浅谈某电站技术供水系统改造设计

郑盟　钱佳

摘要：供水水源水质较差的水电站可采用双循环技术供水系统，虽然初期投资较大，但是是一种简单可靠的技术供水方式，可供类似情况的水电站作为参考。

关键词：双循环供水系统;技术供水;水电站;改造

某水电站投产发电后，由于技术供水水源水质较差，商业运行一年内机组多次受泥沙影响非正常停机，泥沙对流量计、自动化原件、冷却器、供水管、发电机效率等均有不同程度的影响。

1原因分析

1）技术供水泵参数降低

根据机组厂家提供的资料，单台机组所需冷却水量为591.6m3/h，冷却器额定进口压力为0.3MPa。设计水泵型号为450RJC650-32，功率180kW，水泵参数：Q=650m3/h，H=64m，而由于安装调试等问题，实际所用水泵为400RJC550-50，功率110kW，水泵参数：Q=555m3/h，H=50m。

由于实际所用水泵流量和扬程均小于原设计水泵，较易导致供水管及冷却器中泥沙淤积，影响冷却器效果。

2）尾水蓄水池泥沙淤积

电站尾水最低水位为1611.0m，尾水蓄水池底部为1609.5m，为保证水泵最低淹没深度，在安装水泵位置设置了宽1m，深1m的吸水沟，前期施工或运行期泥沙沉淀导致吸水沟淤积，而电站运行后也未对蓄水池进行清污，也会影响冷却水泥沙含量。

2解决方案

根据以上分析，为解决电站泥沙问题，从降低水泵入口冷却水泥沙含量，增大管路中水流速从而减少泥沙淤积，增大冷却器进口冷却水压力从而改善冷却器效果等方面考虑。提出了以下解决方案：

1）方案一：

在不对现有设备进行更换的情况下，采用适当的局部改造和防於措施减轻冷却水泥沙含量：

（1）根据尾水水位以及水泵厂家最低淹没深度要求抬高水泵吸水管高程900mm，同时在尾水蓄水池出口设置500mm高挡水坎，提高尾水水位，减少水泵吸入泥沙量。

（2）在技术供水管和排水管间增加四通换向阀和相应管路，设置延时继电器定期控制四通换向阀不停机向机组技术供水系统正反向供水。

（3）定期对尾水蓄水池清污，在机组停机期间，利用移动式排污泵排干尾水蓄水池，人工清除尾水蓄水池底部淤泥。

（4）经常检查阀门开度，保证技术供水管中流量和流速，并做好相关记录。

（5）利用已设置高位水池备用水对技术供水系统定期进行不停机增压增流冲洗，在不影响消防供水及机组不停机的情况下可以连续供机组冷却水，冲洗时间控制在20分钟以内。

（6）经常变换机组冷却水系统运行方式，定期启用备用泵共3台泵供2台机组运行。增大管中水流速，增加正反向供水冲洗效果，减轻泥沙淤积情况。

优点：

现有设备和管路布置几乎未变，设备投资较少。

缺点：

（1）仍未彻底解决泥沙问题，只能减轻泥沙影响，长期运行仍会有泥沙淤积。

（2）增加了电站日常运行任务，对运行人员要求较高。

2）方案二：

在水泵后增加水力旋流器，同时在滤水器后增加管道泵。

优点：

（1）现有设备和管路布置改动较少，一次性投资较少。

（2）水力旋流器可以减轻泥沙淤积情况。

（3）管道泵可以增大管道内水压力，满足冷却器冷却水进口压力要求。

缺点：

（1）水泵流量仍然偏小，管道中水流速偏小，长期运行仍会有泥沙淤积。

（2）增加水力旋流器后局部水头损失偏大，影响冷却器进口压力，须再增加管道泵增压。

（3）增加管道泵后厂用电系统负荷增大，长期运行投资增加。

（4）设备增加较多，需占用1613.500层交通廊道。

3）方案三：

更换水泵，选用2台原Q=650m3/h，H=64m的水泵作主供水泵，选用1台110KW水泵作备用水泵及黑启动用水泵。

优点：

（1）原Q=650m3/h，H=64m的水泵已经采购，只是因为安装调试等原因未投入使用，且设备布置及管路布置改动情况均较少，一次性投资较少。

（2）增大了水泵流量和扬程，管道内流速增大，可在运行中将水中泥沙带走，减少泥沙淤积，并增大了冷却器冷却水进口压力，满足了机组厂家对冷却器冷却水进口压力的要求。

缺点：

（1）冷却水仍直接与冷却器接触，长期运行仍会有泥沙淤积。

（2）增加厂用电系统负荷，电站长期运行投资增加。

（3）安装调试问题仍无法解决。

4）方案四：

设置热交换器，采用双循环技术供水系统。

每台机配备1套封闭式净水循环冷却系统和1套开放式原水冷却系统，两个系统通过平板式热交换器交换热量。

封闭式净水循环冷却系统采用生活水作为循环冷却水。利用循环水泵将循环水加压经过布置在水轮机层的平板式热交换器，将循环冷却水降温，降温后再进入机组等将需要冷却的设备将热量带出，回到循环水泵。系統设1只膨胀水箱和1根DN50补水管，补水管引自生活供水管。

开放式原水冷却系统利用原水泵将尾水加压经过布置在水轮机层的平板式热交换器，将封闭式净水循环冷却系统中的热量带出，然后排至尾水管。

优点：

采用双循环技术供水系统，由于循环水采用了经过水处理的清洁水，可有效防堵塞、防结垢、防腐蚀、防水生物，且初级冷却水不直接与供水管道和冷却器接触，极大程度的解决了冷却水水质不好，泥沙淤积的问题。而板式换热器是可定期拆卸清理的，不存在泥沙淤积影响系统运行的情况，可彻底解决泥沙问题。

缺点：

（1）设备和管路布置改动情况较大，一次性投资增加较大。

（2）增加设备较多，设备布置较困难。

（3）水泵数量增加较多，增加厂用电系统负荷，电站长期运行成本增加。

为满足电站的长期稳定运行，经技术经济综合比较，最终选择了双循环技术供水系统，后经过一段时间的运行，未发生类似问题，减少了电站检修频率，提高了电站综合发电效益。

3结语

双循环技术供水系统虽然初期投资较大，但对于水质情况不好的水电站，是一种简单可靠的技术供水方式，可供类似情况的水电站作为参考。在实际应用中还应结合电站具体情况进行技术经济比较，选择最适合的技术供水方案，保证电站的长期稳定运行，提高电站的综合发电效益。

参考文献：

[1] 水电站机电设计手册编写组，水电站机电设计手册（水力机械），水利电力出版社

[2] 水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定，NB/T 35035-2014，中国水利规划设计总院主编，国家能源局发布，中国电力出版社

[3] 宁全有，“循环冷却系统在电站技术供水中的应用”，中国新技术新产，2009年第11期