淺談抽水蓄能電站技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

張曉偉

摘 要：電站運(yùn)行的安全可靠性直接關(guān)乎到民生。鑒于目前抽水蓄能電站機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量上所存在的問題影響到了其性能的可靠性。為了提高電站運(yùn)行的安全系數(shù)，就要根據(jù)需要對于抽水蓄能電站技術(shù)供水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)性地改造，使其加大穩(wěn)定運(yùn)行力度。該文針對抽水蓄能電站技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：抽水蓄能 技術(shù)供水 技術(shù)改造

中圖分類號(hào)：TV743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098x（2014）01（a）-0023-01

抽水蓄能電站技術(shù)供水系統(tǒng)的組成中，除了水源之外，還有管網(wǎng)和兩側(cè)控制元件。作為機(jī)電設(shè)備的冷卻、潤滑用水，其是要確保用水設(shè)備對于水的各項(xiàng)指標(biāo)合格，其中包括用水量、水的溫度、水壓以及用水質(zhì)量等等，在使用的過程中，都要確保其符合用水標(biāo)準(zhǔn)。

1 技術(shù)供水控制系統(tǒng)

技術(shù)供水控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用中央處理器對于信息進(jìn)行處理和傳送。水電站所采用的技術(shù)供水方案包括有兩大類，即一次供水和循環(huán)供水。結(jié)合供水的之際情況，還會(huì)將兩種方案互補(bǔ)，采用混合式方案供水。一次性供水所采用的方式為開敞式的，循環(huán)供水則是經(jīng)過了一次冷卻之后，進(jìn)行了二次冷卻。從技術(shù)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上來看，一次性供水設(shè)計(jì)比較簡單，當(dāng)電站機(jī)組在運(yùn)行的過程中，將所產(chǎn)生的熱量被冷卻器帶走之后，冷卻水被直接排放到尾水。循環(huán)用水首先是經(jīng)過一次冷卻，將電站機(jī)組所產(chǎn)生的熱量被潔凈水帶走一部分，其中的熱量經(jīng)過河道里的二次冷卻器傳送到河水當(dāng)中。對于技術(shù)供水方案的選擇，在確保電站機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)，還要操作簡單，運(yùn)行便利，并且容易檢修。技術(shù)供水系統(tǒng)的運(yùn)行，要充分符合經(jīng)濟(jì)合理性，因此在低成本投入的同時(shí)，還要降低運(yùn)行費(fèi)用，以做到設(shè)備布置合理。

2 技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

某水電站所在地域?yàn)闇厥覛夂?，平均氣溫?1.5 ℃，年最高溫度平均為38.4 ℃，最低溫度為-0.3 ℃。受到當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)的影響，這里的氣候濕度為73%～78%，水溫的溫差大約為6 ℃，最高水文可以達(dá)到19.5 ℃，最低水文為13.2 ℃。沙流量計(jì)算中，多年以來平均的流量可以達(dá)到1283 m3/s。當(dāng)水庫處于正常蓄水狀態(tài)，其水位可以達(dá)到大約11 m，發(fā)電機(jī)組額定裝機(jī)容量為45 MW。

在進(jìn)行技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要根據(jù)設(shè)備應(yīng)用情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。電站所使用的技術(shù)用水設(shè)備主要有機(jī)組主軸工作密封、空氣冷卻器和軸承循環(huán)油冷卻器。

2.1 密封用水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在機(jī)組的主軸工作過程中所使用的密封用水要求為潔凈水。系統(tǒng)的供水和排水的設(shè)計(jì)程序結(jié)合了生活引水方案，即水庫的水經(jīng)過濾水器之后，進(jìn)入到加壓水泵，進(jìn)入到全自動(dòng)濾水器中經(jīng)過過濾之后，進(jìn)入到生活用水池當(dāng)中。經(jīng)機(jī)組主軸工作密封用水排放到下游的尾水。

電站生活用水量的設(shè)計(jì)為20 m3/h，發(fā)電機(jī)組主軸密封用水量13 m3/h。生活用水池為高位水箱，其被分成2個(gè)可以連通的蓄水箱。在每一個(gè)水箱內(nèi)，都安裝有浮球信號(hào)裝置，當(dāng)水位低于控制水位的時(shí)候，就會(huì)有發(fā)出報(bào)警信號(hào)。其中的一個(gè)水箱需要清洗，可以使用另一個(gè)水箱的信號(hào)器控制水位，主要是對于水泵的啟動(dòng)和停止有效控制。此外，還要在水泵的進(jìn)口處和出口處各安裝1個(gè)檢修閥，出水管還要安裝壓力表、止回閥。

2.2 冷卻用水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一次性供水設(shè)計(jì)，一般會(huì)選取三臺(tái)供水泵進(jìn)行集中供水，其中的一臺(tái)為備用水泵，每一臺(tái)供水泵都對應(yīng)著一臺(tái)機(jī)組。供水以及排水的路徑設(shè)計(jì)為：取水管從水庫取水，經(jīng)過水庫的出水管進(jìn)入到自動(dòng)濾水器當(dāng)中，從濾水器的出水管流入到供水管中，經(jīng)過發(fā)電機(jī)的冷卻器排放到流道內(nèi)。

選擇水泵要根據(jù)運(yùn)行的可靠性和安全性。技術(shù)供水泵按照規(guī)定流量選擇，水泵的控制方式上，3臺(tái)水泵中的每一臺(tái)水泵都可以向另外兩臺(tái)供水。具體而言，在水泵開機(jī)之前，就要啟動(dòng)一臺(tái)水泵，可以檢測水泵是否有故障，以便于啟動(dòng)下一個(gè)泵。機(jī)組進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)，如果水泵持續(xù)2 min時(shí)間都維持在壓力值地域整定值，就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)。

循環(huán)供水設(shè)計(jì)，（1）集中循環(huán)供水方式，集中循環(huán)供水方式具有較高的可靠性。通常而言，只要做好水泵備用工作就可以了。循環(huán)供水系統(tǒng)的循環(huán)路徑設(shè)計(jì)可以采用以下方案：水源輸入到水泵當(dāng)中，經(jīng)過了二次冷卻器和機(jī)組冷卻器，流入到水池中。那么，循環(huán)供水方式就可以設(shè)計(jì)為：水源從循環(huán)水池中輸入到水泵當(dāng)中，經(jīng)過水泵的出水管后，進(jìn)入循環(huán)冷卻器，再從出水管流入到循環(huán)水池。當(dāng)發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，就產(chǎn)生熱量。冷卻的循環(huán)水進(jìn)入到發(fā)電機(jī)組當(dāng)中之后，就會(huì)將熱量帶走，排入到循環(huán)水池當(dāng)中。此時(shí)，再一次經(jīng)過循環(huán)水泵進(jìn)入到循環(huán)冷卻器當(dāng)中，通過循環(huán)冷卻器與外部的水之間實(shí)行熱交換，以使水溫達(dá)到規(guī)定的要求。在整個(gè)運(yùn)行的過程中，循環(huán)水會(huì)由于蒸發(fā)、滲漏等等客觀因素而導(dǎo)致水量較少，因此要及時(shí)補(bǔ)水。（2）循環(huán)水池，循環(huán)水池的作用是穩(wěn)定循環(huán)水不會(huì)由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變質(zhì)，主要體現(xiàn)在其能夠使冷卻水的水壓穩(wěn)定下來，以確保水面能夠與大氣相接觸。剛剛投入使用的循環(huán)水池一定要清洗干凈，還要設(shè)計(jì)排空水管。

3 結(jié)語

綜上所述，抽水蓄能電站所使用的技術(shù)供水系統(tǒng)采用合理的設(shè)計(jì)方式，解決了系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所存在的實(shí)際問題。不但可以滿足電站機(jī)組所要求的各種工況運(yùn)行要求，而且還提高了開機(jī)成功率，使電站機(jī)組的運(yùn)用具有更高的安全系數(shù)。鑒于目前電站機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)對于自動(dòng)化程度的更高要求，在技術(shù)供水系統(tǒng)的未來設(shè)計(jì)中，對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步完善。

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