符其壽, 劉 明

(興鼎公司晴朗水電廠,四川 黑水 623500)

1 國(guó)內(nèi)中高水頭水電站技術(shù)供水的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

水電站各用水設(shè)備對(duì)技術(shù)供水的要求是:保證一定的水量、水壓、良好的水質(zhì)。為保證各冷卻器(空氣冷卻器、油冷卻器主軸密封)發(fā)揮良好的冷卻潤(rùn)滑作用,必需有足夠的水量。各類用水設(shè)備由于結(jié)構(gòu)上的需要,要求通過(guò)冷卻器的水壓力不能太高,一般為 0.2～0.3 M P a。壓力太高將損壞冷卻器,造成漏水;壓力太低,過(guò)流量不足,又會(huì)影響冷卻效果。水電站開(kāi)式技術(shù)供水是從天然河道里引水,但因河道里含有大量泥沙、雜質(zhì),會(huì)使設(shè)備管道堵塞,從而影響供水,水壓及水量降低亦將影響冷卻效果。

國(guó)內(nèi)已建和在建的中高水頭水電站選用混流式居多。機(jī)組技術(shù)供水采用壩前、鋼管、蝸殼自流取水,經(jīng)減壓裝置、水處理設(shè)備一次、二次攔污過(guò)濾以獲得水壓合格、水質(zhì)較好、具有一定流量的冷卻、潤(rùn)滑水提供電廠技術(shù)用水需要。

我國(guó)的河流大多為多泥沙河流,一到汛期,泥沙、樹(shù)葉、雜草以及從上游漂浮來(lái)的生活垃圾、塑料紙袋堵塞取水口、進(jìn)入管道系統(tǒng),使供水系統(tǒng)水量減少、水壓降低,直至各冷卻器被嚴(yán)重堵塞,從而導(dǎo)致生產(chǎn)中的大量熱量無(wú)法通過(guò)冷卻水帶走,軸承磨損加劇、電機(jī)絕緣老化、機(jī)組效率降低、嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。由于冷卻水不暢、軸瓦溫度升高至極限,定子線圈溫升至發(fā)訊溫度,機(jī)組被迫限負(fù)荷運(yùn)行。由于水質(zhì)不良而引起的技術(shù)供水系統(tǒng)堵塞已成為電站急需解決的問(wèn)題。為電站尋找一個(gè)技術(shù)上可行、投資較少的清潔水源是非常重要和必須的。

2 尋求價(jià)廉、符合使用條件的新清潔水源

混流式機(jī)組推力軸承負(fù)載在機(jī)組帶滿負(fù)荷時(shí)軸向水推力占相當(dāng)大的比例。為減小軸向水推力,制造廠在轉(zhuǎn)輪上設(shè)置了減壓板、開(kāi)泄壓孔,將轉(zhuǎn)輪上的止漏環(huán)經(jīng)減壓后的漏水排向尾水;也有電站將該泄壓水引作技術(shù)供水,但皆因該腔水壓力及流量均隨機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)狀況而變化。尤其是在高水頭電站中其余壓更高,壓力變化幅度較大,其水壓超過(guò)電站各用水設(shè)備的使用壓力,同時(shí),其流量亦隨導(dǎo)葉開(kāi)度及電站水頭而變化。因此,一般不敢貿(mào)然使用。

通過(guò)頂蓋將該泄壓水取作技術(shù)供水能夠解決其水質(zhì)問(wèn)題。一般混流式機(jī)組轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)間隙為1～2 m m,凡大于該間隙的漏水所帶的雜質(zhì)均不可能進(jìn)入技術(shù)供水系統(tǒng),因此,實(shí)際上止漏環(huán)成為一個(gè)可靠的水過(guò)濾器。但變化不定的水壓及水量仍不能滿足用水設(shè)備要求。通過(guò)近期投產(chǎn)的、設(shè)計(jì)水頭為 361 m、最大水頭為 391.7 m、裝機(jī)容量為 3×60 M W的某電站的實(shí)施(圖 1),較成功地解決了此問(wèn)題。該水電站水輪機(jī)止漏環(huán)間隙為0.8～0.9 m m,頂蓋采用 5×φ 80鋼管取水。機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高壓水流沖動(dòng)水機(jī)轉(zhuǎn)輪,將能量傳遞給水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電,經(jīng)轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)的漏水還有較大余壓,該水壓仍高于電站各冷卻器的使用壓力,若直接取用該壓力水,將會(huì)損壞這些冷卻器。為了達(dá)到減壓的目的,以及對(duì)該水壓隨水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在各種不同工況有較大幅度變化情況,設(shè)計(jì)上將該壓力水引入比水輪機(jī)安裝高程高31～35 m的平壓水池,利用水池與用水設(shè)備形成水壓,以保證用水設(shè)備水壓在 0.25 M P a左右,水池通過(guò) φ 219鋼管送至主機(jī)及主變各冷卻器。同時(shí),兩臺(tái)技術(shù)供水泵通過(guò)從廠外技術(shù)供水井獲得的清潔水源(作開(kāi)機(jī)時(shí)供水及機(jī)組在小開(kāi)度時(shí)流量不足的補(bǔ)充)共同保證機(jī)組獲得清潔、滿足各冷卻器使用壓力、穩(wěn)定、充足的冷卻水。該系統(tǒng)在電站自動(dòng)化設(shè)備及監(jiān)控設(shè)備配合下能滿足無(wú)人值班、少人值守的要求。

圖 1 技術(shù)供水系統(tǒng)圖

3 結(jié) 語(yǔ)

該系統(tǒng)的供水方式以較小的投資、較容易的技術(shù)手段,解決了困擾我國(guó)多年的多泥沙河流混流式機(jī)組供水的難題。在降低推力軸承軸向水推力的同時(shí),對(duì)其所排出的泄壓排水又得到了充分利用,從而保證了電站安全、滿發(fā),獲得了更大的經(jīng)濟(jì)效益,投產(chǎn)后效果顯著。愿科研、設(shè)計(jì)、制造單位為此作更細(xì)致的工作,為完善和推廣頂蓋取水、解決中高水頭技術(shù)供水的難題作出更大貢獻(xiàn)。