關(guān)于龍羊峽水電站節(jié)能技術(shù)改造研究

李寧

摘要：以龍羊峽水電站為例，通過對水電站的部分區(qū)域的照明、閥門、調(diào)速器等裝置的技術(shù)改造措施和節(jié)能改造前后的能源消耗對比的分析，研究這些節(jié)能技術(shù)的效果，為其他水電站的節(jié)能改造提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水電站；改造；措施；節(jié)能

1引言

水電站是為我國生產(chǎn)生活提供電能的綜合性工程設(shè)施，一般包括水庫和引水系統(tǒng)、發(fā)電機組、廠房等設(shè)備，還建有生活用建筑、復(fù)合組用建筑等，而水電站需要24h不停地運轉(zhuǎn)，因此對于能源的消耗較多。鑒于當前國家推行節(jié)能降耗的政策，水電站也正在進行節(jié)能技術(shù)改造，以求最大程度減少水電站運行需要的能耗，而將更多的電輸入到電網(wǎng)中去。

2水電站改造前狀況

2.1照明

龍羊峽水電站內(nèi)有多種功率的燈具，多為高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈，用電需求較高，而且這些燈的配件鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器、電容故障率較高，更換配件困難且高空作業(yè)危險性大。線路的電纜截面積較小，無法滿足舊燈具的功率要求，因為線路都是暗線埋于墻內(nèi)，有些電纜存在絕緣老化甚至局部短路等情況，無法對故障點進行檢查及故障線路更換。另外照明配電盤開關(guān)均為旋鈕開關(guān)，線路通過旋鈕瓷保險進行保護，可靠性低。

2.2機組快速閘門系統(tǒng)閥門X03-X06閥更換

快速閘門系統(tǒng)閥門密封不嚴，存在竄壓現(xiàn)象；閘門下滑速度較快，油泵3天啟動兩次，啟動頻繁，因此對油系統(tǒng)管路以及各閥門的沖擊頻繁，縮短了油泵、電機、閥門以及電氣元件的使用壽命，也加快了油質(zhì)老化的速度；閥門操作機構(gòu)操作不靈活，且閥桿處存在滲油現(xiàn)象，油缸室環(huán)境潮濕，閥門銹蝕嚴重。

2.3調(diào)速器、壓油裝置改造

調(diào)速器壓油裝置壓油泵出口逆止閥、安全閥及卸載閥缺陷頻發(fā)；逆止閥存在密封面損壞，密封不嚴以及閥芯發(fā)卡，動作不靈活等問題，容易引起壓油泵反轉(zhuǎn)；卸載閥存在內(nèi)部調(diào)節(jié)活塞發(fā)卡導(dǎo)致卸載閥開啟后無法關(guān)閉，壓油泵啟動時頻繁卸載或卸載時間過長等問題，導(dǎo)致油泵打壓時間增長，容易造成油封破裂跑油等事故；安全閥存在定值調(diào)整后不穩(wěn)定，閥門誤動的缺陷，需要經(jīng)常調(diào)整其定值，增加了檢修維護工作量，同時存在很大的安全隱患；壓油泵軸封老化嚴重，有滲漏油現(xiàn)象，備品備件無法購買；由于長期運行造成主配壓閥襯套、閥體之間的間隙增大，主配壓閥存在竄壓現(xiàn)象，油系統(tǒng)壓力保持時間縮短，壓油泵啟動頻繁；由于設(shè)計落后，檢修中主配壓閥中位調(diào)節(jié)難度大，機械不平衡造成導(dǎo)葉開度漂移的現(xiàn)象嚴重；轉(zhuǎn)軸與引導(dǎo)閥連接死區(qū)大，在步進電機小幅調(diào)節(jié)時其力矩不能傳遞到引導(dǎo)閥，電調(diào)微調(diào)令無法完成，進而導(dǎo)葉實際漂移值增大；自復(fù)中位傳感器偶發(fā)性故障率高，可導(dǎo)致微機電調(diào)自動切換至手動方式運行，會發(fā)生機組過速等嚴重后果。

2.4尾水門更換、滲漏點灌漿處理

2F、3F機組人孔門周邊有大量漏水，主軸密封在機組一定工況下漏水較大，巡回次數(shù)較多，工作量大，安全隱患突出；2455層電纜層墻面也有大量滲水情況，漏水量大導(dǎo)致集水井水位增高，平時投射流泵時不能完全降低集水井水位，還需深井泵頻繁啟動排水，影響深井泵使用壽命以及對管路造成較大的沖擊，增加廠用電能消耗。

3水電站節(jié)能技術(shù)改造措施

3.1照明

水電站部分區(qū)域的燈具均更換為LED免維護燈，功率小，壽命大幅增大，提高了照明可靠性高，降低了維護工作量；電源進線均改為6mm2銅芯電纜，分支線路為4mm2、2.5mm2銅芯電纜，電纜載流量滿足現(xiàn)有燈具功率要求；存在較大隱患的電纜，均已改造移出電纜橋架；所有照明電纜均布置成為明線，采用無縫鋼管穿線方式；照明配電盤改為空氣開關(guān)，進線電源為漏電保護開關(guān)，故障動作可靠性高，且便于維護方便后期線路故障點檢查及處理。另外重要區(qū)域的照明改為雙電源進線，當一路電源進線側(cè)故障時，仍能保證有另一路照明，提高了照明可靠行。

3.2機組快速閘門系統(tǒng)閥門X03-X06閥更換

新閥門采用不銹鋼材質(zhì)，各部密封良好，漏油量減少，油泵啟動頻率降低，大大降低了對油系統(tǒng)管路以及各閥門的沖擊，延長了油泵、電機、閥門以及電氣元件的使用壽命，并改善了油缸室環(huán)境。

3.3調(diào)速器、壓油裝置改造

油泵電機組采用F級絕緣、防潮型，啟動頻率減少，油系統(tǒng)管路的沖擊降低，減緩了油質(zhì)老化的速度；集成閥組定值調(diào)整后，無需定期調(diào)整定值，管路控制閥門更換為球閥便于操作；油泵更換為立式螺桿油泵，無滲油漏油現(xiàn)象，也無需更換軸封等部件；調(diào)速系統(tǒng)易于調(diào)節(jié)機械平衡、開關(guān)機時間等參數(shù)，濾芯堵塞后更換方便，無需定期清洗濾芯，系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定、可靠，故障率降低不發(fā)生誤動；對壓油裝置壓油泵吸油口進行了優(yōu)化改造，由直接吸油改為側(cè)向吸油，防止集油槽底部的雜質(zhì)影響插裝閥組的安全運行；泵更換為立式螺桿油泵，提高了輸油效率；壓油裝置打壓上壓時間縮短，壓油泵啟動時間間隔增長，由原先的10分鐘左右延長至60分鐘左右。

3.4尾水門更換、滲漏點灌漿處理

通過更換尾水門、調(diào)整主軸密封和局部灌漿使廠內(nèi)集水井來水量降低，平時只投一臺射流泵就能滿足集水井安全水位，兩臺深井泵無需啟動，從而使廠用電能消耗也降低；地面積水有效減少；通過對滲水點進行更換和灌漿處理，滲水減少，維護工作量降低，減少巡回的次數(shù)。

4改造效果

改造前照明總功率為25.96kW，年電能消耗量227409.6kW·h，改造后降到6.548kW和57360.48kW·h，相比改造前節(jié)約電能170049.12kW·h。

改造前油泵3天啟動兩次，每次約2分鐘，一個月約啟動20次，時間約40分。全年油泵90KW電機消耗的電能為720KWh。改造后油泵15天啟動一次，每次約2分鐘，一個月約啟動2次，時間約4分鐘。全年油泵90KW電機消耗的電能為72KWh，全年節(jié)約電能648KWh。

改造前每年單臺機電能消耗115200KWh，改造后每年單臺機電能消耗7200KWh，節(jié)約電能約為108000KWh，全年4臺壓油泵節(jié)約電能約為432000KWh。

改造前深井泵每年單臺機電能消耗：1號泵全年單臺消耗的電能為54000KWh+2號泵全年單臺消耗的電能為189000KWh，總電能消耗約為243000KWh。技改后由于一臺射流泵已滿足廠內(nèi)排水需求故深井泵未啟動，電能消耗為零。

5結(jié)語

經(jīng)對廠內(nèi)部分照明系統(tǒng)、調(diào)速器、壓油裝置、快速閘門系統(tǒng)等項目改造完善后，提高了設(shè)備安全運行的可靠性、大大減少了廠用電能消耗、減輕了維護工作量及改善了環(huán)境。通過改造和完善，降低了廠用電能的消耗。經(jīng)計算，經(jīng)過此次改造，本水電站全年總節(jié)約電能為845697.12KWh，每月平均節(jié)約電能為70474.76KWh。

（作者單位：國家電力投資集團公司

黃河上游水電開發(fā)有限責任公司龍羊峽發(fā)電分公司）