亭子口水電站主變技術(shù)供水備用水源解決方案

袁 洋

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628000)

?

亭子口水電站主變技術(shù)供水備用水源解決方案

袁 洋

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628000)

亭子口電站角形主接線運(yùn)行過程中，電站某臺(tái)機(jī)組消缺檢修時(shí)，壓力鋼管排水后，主變將失去技術(shù)供水，需將該臺(tái)機(jī)組的主變停運(yùn)，倒閘操作時(shí)需將單元中另一臺(tái)主變同時(shí)退出，送電時(shí)也需將單元中另一臺(tái)主變退出。為此需要為主變增加備用水源。通過技術(shù)供水管網(wǎng)優(yōu)化，保障了主變檢修的技術(shù)供水，減少了倒閘操作和主變的受電沖擊次數(shù)。

主變技術(shù)供水 備用水源 解決方案 亭子口水電站

1 工程概況

亭子口水利樞紐是嘉陵江干流中游河段的梯級(jí)電站，位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)的嘉陵江干流中游河段上段，具有防洪、灌溉及城鄉(xiāng)供水、發(fā)電、航運(yùn)及其他綜合利用效益。樞紐正常蓄水位458m，總庫容40.67億m3，可灌溉農(nóng)田19.48萬hm2，通航建筑物為2×500t級(jí)。根據(jù)樞紐開發(fā)任務(wù)，布置有泄洪、灌溉、發(fā)電、通航等建筑物。亭子口水電站總裝機(jī)規(guī)模為1100MW，安裝有4臺(tái)單機(jī)額定功率為275MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組。

目前，亭子口公司1#、2#、3#、4#機(jī)組和主變的技術(shù)供水，均來自于機(jī)組蝸殼取水，單機(jī)單用，無法互為備用。當(dāng)機(jī)組需要排空壓力鋼管水消缺時(shí)，主變將失去技術(shù)供水，需要將主變從系統(tǒng)中退出。同時(shí)，由于亭子口電站的主接線為發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元角形接線，單元中另一臺(tái)主變也會(huì)同時(shí)退出，一臺(tái)主變送電時(shí)也需將單元中另一臺(tái)主變退出。這樣，既增加了倒閘操作的次數(shù)，又增加了主變的受電沖擊次數(shù)，所以為主變增加備用水源是必要的。

2 主變備用技術(shù)供水需要的最小流量

每臺(tái)主變設(shè)計(jì)冷卻器四臺(tái)，冷卻水源取自機(jī)組濾水器后端，經(jīng)過減壓閥減壓后供至主變冷卻器前端四通閥，再由四通閥后管路分配給四臺(tái)冷卻器。每臺(tái)冷卻器前端均有一個(gè)電動(dòng)閥，根據(jù)主變的運(yùn)行工況和油溫確定冷卻器的投入臺(tái)數(shù)。一般主變空載投入一臺(tái)冷卻器，當(dāng)主變帶小于2/3的負(fù)荷油溫達(dá)到55℃時(shí)，啟動(dòng)第二臺(tái)冷卻器，當(dāng)油溫達(dá)到65℃時(shí)啟動(dòng)第三臺(tái)冷卻器，當(dāng)主變帶機(jī)組額定負(fù)荷時(shí)三臺(tái)冷卻器投入，每單臺(tái)冷卻器需要流量為40m3/h，如果遇機(jī)組壓力鋼管排水檢修時(shí)，該臺(tái)機(jī)組的主變運(yùn)行工況為空載。所以，只要備用水源流量達(dá)到40m3/h以上，就能滿足一臺(tái)主變空載運(yùn)行的技術(shù)供水水量。

3 主變備用水源的確定

在一般電站中，技術(shù)供水的備用水源選擇方式有庫區(qū)取水、高位水池、廠房循環(huán)水池、尾水取水等。但由于電站廠房和設(shè)備管路已形成，無法大量進(jìn)行管路布置，而且投入成本又高，所以以上幾種備用水源的形式都是不可行的。通過對(duì)廠內(nèi)原技術(shù)供水原理圖的分析，考慮選擇廠內(nèi)其他機(jī)組技術(shù)供水的水源作為備用水源，但要充分考慮改造后對(duì)原供水系統(tǒng)流量、壓力的影響。

按電站最低水頭65m運(yùn)行方式核算機(jī)組蝸殼取水的流量。技術(shù)供水的取水總管內(nèi)徑為φ400mm，技術(shù)供水管路最低壓力約為0.65MPa，此工況下技術(shù)供水的水流速度和流量為：

供水的流速v=3.64m/s

供水流量：Q=vA=vπr2=3.64m/s×3.14×(0.2m)2=0.46m3/s×3600s=1656m3/h

通過計(jì)算，單臺(tái)機(jī)組技術(shù)供水量+單臺(tái)主變?nèi)_(tái)冷卻器的用水量+廠內(nèi)最大生活用水約為1200m3/h，所以機(jī)組蝸殼取量的裕度較大，即使在最低水頭下運(yùn)行，也完全可以滿足一臺(tái)機(jī)組加其它主變的技術(shù)供水水量。

4 主變備用技術(shù)供水管路布置

根據(jù)現(xiàn)場的管網(wǎng)布置，可以在蝸殼取水層和主變技術(shù)室層將四臺(tái)機(jī)組的管路串聯(lián)在一起，通過分析，在主變技術(shù)供水層串聯(lián)管路，投入成本低，安全性較高，且還可以作為整個(gè)技術(shù)供水系在充水時(shí)排氣。

圖1 改造前后主要技術(shù)供水系統(tǒng)原理圖

原主變技術(shù)供水取自機(jī)組濾水器后端，在主變技術(shù)供水室經(jīng)DN350管路變徑到DN150，再經(jīng)球閥、減壓閥、球閥供至主變冷卻器前端四通閥。為了降低對(duì)運(yùn)行機(jī)組主變技術(shù)供水的影響(因?yàn)镈N350的管路流量可達(dá)900m3/h以上，DN150的管路最大流量約為200m3/h，在DN150管路取水供一臺(tái)主變?nèi)_(tái)冷卻器和另一臺(tái)機(jī)組主變空載冷卻水稍有偏小)，所以考慮將原埋設(shè)的DN350管路加長，分出兩路DN150管路，一路至原技術(shù)供水系統(tǒng)，另一路經(jīng)球閥再至新增DN150管路，從而將四臺(tái)主變技術(shù)供水串聯(lián)在一起互為備用。由于整個(gè)串聯(lián)主管較長，為了避免管路的熱脹冷縮和水流振動(dòng)，在管路中段增加了伸縮節(jié)。管路走向，從主變技術(shù)供水室DN350管路處取水，將管路沿墻配管至下游墻總管，所有管路采用支架架設(shè)方式，距地面約2.5m。

5 結(jié)語

亭子口水電廠機(jī)組及主變技術(shù)供水系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化改造后，消除了機(jī)組排水檢修時(shí)主變無技術(shù)供水的難題，減少了主變受電沖擊次數(shù)，減少了運(yùn)行人員的倒閘次數(shù)，提高了主變技術(shù)供水的可靠性，同時(shí)也提高了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。如果按每年兩臺(tái)次進(jìn)行排空壓力鋼管水進(jìn)行機(jī)組消缺，那么單元接線少停主變四次，每停一次需倒閘操作時(shí)間按2h計(jì)算，四次共8h，一年可多發(fā)電200萬kW.h。

袁 洋(1978-)，男，四川鹽亭人，本科，工程師，從事電廠設(shè)備管理。

■

TK

B

2095-1809(2015)06-0038-02