江蘇沙河電站技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計的問題和思考

黃銳

摘 要：介紹了沙河抽水蓄能電廠技術(shù)供水系統(tǒng)的組成、配置、工作原理，并就抽水背靠背啟動過程中出現(xiàn)的問題進行一些探討，為滿足抽水蓄能電站技術(shù)供水系統(tǒng)高效可靠和較低投資費用的設(shè)計要求，還對抽水蓄能電站的技術(shù)供水的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了相應(yīng)的看法。

關(guān)鍵詞：抽水蓄能 技術(shù)供水 背靠背BTB 設(shè)計

1.工程概況

沙河抽水蓄能電站位于江蘇溧陽天目湖風景區(qū)，屬于抽水蓄能式電站，電站共有2臺機組，單機容量為50MW。具有停機、空轉(zhuǎn)、空載、發(fā)電、抽水等運行工況，抽水啟動采用SFC變頻啟動方式和背靠背BTB啟動方式。電站冷卻水系統(tǒng)的冷卻水由3臺技術(shù)供水泵提供，為電站重要的輔機設(shè)備。使用上海凱泉泵業(yè)（集團）有限公司制造的臥式離心泵，型號為KQWH200-4 0 0（I）B型，額定流量Q = 3 4 6 m3/ h，額定揚程H=38m，額定轉(zhuǎn)速R=1480r/ min，額定功率55kW，額定電流103A。

沙河電站技術(shù)供水系統(tǒng)圖如圖一所示。

2.背靠背啟動過程中技術(shù)供水存在的問題及處理

沙河電站機組抽水啟動主要有兩種方式：一種為SFC變頻啟動，另一種方式為背靠背BTB啟動方式，在進行停機態(tài)-BTB抽水（背靠背抽水）操作時，技術(shù)供水泵的運行存在問題，也就是拖動側(cè)機組將被拖動側(cè)機組拖動到同步轉(zhuǎn)速并網(wǎng)抽水后，拖動側(cè)在停機過程中將所有的技術(shù)供水泵都切掉，導(dǎo)致并網(wǎng)抽水的被拖動側(cè)機組因冷卻水流量低而停機，但在某些時刻卻并不將所有的技術(shù)供水泵切掉，而是還有一臺水泵在運行，被拖動側(cè)則不會因為相關(guān)流量低而轉(zhuǎn)停機。背靠背BTB啟動的流程圖如圖二所示。

背靠背流程中，拖動側(cè)機組和被拖動側(cè)機組中技術(shù)供水系統(tǒng)的流程基本一致，兩臺機組為共用技術(shù)供水系統(tǒng)，所以當拖動側(cè)啟動技術(shù)供水系統(tǒng)后，整個拖動側(cè)和被拖動側(cè)機組的水泵水輪機冷卻水流量均滿足運行要求。而當拖動側(cè)完成拖動后，在轉(zhuǎn)正常停機過程中誤將兩臺機組的技術(shù)供水系統(tǒng)停止，從而導(dǎo)致被拖動側(cè)在抽水工況下各軸承冷卻器冷卻水流量低而事故停機。

相關(guān)事故停機邏輯框圖如圖三。

沙河電站的技術(shù)供水的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，用于對3臺技術(shù)供水水泵啟停和主備控制的是由NARI公司提供的現(xiàn)地控制單元柜 LCU，使用的PLC是GE公司的生產(chǎn)的Versamax系列邏輯控制單元，監(jiān)控的開出信號作為技術(shù)供水輔機柜的開入信號，來對技術(shù)供水系統(tǒng)的3臺水泵進行控制。

通過對控制過程進行分析，最終找到原因，那就是因為技術(shù)供水系統(tǒng)對幾乎同時到達的拖動側(cè)和被拖動側(cè)機組的啟動命令沒有做出正確的處理，僅啟動了一臺主泵供兩臺機使用，當拖動側(cè)的冷卻水量不滿足運行的信號更靈敏，來的快的時候，就先起了備用泵，等到停機時，就誤停掉了所有的泵；導(dǎo)致被拖動側(cè)無冷卻水。為解決上述問題，修改技術(shù)供水輔機程序邏輯，對增加相關(guān)閉鎖條件，對1、2號機組的技術(shù)供水系統(tǒng)啟動進行相互閉鎖，解決了技術(shù)供水系統(tǒng)在背靠背BTB啟動過程中的異常問題。

3.對抽水蓄能電站技術(shù)供水系統(tǒng)的思考

隨著計算機技術(shù)在水電工程中的廣泛應(yīng)用，電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)以及與之相適應(yīng)的全廠綜合動化技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。為實現(xiàn)水電廠“無人班，少人職守”運行模式提供了可靠的保證。由于電廠機組的技術(shù)供水系統(tǒng)的運行狀況直接影響到機組的安全運行，所以對技術(shù)供水系統(tǒng)的設(shè)計和規(guī)劃就顯得十分的重要了。

首先是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。以往的技術(shù)供水系統(tǒng)一般都是設(shè)計為一臺機組一臺水泵，或者兩臺，一臺為備用泵。機組與機組之間的技術(shù)供水系統(tǒng)是完全獨立的，也就是一臺機組的技術(shù)供水系統(tǒng)的啟動和停止是不會對另外的機組構(gòu)成影響的。雖然有這樣的優(yōu)點，但是它的缺點也是顯而易見的，第一，單機單泵模式下，在一臺機組的技術(shù)供水泵檢修期間或者該泵出現(xiàn)故障的時候，機組的技術(shù)供水無法提供，也就是對水泵的依賴較大；第二，單機多泵的情況下，雖然可靠性得到提升，但系統(tǒng)的復(fù)雜程度較大，投資增多。

對技術(shù)供水系統(tǒng)的設(shè)計可以借鑒沙河電站：兩臺機組的技術(shù)供水系統(tǒng)為共用模式，技術(shù)供水系統(tǒng)一共有3臺水泵，有2臺為主泵，另1臺為備用泵。也就兩臺機組的技術(shù)供水是否投入，主要是看冷卻水電磁閥是否打開，當一臺水泵檢修的時候，可以讓該泵退出調(diào)度，只讓另外兩臺水泵參與調(diào)度，所以降低了對水泵的依賴程度，系統(tǒng)的可靠性大大的增加。當機組臺數(shù)較多時，可以相應(yīng)增加備用水泵的臺數(shù)，來提高整個系統(tǒng)的可靠性，而且整體的運行效率會大大提升，能夠有效的降低運行費用。

4.結(jié)束語

抽水蓄能機組技術(shù)供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性對于機組整體的穩(wěn)定運行至關(guān)重要，在這種情況下，對技術(shù)供水系統(tǒng)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)配置提出了越來越高的要求。本文主要闡述了沙河技術(shù)供水系統(tǒng)在背靠背抽水啟動過程中遇到的問題和解決情況，并對抽水蓄能的技術(shù)供水的結(jié)構(gòu)設(shè)計和啟動方式進行了思考和探索。

參考文獻：

[1]趙愷，董化宏，靳亞東.國外抽水蓄能電站建設(shè)情況[J].中國三峽，2010（6）：29-3O.

[2]翟國壽.我國抽水蓄能電站建設(shè)現(xiàn)狀及前景展望.電力設(shè)備，2013，7（10）：97-1OO.

[3]張青艷，陳寧，張健.抽水蓄能電站備用效益研究綜述[J].水力發(fā)電，2007，33（9）：47-50.endprint