江苏沙河电站技术供水系统设计的问题和思考

2018-01-15黄锐

珠江水运 2017年24期

关键词：设计

黄锐

摘要：介绍了沙河抽水蓄能电厂技术供水系统的组成、配置、工作原理，并就抽水背靠背启动过程中出现的问题进行一些探讨，为满足抽水蓄能电站技术供水系统高效可靠和较低投资费用的设计要求，还对抽水蓄能电站的技术供水的结构设计提出了相应的看法。

关键词：抽水蓄能技术供水背靠背BTB 设计

1.工程概况

沙河抽水蓄能电站位于江苏溧阳天目湖风景区，属于抽水蓄能式电站，电站共有2台机组，单机容量为50MW。具有停机、空转、空载、发电、抽水等运行工况，抽水启动采用SFC变频启动方式和背靠背BTB启动方式。电站冷却水系统的冷却水由3台技术供水泵提供，为电站重要的辅机设备。使用上海凯泉泵业（集团）有限公司制造的卧式离心泵，型号为KQWH200-4 0 0（I）B型，额定流量Q = 3 4 6 m3/ h，额定扬程H=38m，额定转速R=1480r/ min，额定功率55kW，额定电流103A。

沙河电站技术供水系统图如图一所示。

2.背靠背启动过程中技术供水存在的问题及处理

沙河电站机组抽水启动主要有两种方式：一种为SFC变频启动，另一种方式为背靠背BTB启动方式，在进行停机态-BTB抽水（背靠背抽水）操作时，技术供水泵的运行存在问题，也就是拖动侧机组将被拖动侧机组拖动到同步转速并网抽水后，拖动侧在停机过程中将所有的技术供水泵都切掉，导致并网抽水的被拖动侧机组因冷却水流量低而停机，但在某些时刻却并不将所有的技术供水泵切掉，而是还有一台水泵在运行，被拖动侧则不会因为相关流量低而转停机。背靠背BTB启动的流程图如图二所示。

背靠背流程中，拖动侧机组和被拖动侧机组中技术供水系统的流程基本一致，两台机组为共用技术供水系统，所以当拖动侧启动技术供水系统后，整个拖动侧和被拖动侧机组的水泵水轮机冷却水流量均满足运行要求。而当拖动侧完成拖动后，在转正常停机过程中误将两台机组的技术供水系统停止，从而导致被拖动侧在抽水工况下各轴承冷却器冷却水流量低而事故停机。

相关事故停机逻辑框图如图三。

沙河电站的技术供水的系统结构较为简单，用于对3台技术供水水泵启停和主备控制的是由NARI公司提供的现地控制单元柜 LCU，使用的PLC是GE公司的生产的Versamax系列逻辑控制单元，监控的开出信号作为技术供水辅机柜的开入信号，来对技术供水系统的3台水泵进行控制。

通过对控制过程进行分析，最终找到原因，那就是因为技术供水系统对几乎同时到达的拖动侧和被拖动侧机组的启动命令没有做出正确的处理，仅启动了一台主泵供两台机使用，当拖动侧的冷却水量不满足运行的信号更灵敏，来的快的时候，就先起了备用泵，等到停机时，就误停掉了所有的泵；导致被拖动侧无冷却水。为解决上述问题，修改技术供水辅机程序逻辑，对增加相关闭锁条件，对1、2号机组的技术供水系统启动进行相互闭锁，解决了技术供水系统在背靠背BTB启动过程中的异常问题。

3.对抽水蓄能电站技术供水系统的思考

随着计算机技术在水电工程中的广泛应用，电厂计算机监控系统以及与之相适应的全厂综合动化技术得到了迅猛发展。为实现水电厂“无人班，少人职守”运行模式提供了可靠的保证。由于电厂机组的技术供水系统的运行状况直接影响到机组的安全运行，所以对技术供水系统的设计和规划就显得十分的重要了。

首先是系统结构设计。以往的技术供水系统一般都是设计为一台机组一台水泵，或者两台，一台为备用泵。机组与机组之间的技术供水系统是完全独立的，也就是一台机组的技术供水系统的启动和停止是不会对另外的机组构成影响的。虽然有这样的优点，但是它的缺点也是显而易见的，第一，单机单泵模式下，在一台机组的技术供水泵检修期间或者该泵出现故障的时候，机组的技术供水无法提供，也就是对水泵的依赖较大；第二，单机多泵的情况下，虽然可靠性得到提升，但系统的复杂程度较大，投资增多。

对技术供水系统的设计可以借鉴沙河电站：两台机组的技术供水系统为共用模式，技术供水系统一共有3台水泵，有2台为主泵，另1台为备用泵。也就两台机组的技术供水是否投入，主要是看冷却水电磁阀是否打开，当一台水泵检修的时候，可以让该泵退出调度，只让另外两台水泵参与调度，所以降低了对水泵的依赖程度，系统的可靠性大大的增加。当机组台数较多时，可以相应增加备用水泵的台数，来提高整个系统的可靠性，而且整体的运行效率会大大提升，能够有效的降低运行费用。