李琳倉(cāng)

(華電云南以禮河發(fā)電廠四級(jí)電站,云南曲靖 654207)

0 引言

華電云南以禮河發(fā)電廠四級(jí)電站系引水式高水頭電站,引水隧洞長(zhǎng)度為2350m,設(shè)計(jì)水頭為589 m;最大水頭為628.2m,最小水頭為602.0m。裝有4臺(tái)沖擊式橫軸水輪發(fā)電機(jī)組,裝機(jī)容量為144MW(4×36MW),設(shè)計(jì)多年平均年發(fā)電量為7.19億kW·h,裝機(jī)容量占全廠的44.94%。電站自1970年入網(wǎng)發(fā)電以來(lái),技術(shù)供水情況極不理想,主要存在供水管道結(jié)垢多、過(guò)濾系統(tǒng)常堵塞、水泵底閥進(jìn)氣、水壓偏低等缺點(diǎn),給機(jī)組正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。

1 技術(shù)供水現(xiàn)狀

由于該電站新增2臺(tái)3MW機(jī)組,而新增機(jī)組發(fā)電機(jī)空氣冷卻水引自原來(lái)的冷卻水系統(tǒng),在冷卻水系統(tǒng)容量沒(méi)有增加的情況下,造成運(yùn)行上的一些困難。該電站的技術(shù)供水設(shè)計(jì)為:水泵供水為主,水源取自發(fā)電機(jī)尾水渠道,通過(guò)管子回流至冷卻水池。該水系統(tǒng)主要用于技術(shù)供水,生活用水專門(mén)另設(shè)引水水源和水管。機(jī)組冷卻水采用環(huán)管運(yùn)行,發(fā)電機(jī)冷卻方式為密閉循環(huán)空冷。自2001年以來(lái),由于系統(tǒng)容量增大,四級(jí)電站地位退居其次,從而機(jī)組經(jīng)常全停,運(yùn)行方式發(fā)生很大的變化。四級(jí)電站機(jī)組技術(shù)供水主要供給機(jī)組空氣冷卻器用及軸承潤(rùn)滑油箱冷卻器用[1]。

1.1 機(jī)組供水系統(tǒng)的組成

機(jī)組供水系統(tǒng)由3個(gè)供水設(shè)備和4個(gè)主要用戶組成。其中3個(gè)供水設(shè)備是機(jī)組#1、#2及備用(#3)離心式清水泵;而4個(gè)主要用戶分別是#1～#4發(fā)電機(jī),主要是供給機(jī)組空氣冷卻器及軸承潤(rùn)滑油箱冷卻器用。

1.2 機(jī)組供水泵的技術(shù)參數(shù)

#1及備用(#3)離心式清水泵的技術(shù)參數(shù)為:型號(hào),8BA-12A;流量,250m3/h;轉(zhuǎn)速,1450r/min;效率,81.3%;揚(yáng)程,24m;允許吸上真空高度,6.1m;軸功率,20.1kW;質(zhì)量,191kg。

#2離心式清水泵的技術(shù)參數(shù)為:型號(hào),IS150-125-315;流量,200m3/h;轉(zhuǎn)速,1450r/min;揚(yáng)程,32m;軸功率,30kW;質(zhì)量,140kg。

1.3 機(jī)組供水系統(tǒng)的運(yùn)行方式

一般情況下,#1、#2機(jī)組供水泵運(yùn)行,#3供水泵處于備用狀態(tài)。供水方式采用環(huán)形網(wǎng)管供水。其中,#1機(jī)組供水泵根據(jù)#1或#2機(jī)組的啟、停機(jī)命令而啟、停;#2供水泵根據(jù)#3或#4機(jī)組的啟、停機(jī)命令而啟、停;備用供水泵是由供水母管上的用水壓力高低控制而啟、停。

1.4 技術(shù)供水系統(tǒng)

3個(gè)冷卻水池,#1、#2機(jī)組供水泵用1個(gè)水池,機(jī)組備用泵與主變壓器備用泵用1個(gè)水池,主變壓器#1、#2冷卻水泵用1個(gè)水池,水池水源均用水管取自尾水渠道,由1道攔污柵進(jìn)行簡(jiǎn)單攔污后,靠落差回流進(jìn)冷卻水池。華電云南以禮河四級(jí)電站技術(shù)供水示意圖如圖1所示。

2 存在的主要問(wèn)題及原因分析

2.1 水質(zhì)不理想

電站施工時(shí),未對(duì)不符合要求的水質(zhì)采取有效的處理措施。電站投產(chǎn)時(shí),從發(fā)電機(jī)尾水取水進(jìn)冷卻水池,然后用水泵進(jìn)行抽水供給,只在尾水采聚處用濾網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單攔污后就直接進(jìn)入冷卻水池。所以,運(yùn)行多年后發(fā)現(xiàn)水泵濾清器被雜物、碎木、小石、貝殼等堵塞,不能確保技術(shù)供水的正常供應(yīng),造成冷卻機(jī)組軸承油溫升高,存在潛在的安全隱患[2]。

圖1 華電云南以禮河四級(jí)電站技術(shù)供水示意圖

2.2 主變壓器無(wú)備用技術(shù)供水

雖然尾水能保證機(jī)組供水系統(tǒng)持續(xù)供水,但卻不能提供備用水源,為主變壓器冷卻水提供保障。因?yàn)樵谙到y(tǒng)大容量發(fā)展的情況下,該站機(jī)組經(jīng)常全停,運(yùn)行方式完全改變。機(jī)組全停時(shí),靠尾水取水來(lái)冷卻的主變壓器冷卻用水遭遇到了嚴(yán)峻的考驗(yàn),溫度經(jīng)常上升發(fā)信,只能采取開(kāi)機(jī)取冷卻水降溫后再停機(jī)的措施。

2.3 機(jī)組全停導(dǎo)致底閥進(jìn)氣

機(jī)組全停后,技術(shù)供水泵隨著停機(jī)令的發(fā)出而自動(dòng)停運(yùn)。機(jī)組開(kāi)機(jī)時(shí),由于尾水渠道水流不能貯存,導(dǎo)致尾水倒回冷卻水池需要很長(zhǎng)時(shí)間,但機(jī)組開(kāi)機(jī)即啟動(dòng)冷卻水泵,從而引起管道進(jìn)氣,不能正常提供冷卻水及保證正常水壓。

2.4 供水系統(tǒng)容量不夠

該站新增2臺(tái)3MW機(jī)組,而新增機(jī)組發(fā)電機(jī)空氣冷卻水引自原來(lái)的冷卻水系統(tǒng),在冷卻水系統(tǒng)容量沒(méi)有增加的情況下,造成運(yùn)行上的困難。

3 解決思路

3.1 采用3500聯(lián)通閥,主變壓器冷卻水供給機(jī)組

主變壓器冷卻水系統(tǒng)與機(jī)組冷卻水系統(tǒng)之間用3500聯(lián)通閥聯(lián)接,平時(shí)處于關(guān)閉位,當(dāng)機(jī)組冷卻水系統(tǒng)水壓不正常時(shí),可打開(kāi)3500閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,由于主變壓器冷卻水系統(tǒng)對(duì)水壓有嚴(yán)格要求,所以,當(dāng)機(jī)組事故停機(jī)時(shí),機(jī)組冷卻水電動(dòng)閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉,造成母管上壓力大增,不能保障主變壓器冷卻用水的正常水壓,過(guò)高的水壓將對(duì)主變壓器的冷卻器造成危害。所以,不能經(jīng)常采用此方法[2]。

3.2 清理雜物,排除堵塞,反沖濾清器

豐水季節(jié)時(shí),由于泥沙、污物、貝殼等堵塞供水泵濾清器,引起供水水壓低。建議定期清掃水泵濾清器網(wǎng)、清掃軸承潤(rùn)滑油冷卻器、清理尾水取水口處雜物、打撈冷卻水池內(nèi)的飄浮物,在冷卻水泵效率降低時(shí),打開(kāi)排污閥,及時(shí)反沖濾清器。運(yùn)行實(shí)踐表明,采取以上措施后,對(duì)保證冷卻水壓供給有一定的緩解。

3.3 增加時(shí)間繼電器

在機(jī)組全停時(shí),由于尾水閘門(mén)的泄漏,加上主變壓器冷卻用水,冷卻水池內(nèi)的水很快用完,所以,主變壓器的強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻用水中斷。機(jī)組再次開(kāi)機(jī)時(shí),由于尾水回流進(jìn)冷卻水池要靠落差自然回流,所以需要10多min的時(shí)間,這時(shí),由于冷卻水池內(nèi)水位太低,會(huì)造成冷卻供水泵底閥進(jìn)氣,導(dǎo)致供水泵真空破壞而無(wú)法正常供給機(jī)組冷卻水。所以,需要人為排氣抽真空,水泵才能正常工作,造成冷卻給水延時(shí),相應(yīng)也增加了工作量。解決思路是:在冷卻水泵啟動(dòng)回路中增加1個(gè)時(shí)間繼電器,機(jī)組啟動(dòng)命令發(fā)出時(shí)即啟動(dòng)時(shí)間繼電器,時(shí)間繼電器的時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際水流倒回冷卻水池的最低水位來(lái)決定。這樣,就能很好地解決冷卻水泵底閥進(jìn)氣問(wèn)題。

3.4 增加2道攔污網(wǎng)

由于泥沙堵塞,機(jī)組空氣冷卻器溫度異常升高后,需要經(jīng)常進(jìn)行正反供水的倒換。泥沙質(zhì)量濃度高于800mg/L,泥沙粒徑≥0.1mm時(shí),建議在尾水取水口處增加2道攔污網(wǎng),保證水質(zhì)含沙量減少[2]。

3.5 將供水泵改為變頻恒壓供水泵

新增2臺(tái)機(jī)組的空氣冷卻器用水量較大,原來(lái)的冷卻容量不能滿足6臺(tái)機(jī)組全部開(kāi)機(jī)的運(yùn)行需求,經(jīng)常造成軸溫升高或風(fēng)溫升高,給運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)很大的麻煩。因此,必須改造管道或更換高效率的冷卻水泵?，F(xiàn)在電站普遍采取的做法為一次性投資,將供水泵改為變頻恒壓供水泵,在機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)變化時(shí),相應(yīng)提供穩(wěn)定的機(jī)組技術(shù)供水水壓,從而保證機(jī)組水壓的正常供給。

3.6 為主變壓器冷卻器提供備用水源

因?yàn)殡娬静捎弥虚g水池,主變壓器冷卻用水在機(jī)組全停后無(wú)備用水源,建議從生活泉水管上引水。由于四級(jí)電站年平均溫度在27℃左右,夏季室外溫度更是達(dá)40℃以上,因此,很有必要為主變壓器冷卻器提供備用水源。電站生活泉水水質(zhì)較好,常年流量較為穩(wěn)定,采用此法,將極大地節(jié)省廠用電電量,但豐水季節(jié)供水管道容易被泥石流沖斷。也可考慮從高壓鋼管減壓取水[2]。

4 結(jié)論

冷卻水系統(tǒng)技術(shù)供水是否合理,直接影響到機(jī)組安全運(yùn)行和電站的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)四級(jí)電站的技術(shù)供水不僅無(wú)法滿足機(jī)組安全運(yùn)行的需要,而且隱藏極大的安全隱患。從水電站技術(shù)供水系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō),改裝供水泵為變頻恒壓供水泵是首選方案,可滿足機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

[1]陳存祖,呂鴻年.水力機(jī)組輔助設(shè)備[M].北京:水利水電出版社,2003.

[2]DL/T5066—1996,水力發(fā)電廠水力機(jī)械輔助設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].