布置在表面上看新建廠房不多，節(jié)省了投資。但根據(jù)紅土嶺水電站的實際情況，這樣不但節(jié)約不了投資，而且加大了施工難度。一是為了新建上游2.5m寬的廠房，不但要重新開挖基礎(chǔ)，還要拆除一間原廠房，在總體上形成拆除一間新建三間半廠房的形式。二是這樣的布置會造成上游的一號發(fā)電機組尾水要通過原廠房基礎(chǔ)下向河道排放，而原廠房依河而建，廠房基礎(chǔ)為7.5m高的漿砌石擋墻。從這里出尾水，首先需要在漿砌石擋墻下開挖，這樣會增加施工難度，同時加大了施工的危險性，并且延長了施工工期。通過多方考量，根據(jù)該電站地形的實際情況，最終確定沿原廠房向下游方向新建三間（4m+4m+4m）廠房，再依下游邊墻向上游布置水輪發(fā)電機組，這樣兩臺水輪發(fā)電機組的尾水就不影響原廠房基礎(chǔ)了。這種布置雖然新建廠房三間，但不拆除原廠房，原廠房有三間（4m+4m+4m）的空間，可以從上游向下游依次設(shè)置6m寬的中控室和6m寬的檢修平臺。這樣不但加快了施工進(jìn)度而且減少投資，增加了施工安全性。

2.2 解決原起重機支撐柱承載力不足的問題

由于紅土嶺水電站更換了水輪發(fā)電機組，原5t手動單梁起重機已經(jīng)不能滿足使用要求，根據(jù)水輪發(fā)電機組單件最大重量的實際情況，更換為10t電動單梁起重機，同時更換“T”型梁。但原廠房起重機支撐柱無法更換。為在確保安全前提下降低造價，采用加大受力面積的方法解決。一是在“T”型梁和支撐柱的接觸面積上平鋪2cm厚鋼板加大接觸面積的方式增加了支撐柱的承載能力。二是加大“T”型梁底寬，原5t“T”型梁底寬15cm，新的10t“T”型梁底寬為25cm，同時實施過程中在鋼板和原支撐柱接觸面上平鋪1cm厚M30高強度砂漿，使接觸面平整和牢固。事實證明，第二種做法不但確保了安全及節(jié)約投資，還縮短了工期。

2.3 機電設(shè)備加工與土建工期的矛盾

根據(jù)紅土嶺水電站改造工程的工期安排，在土建工程開工后90天時機電設(shè)備就應(yīng)進(jìn)場安裝，但實際的機電設(shè)備加工周期不能滿足工期要求。為了使工程順利實施，不出現(xiàn)施工現(xiàn)場等設(shè)備，造成誤工的現(xiàn)象發(fā)生，簽訂合同后，業(yè)主組織設(shè)計、監(jiān)理、施工單位進(jìn)行機電設(shè)備采購，確定供應(yīng)商后，根據(jù)機電設(shè)備供應(yīng)商所提供的交貨時間進(jìn)行施工安排，最終確定以機電設(shè)備交貨前100天土建工程開工建設(shè)。在土建開工前的這段時間，組織機電設(shè)備的各個供貨商進(jìn)行協(xié)調(diào)，將各個供貨商的機電設(shè)備參數(shù)匯總、梳理，使各個設(shè)備之間匹配，整套設(shè)備性能穩(wěn)定，滿足使用要求。在紅土嶺水電站改造工程實施過程中，機電設(shè)備的進(jìn)場時間就是各個設(shè)備基座混凝土強度達(dá)標(biāo)的時間。這樣的安排，不但確保了整套設(shè)備的性能匹配和穩(wěn)定，而且使整個施工安排緊湊、有序，沒有出現(xiàn)誤工和趕工期的現(xiàn)象發(fā)生。

2.4 高壓室空間的改造

紅土嶺水電站原高壓室在廠房上游，為磚混結(jié)構(gòu)，屋頂為混凝土預(yù)制板，房屋凈空尺寸為3.3m×3.3m×3.6m（長×寬×高）。安裝兩臺GG-lA高壓開關(guān)柜，配SN-10型少油開關(guān)和手動操作機構(gòu)。而本次改造后，室內(nèi)安裝10kV斷 路 器 柜 （型 號 ：KYN28-12-39）、10kVPT柜（型號：KYN28-12（Z）-06）和廠變進(jìn)線柜（型號：KYN28-12）各一面，設(shè)備在安裝和以后正常使用中需要的房屋凈空尺寸為4.0m×3.3m×3.6m（長×寬×高）。為了達(dá)到這個要求，實施過程中采用墻改梁的方法，在原房屋屋頂?shù)幕炷令A(yù)制板方向的圈梁下增加一道承重梁，拆除原墻體，延長房屋兩側(cè)側(cè)墻1m，同時新建一面墻體。屋頂采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板與原預(yù)制板澆筑在一起，再對整個房頂進(jìn)行防水處理，既滿足設(shè)備尺寸要求又節(jié)省了投資，加快施工進(jìn)度。

2.5 解決鋼筋混凝土施工難的問題

紅土嶺水電站改造工程原設(shè)計通風(fēng)道為0.8m×0.6m（高×寬）的鋼筋混凝土通風(fēng)管。由于這種結(jié)構(gòu)的通風(fēng)管，在實施過程中需要進(jìn)行綁扎鋼筋，支模板，分倉澆筑混凝土等，施工復(fù)雜、繁瑣，并且施工周期長，直接影響施工進(jìn)度。為了解決這個問題，在該電站施工中，采用直徑800mm的波形管替代鋼筋混凝土通風(fēng)管，不但能保證出風(fēng)量，而且能減少投資，方便了施工，加快了施工進(jìn)度。

3 結(jié)語

紅土嶺水電站改造工程在實施過程中，參建各方以實事求是、認(rèn)真科學(xué)的態(tài)度，做到了具體問題具體分析解決，通過各種措施的應(yīng)用，使該電站改造工程在廠房布局上更加合理，施工安全性和施工質(zhì)量上得到保障，各類機電設(shè)備匹配、性能良好，減少了投資，縮短了施工工期，達(dá)到了預(yù)期效果。陜西水利