王 磊，張玉良

（河南國網(wǎng)寶泉抽水蓄能有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453636）

寶泉抽水蓄能機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)調(diào)試與改進(jìn)

王 磊，張玉良

（河南國網(wǎng)寶泉抽水蓄能有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453636）

對寶泉抽水蓄能電站機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、改進(jìn)和總結(jié)，并提出該系統(tǒng)應(yīng)予關(guān)注的問題，可供設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行人員參考。

抽水蓄能機(jī)組；技術(shù)供水系統(tǒng)；調(diào)試；改進(jìn)

1 寶泉抽水蓄能電站機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)簡介

寶泉抽水蓄能電站位于河南省輝縣市薄壁鎮(zhèn)大王廟以上2.4km的峪河上，是一座日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站。電站裝機(jī)容量為1200MW，單機(jī)容量為300MW，共安裝4臺水泵水輪機(jī)-發(fā)電電動(dòng)機(jī)組。

每臺機(jī)組的技術(shù)供水系統(tǒng)采用水泵單元供水方式，其主水源從本機(jī)組尾水管內(nèi)取水；備用水源取自全廠機(jī)組和公用設(shè)備供水總管，此供水總管分別由1號和4號機(jī)組尾水閘門下游側(cè)取水。每臺機(jī)組水泵單元供水系統(tǒng)設(shè)置2臺供水泵和2臺濾水器，均為1主1備。主水源取水后經(jīng)供水泵加壓后供給機(jī)組和主變的冷卻水用戶，而后經(jīng)機(jī)組排水總管排至本機(jī)組尾水閘門下游側(cè)。

機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)的供水作為主軸工作密封的備用水源，采用水泵增壓方式，設(shè)有2臺增壓泵，1主1備。從壓力鋼管取水，經(jīng)減壓閥減壓后供水作為主軸工作密封的常用水源。

轉(zhuǎn)輪上、下止漏環(huán)冷卻水取自壓力鋼管，經(jīng)2級節(jié)流孔板減壓和濾水器過濾后供給。

每臺主變設(shè)置1臺空載供水泵，由全廠機(jī)組和公用設(shè)備供水總管取水。4臺主變設(shè)置1臺公用備用泵，其取水管與1號主變空載供水泵取水管連通。全廠主變5臺空載供水泵均連接在1根主變空載冷卻備用供水總管上。主變空載冷卻備用排水管全廠連通，并分別接入每臺主變滿載冷卻排水管。

2 機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)/全廠公用設(shè)備供水系統(tǒng)用戶及流量、壓力及供水管徑

機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)各用戶的供水流量及供水管徑，見表1。全廠公用設(shè)備供水系統(tǒng)各用戶的供水流量、壓力和供水管徑，見表2。

表1 機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)各用戶的供水流量和供水管徑一覽表

表2 全廠公用設(shè)備供水系統(tǒng)各用戶的供水流量、壓力和供水管徑一覽表

3 機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)安裝調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題、改進(jìn)措施及其效果

3.1 管路閥門和監(jiān)測儀表等配件供貨的規(guī)格數(shù)量與設(shè)計(jì)不符

機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備供貨由ALSTOM負(fù)責(zé)，但其埋設(shè)管路和機(jī)墩外明敷管路施工布置圖委托華東院（ECIDI）設(shè)計(jì)。這部分設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與設(shè)備供貨不相符合，由于前期施工期間技術(shù)供水系統(tǒng)管路上多采用蝶閥，機(jī)組調(diào)試過程中用蝶閥調(diào)控流量及壓力不如閘閥，且管路上壓力、流量和溫度等顯示儀表還沒有安裝，不能準(zhǔn)確反映調(diào)試過程中各個(gè)管路的壓力，流量，溫度等參數(shù)。為了在機(jī)組供水系統(tǒng)充水調(diào)試時(shí)便于調(diào)整各用水部位的壓力和流量，經(jīng)協(xié)調(diào)對1號機(jī)組技術(shù)供水管路系統(tǒng)閥門和監(jiān)測儀表等配件的規(guī)格數(shù)量進(jìn)行修改，見表3。

表3 1號機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)管路閥門和監(jiān)測儀表修改一覽表

3.2 機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)充水調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題、改進(jìn)措施及其效果

（1）技術(shù)供水/排水總管不能按總供水流量進(jìn)行沖洗

查其原因是設(shè)計(jì)未考慮安裝總管沖洗的連接彎頭；施工單位以往也沒有按總供水流量沖洗技術(shù)供水系統(tǒng)管路的理念?？偣┧髁繘_洗即將空冷器DN250供水管和空冷器DN250排水管連接起來，對供水/排水總管進(jìn)行沖洗。這種沖洗管路的方式有以下好處：

1）安裝簡便，將空冷器DN250供水管和排水管閥門卸掉，加裝一根兩端帶法蘭的連通管即可實(shí)現(xiàn)。

2）總供水流量沖洗可清洗得比較干凈，有利于減少管路水力損失。

（2）技術(shù)供水泵出口流量達(dá)不到設(shè)計(jì)值

初步分析原因：一是管路阻力增大；二是供水泵供水流量不足。

表4 機(jī)組技術(shù)供水泵技術(shù)參數(shù)

表5 機(jī)組技術(shù)供水泵流量與揚(yáng)程對應(yīng)關(guān)系

機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)初期調(diào)試過程中，啟動(dòng)技術(shù)供水泵后發(fā)現(xiàn)水泵流量偏小，低于設(shè)計(jì)要求的冷卻水流量842m3/h。這兩臺機(jī)組技術(shù)供水泵工廠已做過出廠驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果基本符合合同要求，且在工作點(diǎn)37.54m揚(yáng)程時(shí)其流量已經(jīng)達(dá)到866.27m3/h。因此，當(dāng)時(shí)參與調(diào)試的人員普遍認(rèn)為，問題可能出在管路上，管路實(shí)際阻力過大，水泵揚(yáng)程偏小導(dǎo)致流量不足。

考慮到發(fā)電電動(dòng)機(jī)是機(jī)組技術(shù)供水的最大用戶，其中空冷器和上導(dǎo)推力軸承油外循環(huán)冷卻器的用水流量分別為441m3/h和165m3/h；下導(dǎo)軸承油冷卻器的用水流量為17m3/h。因此，首先對發(fā)電電動(dòng)機(jī)冷卻水用戶進(jìn)行供水試驗(yàn)。

啟動(dòng)一臺供水泵，只給發(fā)電機(jī)各用戶供冷卻水，泵前后壓力為：0.8/1.25MPa，空冷器流量：290m3/h。推力和上導(dǎo)油外循環(huán)冷卻器流量：160m3/h。下導(dǎo)流量油冷卻器流量：11m3/h。供水泵工作電流:165A,電壓：400V。

通過此次試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)又懷疑ALSTOM供貨的流量計(jì)是否有問題。采取同樣試驗(yàn)，并用新采購的數(shù)顯流量計(jì)與ALSTOM的流量計(jì)作比較，結(jié)果讀數(shù)基本一致。因此，排除了對ALSTOM流量計(jì)不夠準(zhǔn)確的疑慮。隨后將6只空冷器入口的節(jié)流板去掉，啟動(dòng)一臺供水泵，揚(yáng)程37m下,空冷器流量為366m3/h。推力和上導(dǎo)流量為175m3/h。下導(dǎo)流量為11.9m3/h。供水泵工作電流為205A,電壓為400V。由此可見，發(fā)電電動(dòng)機(jī)空冷器入口節(jié)流孔板的阻力較大，對流量的影響很大。

確定將機(jī)組所有用戶閥門、節(jié)流孔板全部打開，并測量各用戶進(jìn)出口壓力。

此次測量結(jié)果：除主軸工作密封流量滿足要求外，其他用戶流量都未達(dá)到設(shè)計(jì)流量要求。因此，我們分析可能存在的問題，并逐個(gè)排查。

1）對管路進(jìn)行檢查清掃，排除水泵流道不暢通的影響。

抽水蓄能電站水質(zhì)相對較好，且取水口還設(shè)有攔污柵，安裝單位在每段管路焊接前后都作了清理，不應(yīng)該有較大的污物殘留在管道內(nèi)部。為了排除這種猜測，我們把供水泵泵殼打開檢查，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)任何阻塞物。這就排除了水泵流道不暢通的可能性。

2）在易集氣的部位加裝排氣閥，減少集氣對管路過流的影響。

由于電站管路布置中有些管路較長，且彎管也較多，這些地方較容聚集空氣，從而影響管路的過流能力。為了排除這些影響，確定在1號機(jī)組段DN400全廠機(jī)組和公用設(shè)備供水總管和2臺濾水器出口處各安裝1只排氣閥。

3）將由尾閘后取水改從機(jī)組尾水管取水。

由于此時(shí)取水口還未完全形成，臨時(shí)從DN400供水總管上取水，該總管上用戶較多，管網(wǎng)長，阻力大，為排除此原因，將取水口改至機(jī)組尾水管，并用壓縮空氣對取水口進(jìn)行了吹掃。排除了取水口堵塞的可能性。

4）檢查修改供水泵出口蝶式止回閥的安裝位置，滿足止回閥全開度的要求，減小管路局部阻力系數(shù)。

從數(shù)據(jù)上看，技術(shù)供水泵出口壓力為1.27MPa,供水總管壓力為1.05MPa。兩者相差22.4m壓差，技術(shù)供水泵高程和供水總管高程約為6.5m，即使計(jì)入管路沿程損失，其損耗還是偏大。技術(shù)供水泵出口至上層供水總管之間只有蝶閥和止回閥。因此，懷疑蝶閥和止回閥對管路的損失影響很大。而且蝶閥和水泵出口止回閥為直接連接，中間沒有短管連接，止回閥結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)的雙閘板、單向開啟的止回閥，止回閥全開時(shí)，閥瓣影響了蝶閥的開度，致使蝶閥不能完全打開，為排除此影響，在水泵出口蝶閥和止回閥之間增加長度400mm的短管，消除了蝶閥和止回閥之間的干擾。

5）為驗(yàn)證水泵性能，將兩臺尚未安裝的供水泵返廠試驗(yàn)。

6）為驗(yàn)證供水泵葉型對流量的影響，現(xiàn)場對一臺技術(shù)供水泵進(jìn)行打磨。打磨工作完成后對兩臺泵進(jìn)行試驗(yàn)。

綜上所述，寶泉抽水蓄能電站機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)經(jīng)過改進(jìn)后，技術(shù)供水系統(tǒng)供水流量滿足，運(yùn)行穩(wěn)定。目前機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)各用戶流量測試結(jié)果基本滿足了機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的要求。

4 抽水蓄能電站機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行應(yīng)予關(guān)注的問題

寶泉電站1號機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)了問題，進(jìn)行了改進(jìn)，取得了收獲。機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行中應(yīng)關(guān)注以下主要問題：

（1）機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)和監(jiān)測儀表配置需同時(shí)滿足兩種方式的要求，一是充水調(diào)試，二是正常運(yùn)行。其中充水調(diào)試時(shí)應(yīng)具有按總供水流量沖洗管路的功能。因此，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮沖洗管路所需連接管件的安裝布置問題。供水泵出口供水管上蝶式止回閥盡量水平安裝，確需立式安裝時(shí)其安裝位置，必須滿足止回閥全開度的要求。

（2）機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)供水泵選型設(shè)計(jì)時(shí)揚(yáng)程和流量按照水力計(jì)算宜留有足夠的裕量（比如工作揚(yáng)程應(yīng)按最大計(jì)算揚(yáng)程再預(yù)留3～7m；工作流量應(yīng)按最大計(jì)算流量再預(yù)留15%～20%考慮），以增強(qiáng)供水泵供水能力（流量和壓力）的可靠性。

（3）對于機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)用戶位置距離最遠(yuǎn)、高程最高的主變滿載供水方式宜從機(jī)組供水泵出口總供水管止回閥后即單獨(dú)引取主變冷卻供水管，或與主變空載供水統(tǒng)籌考慮設(shè)置增壓泵供水方式，以保證達(dá)到其供水流量和壓力的要求。

（4）機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)中水泵水輪機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)各用戶的供水/排水上應(yīng)設(shè)置流量和壓力的自動(dòng)化計(jì)量顯示儀表，其中各用戶的供水流量傳感器/變送器的二次顯示儀表應(yīng)集中配置在一個(gè)流量測量盤上，不宜分散布置，以利于調(diào)試和運(yùn)行觀測。

（5）機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)埋設(shè)混泥土中的壓力管路（包括供水管和排水管）必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行耐水壓試驗(yàn)。施工監(jiān)理應(yīng)在耐水壓試驗(yàn)和混泥土覆蓋過程中實(shí)施旁站監(jiān)理，以切實(shí)監(jiān)督和保證埋設(shè)壓力管路的安裝質(zhì)量。

TV735

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1672-5387（2010）02-0053-03

2010-01-27

王磊，助理工程師，從事抽水蓄能電站設(shè)備檢修維護(hù)工作。