廣東省韶關(guān)市乳源瑤族自治縣泉水水電廠工程增效擴(kuò)容改造工程方案設(shè)計與分析

摘 要：文章針對泉水水電廠在經(jīng)過34年運行后，在發(fā)電量、水能利用、機組設(shè)備運行情況、電氣設(shè)備運行情況方面出現(xiàn)的一系列的問題，經(jīng)過初步的觀察分析及最經(jīng)濟(jì)的方案分析，從而總結(jié)出比較合理的增效擴(kuò)容改造方案。文章為設(shè)計者在設(shè)計實踐中的一些經(jīng)驗，希望從事水利設(shè)計方面工作的同行提出寶貴的意見和建議，相互探討，相互學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：泉水水電廠；增效擴(kuò)容改造；方案設(shè)計與分析

1 概述

泉水水電廠是一座以發(fā)電為主兼顧防洪的水利工程，1980年投產(chǎn)發(fā)電至今已有34年，主機設(shè)備運行時間過長空蝕很嚴(yán)重，設(shè)備老化嚴(yán)重，出力逐年下降。水能近年已得不到充分利用，電站存在擴(kuò)容的空間和需要。

2 項目概況及電站運行現(xiàn)狀及存在的主要問題

2.1 工程概況

泉水水電廠工程位于廣東省乳源縣境內(nèi)南水水庫上游的支流湯盆水，電站廠房位于乳源縣東坪鎮(zhèn)境內(nèi)南水水庫末端，攔河拱壩則在其上游約10km處的龍溝咀，工程地址距離乳源縣城約22km，距離韶關(guān)市約54km。現(xiàn)總裝機容量為4×6MW=24MW，設(shè)計水頭225m，單機流量為3.2m3/s。大壩正常蓄水位447m，發(fā)電尾水位214.0m。工程樞紐主要建筑物包括水庫大壩、引水隧洞、調(diào)壓井、引水明管、地下發(fā)電站廠房和升壓站。

2.2 電站運行現(xiàn)狀及存在的主要問題

泉水水電廠1980年正式投產(chǎn)發(fā)電，受當(dāng)時制造條件的制約投產(chǎn)初期水輪機效率為85%左右，經(jīng)過34年的運行，水輪機轉(zhuǎn)輪及過流部件磨損、空蝕比較嚴(yán)重，停機時水輪機滲漏水比較嚴(yán)重，機組轉(zhuǎn)輪效率差，噪音大，效率只能達(dá)到80%左右。輔機設(shè)備自動化程度低，設(shè)備陳舊，主變壓器及發(fā)電機設(shè)備較現(xiàn)行設(shè)備落后，絕緣老化，勵磁設(shè)備、控制保護(hù)屏柜、高低壓開關(guān)設(shè)備、電廠監(jiān)控系統(tǒng)老化且技術(shù)落后，運行不穩(wěn)定，可靠性較差。甚于上述問題，泉水電廠進(jìn)行增效擴(kuò)容造價是有必要的。

3 電站增效擴(kuò)容的可行性分析比選

水電廠現(xiàn)有機組4臺，裝機容量為4×6MW=24MW，根據(jù)理論計算，多年平均發(fā)電量應(yīng)為1.3億kW.h，年利用小時為5400h，而近3年實際年發(fā)電量僅為1.134億kW.h，比理論值要少1757萬kW.h。

4 工程的主要任務(wù)

更換四臺水輪發(fā)電機組及其附屬設(shè)備，更換電氣一次設(shè)備和控制保護(hù)裝置，更換二臺主變壓器和升壓站設(shè)備，對廠房進(jìn)行裝修，對升壓站構(gòu)支架進(jìn)行維修。

5 工程改造后達(dá)到的目標(biāo)

5.1 改造內(nèi)容

水輪發(fā)電機組及其輔助設(shè)備更新改造：（1）4臺機組更換，每臺機由6.0MW擴(kuò)容至7.2MW；（2）4臺調(diào)速器更換；（3）全站油、氣、水系統(tǒng)設(shè)備及管路更換。

電氣設(shè)備更新改造：（1）高、低壓配電屏、勵磁裝置及電纜全部更換；（2）控制保護(hù)設(shè)備全部更換成微機監(jiān)控保護(hù)裝置；（3）升壓站設(shè)備全部更換。

設(shè)備基礎(chǔ)改造：（1）水輪發(fā)電機組基礎(chǔ)改造；（2）水輪機調(diào)速器基礎(chǔ)改造；（3）主變壓器基礎(chǔ)改造；（4）屏柜基礎(chǔ)改造；（5）廠房裝修；（6）升壓站構(gòu)支架改造。

5.2 改造成果

在設(shè)計水頭不變的情況下，采用新型高效轉(zhuǎn)輪，水輪機效率可由原來的80%提高到91%，發(fā)電機效率可由原來的96%提高到97%，從而提高機組出力，多年平均發(fā)電量增加比例20%以上。

變壓器在原來基礎(chǔ)上更換改造，主變由SFL-31500/121和SFS7-20000/121，更換新技術(shù)節(jié)能型SF11-31500/121/6.3kV和SF11-25000/121/38.5/6.3kV，可以使發(fā)電損耗減小，從而上網(wǎng)電量增加。

擴(kuò)容后，電站多年平均發(fā)電量為14132萬kW.h，年利用小時為4907h，比電站2009年至2011年3年的平均發(fā)電量11324萬kW.h多2808萬kW.h，發(fā)電效益增加了24.8%。

6 結(jié)束語

水電站技術(shù)改造工程要考慮到機組的水頭、流量及出力，是水輪機組和發(fā)電機組效率提高的保障，有利于加強水能利用，使清潔能源發(fā)電量得到提高。提高電站的發(fā)電效益，也為電力短缺做出了一定的貢獻(xiàn)，構(gòu)建和諧社會。

參考文獻(xiàn)

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