五一桥水电站机组顶盖取水技改方案的技术经济分析

李 小 川， 王 晓 东， 刘 成 荣

(1．四川圣达水电开发有限公司，四川成都 610041;2．四川中铁能源五一桥水电有限公司，四川九龙 626200)

1 概述

五一桥水电站位于四川省甘孜州九龙县境内，是九龙河规划“一库五级”开发方案中的第二个梯级电站。电站采用引水式开发，闸址位于九龙县乃渠乡烂碉沟上游约400m处，厂址位于水打坝村通富桥上游九龙河右岸漫滩，闸、厂址相距约16．5km。电站安装三台单机容量为44MW的立轴混流式水轮发电机组(总装机容量为132 MW)，单机额定流量为 24．24m3/s，额定水头202．5m，年平均发电量 6．307 亿 kW·h，年利用小时数为4730h，三台机组相继于2008年11月投运。

原机组技术供水系统设计只有一个取水水源，采用自循环系统取水，设计方案为350RJC400长轴深井供水泵四台，三用一备。汛期，由于自循环水泵长期运行，导致电机接线端子和泵体温度偏高(最高达86℃)，水泵故障将造成机组事故停机，从而给电站机组的安全、经济、稳定运行带来较大的隐患。

表1 增设水源两套方案技术经济分析表

2 机组顶盖取水技改方案的技术经济分析

根据其它同类型水电站(石棉松林河大金坪电站、洪一电站)技术供水系统技术改造经验，结合五一桥水电站技术供水系统现状，笔者认为增设一套机组顶盖取水供水系统较为合适。笔者对机组顶盖取水技改方案和相邻水源取水方案进行了技术经济分析(表1)。

2．1 技术经济分析

表2 采取顶盖取水方案后节能降耗表

根据技术经济比较后认为，采用顶盖取水方案更为经济、可靠，可操作性更强且能确保电站具备黑启动条件，安全性能更高。

2．2 厂用电比较分析

根据厂用电比较分析，采用顶盖取水方案将节约大量的厂用电(158．112万kW·h/a)，从而大大节能降耗(表2)。

2．3 顶盖取水可行性分析

(1)水质:顶盖取水水源先经过顶盖上止漏环过滤(上止漏环单边间隙为1～1．2mm)后再排出，较滤水器 (过滤精度为4mm)水质好，可确保机组长期稳定运行。

(2)水压:五一桥电站额定水头Hr=202．5 m，流量Qp=24．24m3/s，顶盖与转轮密封间隙δ1=1．9mm，转轮与密封环间隙 δ2=1．1mm，顶盖有压排水压力(现约为0．14MPa)将随着密封环磨损量增加而增大，初步分析能满足机组冷却系统水压要求。

(3)水温:九龙河流域河水水温常年较低，最低时约为7℃，最高时约为12℃，水温低对降低轴承温度有较大作用。

根据上述分析可知，采用顶盖取水方案较相邻水源取水方案经济、安全、可行。

3 顶盖取水方案的设计

3．1 总体方案

将三台机组顶盖有压排水管(DN150mm)分别接入水轮机层技术供水各自供排总管(DN250 mm)，设计原则为不得增高机组顶盖处的水压力，且满足在不向机组供冷却水时可自流排向尾水，具体设计情况见图1。

图1 五一桥水电站技术供水顶盖取水示意图

3．2 管道设计

3．2．1 机组用水量

空气冷却器用水量:230m3/h。

发电机上导、推力轴承油冷却器用水量:80 m3/h。

发电机下导轴承油冷却器用水量:20m3/h。

水轮机导轴承用水量:30m3/h。

单机总用水量:Q=360m3/h。

3．2．2 管路设计

因顶盖取水后采用单元供水方式，故不存在重新增设管路计算问题。考虑到在单台机顶盖有压排水管增设蝶阀，在蝶阀前端增设三通并与单机排水总管相连，在蝶阀后端增设三通并与单机供水总管相连，可利用技术供水泵定期进行反冲。

4 结语

五一桥水电站机组技术供水系统采用顶盖取水技改方案，既解决了电站汛期安全稳定运行问题，又使顶盖的排水变废为宝，每年可为电站节能增效，减少厂用电158．112万kW·h，提高电站经济效益约34．78万元。具有运行安全、操作简单、节能(节约厂用电)降耗等优点，亦为电站实行“无人值班，少人值守”管理打下了坚实的基础。