關于龍羊峽水電站節能技術改造研究

李寧

摘要：以龍羊峽水電站為例，通過對水電站的部分區域的照明、閥門、調速器等裝置的技術改造措施和節能改造前后的能源消耗對比的分析，研究這些節能技術的效果，為其他水電站的節能改造提供依據。

關鍵詞：水電站；改造；措施；節能

1引言

水電站是為我國生產生活提供電能的綜合性工程設施，一般包括水庫和引水系統、發電機組、廠房等設備，還建有生活用建筑、復合組用建筑等，而水電站需要24h不停地運轉，因此對于能源的消耗較多。鑒于當前國家推行節能降耗的政策，水電站也正在進行節能技術改造，以求最大程度減少水電站運行需要的能耗，而將更多的電輸入到電網中去。

2水電站改造前狀況

2.1照明

龍羊峽水電站內有多種功率的燈具，多為高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈，用電需求較高，而且這些燈的配件鎮流器、觸發器、電容故障率較高，更換配件困難且高空作業危險性大。線路的電纜截面積較小，無法滿足舊燈具的功率要求，因為線路都是暗線埋于墻內，有些電纜存在絕緣老化甚至局部短路等情況，無法對故障點進行檢查及故障線路更換。另外照明配電盤開關均為旋鈕開關，線路通過旋鈕瓷保險進行保護，可靠性低。

2.2機組快速閘門系統閥門X03-X06閥更換

快速閘門系統閥門密封不嚴，存在竄壓現象；閘門下滑速度較快，油泵3天啟動兩次，啟動頻繁，因此對油系統管路以及各閥門的沖擊頻繁，縮短了油泵、電機、閥門以及電氣元件的使用壽命，也加快了油質老化的速度；閥門操作機構操作不靈活，且閥桿處存在滲油現象，油缸室環境潮濕，閥門銹蝕嚴重。

2.3調速器、壓油裝置改造

調速器壓油裝置壓油泵出口逆止閥、安全閥及卸載閥缺陷頻發；逆止閥存在密封面損壞，密封不嚴以及閥芯發卡，動作不靈活等問題，容易引起壓油泵反轉；卸載閥存在內部調節活塞發卡導致卸載閥開啟后無法關閉，壓油泵啟動時頻繁卸載或卸載時間過長等問題，導致油泵打壓時間增長，容易造成油封破裂跑油等事故；安全閥存在定值調整后不穩定，閥門誤動的缺陷，需要經常調整其定值，增加了檢修維護工作量，同時存在很大的安全隱患；壓油泵軸封老化嚴重，有滲漏油現象，備品備件無法購買；由于長期運行造成主配壓閥襯套、閥體之間的間隙增大，主配壓閥存在竄壓現象，油系統壓力保持時間縮短，壓油泵啟動頻繁；由于設計落后，檢修中主配壓閥中位調節難度大，機械不平衡造成導葉開度漂移的現象嚴重；轉軸與引導閥連接死區大，在步進電機小幅調節時其力矩不能傳遞到引導閥，電調微調令無法完成，進而導葉實際漂移值增大；自復中位傳感器偶發性故障率高，可導致微機電調自動切換至手動方式運行，會發生機組過速等嚴重后果。

2.4尾水門更換、滲漏點灌漿處理

2F、3F機組人孔門周邊有大量漏水，主軸密封在機組一定工況下漏水較大，巡回次數較多，工作量大，安全隱患突出；2455層電纜層墻面也有大量滲水情況，漏水量大導致集水井水位增高，平時投射流泵時不能完全降低集水井水位，還需深井泵頻繁啟動排水，影響深井泵使用壽命以及對管路造成較大的沖擊，增加廠用電能消耗。

3水電站節能技術改造措施

3.1照明

水電站部分區域的燈具均更換為LED免維護燈，功率小，壽命大幅增大，提高了照明可靠性高，降低了維護工作量；電源進線均改為6mm2銅芯電纜，分支線路為4mm2、2.5mm2銅芯電纜，電纜載流量滿足現有燈具功率要求；存在較大隱患的電纜，均已改造移出電纜橋架；所有照明電纜均布置成為明線，采用無縫鋼管穿線方式；照明配電盤改為空氣開關，進線電源為漏電保護開關，故障動作可靠性高，且便于維護方便后期線路故障點檢查及處理。另外重要區域的照明改為雙電源進線，當一路電源進線側故障時，仍能保證有另一路照明，提高了照明可靠行。

3.2機組快速閘門系統閥門X03-X06閥更換

新閥門采用不銹鋼材質，各部密封良好，漏油量減少，油泵啟動頻率降低，大大降低了對油系統管路以及各閥門的沖擊，延長了油泵、電機、閥門以及電氣元件的使用壽命，并改善了油缸室環境。

3.3調速器、壓油裝置改造

油泵電機組采用F級絕緣、防潮型，啟動頻率減少，油系統管路的沖擊降低，減緩了油質老化的速度；集成閥組定值調整后，無需定期調整定值，管路控制閥門更換為球閥便于操作；油泵更換為立式螺桿油泵，無滲油漏油現象，也無需更換軸封等部件；調速系統易于調節機械平衡、開關機時間等參數，濾芯堵塞后更換方便，無需定期清洗濾芯，系統整體運行穩定、可靠，故障率降低不發生誤動；對壓油裝置壓油泵吸油口進行了優化改造，由直接吸油改為側向吸油，防止集油槽底部的雜質影響插裝閥組的安全運行；泵更換為立式螺桿油泵，提高了輸油效率；壓油裝置打壓上壓時間縮短，壓油泵啟動時間間隔增長，由原先的10分鐘左右延長至60分鐘左右。

3.4尾水門更換、滲漏點灌漿處理

通過更換尾水門、調整主軸密封和局部灌漿使廠內集水井來水量降低，平時只投一臺射流泵就能滿足集水井安全水位，兩臺深井泵無需啟動，從而使廠用電能消耗也降低；地面積水有效減少；通過對滲水點進行更換和灌漿處理，滲水減少，維護工作量降低，減少巡回的次數。

4改造效果

改造前照明總功率為25.96kW，年電能消耗量227409.6kW·h，改造后降到6.548kW和57360.48kW·h，相比改造前節約電能170049.12kW·h。

改造前油泵3天啟動兩次，每次約2分鐘，一個月約啟動20次，時間約40分。全年油泵90KW電機消耗的電能為720KWh。改造后油泵15天啟動一次，每次約2分鐘，一個月約啟動2次，時間約4分鐘。全年油泵90KW電機消耗的電能為72KWh，全年節約電能648KWh。

改造前每年單臺機電能消耗115200KWh，改造后每年單臺機電能消耗7200KWh，節約電能約為108000KWh，全年4臺壓油泵節約電能約為432000KWh。

改造前深井泵每年單臺機電能消耗：1號泵全年單臺消耗的電能為54000KWh+2號泵全年單臺消耗的電能為189000KWh，總電能消耗約為243000KWh。技改后由于一臺射流泵已滿足廠內排水需求故深井泵未啟動，電能消耗為零。

5結語

經對廠內部分照明系統、調速器、壓油裝置、快速閘門系統等項目改造完善后，提高了設備安全運行的可靠性、大大減少了廠用電能消耗、減輕了維護工作量及改善了環境。通過改造和完善，降低了廠用電能的消耗。經計算，經過此次改造，本水電站全年總節約電能為845697.12KWh，每月平均節約電能為70474.76KWh。

（作者單位：國家電力投資集團公司

黃河上游水電開發有限責任公司龍羊峽發電分公司）