秀山縣鐘靈水庫壩后電站技術(shù)改造淺析

陳 慧，嚴(yán)天弧，楊通美

（秀山土家族苗族自治縣水務(wù)局，409900）

鐘靈壩后電站位于重慶市秀山縣鐘靈鎮(zhèn)凱堡村，距秀山縣城22公里，是沅江水系酉水干流梅江河支流第二梯級(jí)開發(fā)電站，屬壩后式水電站。原裝機(jī)2×320kW，建成于上世紀(jì)80年代初。鐘靈壩后電站廠房位于水庫大壩右側(cè)，屬于水庫壩后式電站?？値烊?230萬立方米，正常庫容2710萬立方米，是秀山縣城、鄉(xiāng)供水水源地之一。電站機(jī)組設(shè)備為上世紀(jì)70年代中期產(chǎn)品，受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，加之運(yùn)行年代久遠(yuǎn)，設(shè)備帶病嚴(yán)重，電站改造升級(jí)迫在眉睫。

1 電站設(shè)備現(xiàn)況

鐘靈壩后電站2主輔設(shè)備均為20世紀(jì)70 年代中期制造，受當(dāng)時(shí)條件限制，水輪發(fā)電機(jī)組水能利用效率低，經(jīng)多年磨損和汽（銹）蝕，使整機(jī)效率進(jìn)一步降低，尤其是發(fā)電機(jī)絕緣老化，運(yùn)行溫度偏高，經(jīng)常出現(xiàn)接地現(xiàn)象。根據(jù)運(yùn)行日志統(tǒng)計(jì)和電站實(shí)際運(yùn)行情況，電站近五年來平均發(fā)電出力為420kW，機(jī)組效率63%，五年平均年發(fā)量203萬kW·h，五年平均年利用小時(shí)3172小時(shí)，水能資源嚴(yán)重浪費(fèi)。

電站的控制、保護(hù)系統(tǒng)自運(yùn)行以來，基本未更新過。其保護(hù)和自動(dòng)化控制設(shè)備有些屬非定型產(chǎn)品，且設(shè)備不兼容，靈敏度和可靠性低，檢修維護(hù)量大，常發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)，部分設(shè)備廠家已停產(chǎn)，影響了電站的正常維護(hù)。發(fā)電機(jī)控制屏和同周期屏落后，自動(dòng)化程度低，發(fā)電并網(wǎng)還是采用原始的燈泡熄滅法并網(wǎng)，操作時(shí)常出現(xiàn)故障。調(diào)速器經(jīng)30多年運(yùn)行，已存在嚴(yán)重缺陷，配壓閥由于長期磨損，間隙過大，主接力器竄動(dòng)，不能投入自動(dòng)運(yùn)行。變壓器均屬非節(jié)能型電力變壓器，能耗大，夏季室外溫度升高時(shí)，不能正常運(yùn)行。

2 電站更新改造方案

2.1 水工建筑物改造

2.1.1 取水建筑物改造設(shè)計(jì)

該電站壩型為粘土心墻堆石壩，壩高54.46m，壩頂寬7.0m、壩底寬210m，右壩肩布置放水隧洞，左壩肩布置溢洪道，總庫容3230萬m3。在上世紀(jì)90年代中期對壩體、壩肩（左壩肩、右壩肩）進(jìn)行全面維幕灌漿后，效果較好，大壩運(yùn)行良好，未出現(xiàn)沉陷、裂縫、沖刷及損壞等情況，所以不作改造設(shè)計(jì)，維持原狀。引水設(shè)施良好，未作改造設(shè)計(jì)。

2.1.2 前池及壓力管道土建工程改造設(shè)計(jì)

該電站無前池。壓力管道及褲衩管滿足管道過流截面要求，不作改造。水輪機(jī)前原平板閘閥，年久失修，操作困難，更換為Φ900mm手、電兩用閘閥。電站尾水管新裝控制閘門2臺(tái)，便于檢修。

2.2 機(jī)電設(shè)備改造

為從根本上解決電站機(jī)械設(shè)備、電氣、監(jiān)測、控制及保護(hù)系統(tǒng)存在的嚴(yán)重問題，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和二次設(shè)備的整體技術(shù)水平，最終實(shí)現(xiàn)電站“無人值班，少人值守”的目標(biāo)，將對電站水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、調(diào)速器等設(shè)備進(jìn)行更換，選型方案如表1所示。

表1 鐘靈水庫壩后電站主要機(jī)電設(shè)備表

3 主要難題及解決方法

3.1 改造中主要難題

電站進(jìn)口蝴蝶閥是80年代安裝的，現(xiàn)已運(yùn)行30多年，設(shè)備老化，關(guān)閉不全，滲水較大，需要更換。鐘靈水庫擔(dān)負(fù)著城鎮(zhèn)十幾萬人的飲用供水和工業(yè)生產(chǎn)用水的重大任務(wù)，由于壩后電站和城鎮(zhèn)人飲供水是在同一管道引水，不能關(guān)停水源更換閘閥。

原進(jìn)水口法蘭外側(cè)加接鋼管連接法蘭更換閘門時(shí)，使水輪發(fā)電機(jī)組中心線位移40cm，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組與外墻不足20cm，造成人員無法通行及調(diào)速器無法按設(shè)計(jì)的位置安裝問題。

3.2 解決方法

解決更換閘閥的方法：采取了在原蝴蝶閥法蘭盤外側(cè)加接鋼管連接法蘭盤更換閘門。

解決人通行難，調(diào)速器無法按設(shè)計(jì)的位置安裝問題的方法：一是改變由原設(shè)計(jì)的長700cm伸縮節(jié)為長380cm的伸縮節(jié)；二是變更原設(shè)計(jì)的等徑進(jìn)水彎管為變徑管道；三是調(diào)速器更換為高油壓式調(diào)速器，調(diào)速器安裝位置可以隨所需現(xiàn)場情況位移。

4 技改后效益

技改工程完成后，鐘靈壩后水電站建筑和機(jī)電設(shè)備完全達(dá)到新建電站水平，較改造前年新增發(fā)電量65.2%，年增發(fā)電收益66.9%，稅后利潤增長70.6%，在實(shí)現(xiàn)利潤增長的同時(shí)帶動(dòng)了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

鐘靈水庫肩負(fù)著我縣城鄉(xiāng)供水的重任，庫區(qū)生態(tài)成為關(guān)系全縣居民能用上放心水、安全水的關(guān)鍵。技改后電站高度重視生態(tài)庫區(qū)建設(shè)，在電站技改后，每年將10%紅利用于庫區(qū)生態(tài)綠化建設(shè)，進(jìn)一步提高城鄉(xiāng)飲用水水源質(zhì)量，讓城鄉(xiāng)居民能夠用上優(yōu)質(zhì)放心自來水。