技术供水系统改造

云南省盈江县大盈江水电站（四级）技术供水系统改造

宋恒文（第一作者）、张润东

大盈江水电站（四级）属径流引水式电站，装机容量4×175MW，年发电量34.18亿KW.h。电站位于大盈江下游河段。由于流域水土流失严重，水流含沙量大。根据上游拉贺练水文站1980年～2001年共22年泥沙资料，按面积比推求坝址沙量，坝址多年平均悬移质沙量333万t，多年平均含沙量0.427kg/m3。汛期6月～10月沙量占全年的89.3%，拉贺练水文站实测最大含沙量达9.25kg/m3。如此大的泥沙含量对电站技术供水系统的正常运行影响很大。

一、原技术供水方式

1、供水对象有：发电机上导轴承、发电机推力轴承/下导、发电机空气冷却器、水轮机导轴承。

2、本电站发电机技术供水系统的主要作用是冷却。机组运行时，冷却水吸收推力轴承、导轴承、定子、转子的电磁损失、机械损失产生的热量，并通过水流将其带走，以保证发电机铁芯、绕组以及机组轴承运行的技术要求和效能。

3、大盈江四级水电站原技术供水系统采用以下方式：

（1）水泵供水方式（主供水方式）

技术供水主供水采用单元供水方式，每台机从尾水管设二个取水口，一主一备，取水口位于机组尾水管扩散段顶部。取水经水泵加压，滤水器过滤后通过四通阀供给机组用水设备；技术供水排水经四通阀至尾水；排水管路出口位于尾水管扩散段顶部、尾水闸门之间。水泵

及滤水器各2套，互为主备用。通过切换电动四通阀能够实现反冲供水方式运行。离心水泵、滤水器、电动四通阀及三通阀均布置于主厂房内蜗壳层。

（2）水轮机顶盖取水方式（备用供水方式）

技术供水采用机组顶盖排水作为备用水源，顶盖排水直接接至机组技术供水管三通阀之前。由于顶盖供水水量受机组负荷影响，同时与转轮迷宫密封环间隙也有很大关系，所以该供水方式只能做为备用供水方式。

4、改造前技术供水系统图及原理阐述

二、原技术供水系统存在的问题及改造的必要性

1、水泵取水管路进气问题。

机组运行时由大轴补气管进入尾水流道中的空气经由位于尾水扩散段顶部的水泵取水口进入到技术供水管路中。如备泵停泵时间超过5小时，由于管路中淤积大量空气，致使取水管路中水位降低，水位位于泵体以下，此时启动备泵，泵虽启动，却无法供水。为解决此问题，电站在供水泵后的供水管路上装设了自动排气阀，但排气效果均达不到预期。供水管路进气问题给运行人员操作带了很大麻烦，（1）不能长时间停泵，造成供水泵频繁启动。（2）运行人员要经常手动对供水管路进行排气；每次开机运行人员均要进行现场监控，保证水泵正常工作。如监控不到位有可能因冷却水中断造成事故停机。使电站达不到自动运行状态。

2、水质问题严重影响本系统运行。

大盈江水电站（四级）所处河段水流泥沙量大，多处平均含沙量为0.427kg/m3；汛期最大泥沙量达9.25kg/m3。同时，水流中有一些可以由供水泵取水口进入的漂浮物，如几厘米长的树枝，小块树皮等。如此水质造成滤水器及其后侧用水设备经常堵塞。水流中含有很多的泥土成分，其特点为，颗粒小，有较强的粘性。颗粒小的特性使得大量的泥土成分不能被滤除，经过滤水器进入设备；较强的粘性使其有较强的附着力，当其经过设备管路时便大量的附着在管路壁上，造成过流断面减小，流量减小，时间一久个别较细的管路会完全堵塞（如：推力外循环冷却器的部分热换管），致使冷却水流量降低，使设备达

不到应有冷却效果。

电站4#机投运后，每周都要对两台滤水器进行清理。开始时效果明显，可过段时间发现推力油槽油温有上升的趋势，分析认为是推力外循环冷却器的热换管发生堵塞造成了冷却水供水量不足，致使推力外循环冷却器的冷却效果降低，油温升高。对此，运行采用了反冲运行方式，取得了很好的效果。机组投运初期每6个小时切换运行方式便可保证用水设备的冷却效果；后来，每小时都要进行一次切换。这给机组运行带来很大隐患。于是，电站被迫申请停机对推力外循环冷却器进行清理，发现冷却器内一部分热换管已完全堵塞，部分热换管由于堵塞严重，已无法输通。

3、冷却水泥沙含量大、水的硬度大将造成技术供水系统设备及用水设备磨损加剧，降低设备的使用寿命；四通阀违反规程的频繁切换，加速了阀体密封的损伤，大大降低了四通阀的使用寿命；供水泵长时间在水质很差的条件下运行易发生故障。

4、由于滤水器排污不畅或设备及管路堵塞等原因，需进行频繁的检修，造成了人力、物力及财力的损失。

5、综上所述，由于泥沙及供水管路进气问题使设备运行存在严重隐患。如果监控不到位，处理不及时（管路、设备及滤水器等）或发生突发性故障（如：水泵由于水质发生突发故障；管路、滤水器、用水设备管路发生突然堵塞等）将造成机组的被迫停机或事故停机。再者，本电站为云南东部电网的最大电站，影响着电网的潮流分布，电站的运行对电网的稳定起着重要作用。因此，电站必须对原有的技术供水

系统进行改造，以保证机组的安全稳定运行。

三、技术供水系统改造方案

采用循环供水系统彻底解决机组冷却水水质问题。机组循环冷却水系统采用清洁水；冷却水通过布置在电站尾水中的尾水冷却器与天然河水进行热交换，冷却水不与天然河水发生直接接触，从而不受河流泥沙、杂质、硬度、酸碱度及漂浮物等影响，能始终保持清洁（可定期进行水质检测并处理）；因循环水采用清洁水，将大大延长技术供水系统所有设备的使用寿命。改造后的循环供水方式作为主供水方式，原尾水水泵供水方式作为备用供水方式。这样，也就同时解决了取水管路进气给运行操作带来的麻烦。

1、改造需增设的设备及设备布置情况

循环冷却水系统增设的设备主要包括：尾水冷却器、供水泵、水泵控制柜、循环水池、机组内部各部分冷却器以及管道、阀门、自动化元件及测量表计等。

主要设备的布置情况：

（1）循环水池

受电站厂区地理条件的限制，循环水池无法进行室外布置，只能布置于电站蜗壳层（注：原供水泵，增设供水泵、四通阀、三通阀及控制柜均布置于蜗壳层）。受蜗壳层场地限制，最终确定：1#机及2#机每台机各设一个循环水池，3#机和4#机共用一个循环水池。水池为钢结构,尺寸均为:长6米;宽3米;高4米。每个水池的有效容积为：63米3。三个循环水池间用Φ200钢管连通。循环水池至2台循环泵