小峰水電站增效擴(kuò)容改造

陳榮蓮(小峰水庫管理處，廣西防城港538021)

小峰水電站增效擴(kuò)容改造

陳榮蓮
(小峰水庫管理處，廣西防城港538021)

摘要:小峰水電站增效擴(kuò)容改造的主要任務(wù)是對電站附屬設(shè)施的土建和機(jī)電設(shè)備等進(jìn)行改造，以最經(jīng)濟(jì)手段達(dá)到技改目標(biāo)。通過機(jī)組改造，提高水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的效率，從而提高發(fā)電量，提高發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對電站的安全運(yùn)行、流域水能資源的充分利用、促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展也是十分有利的。表2個(gè)。

關(guān)鍵詞:水電站;增效擴(kuò)容;改造方案

1　概述

小峰水電站壩址位于廣西防城港市防城區(qū)扶隆鄉(xiāng)龍?zhí)洞?，?座以灌溉為主，結(jié)合發(fā)電等綜合利用的水利工程。工程由輸水建筑、壓力鋼管、壩后水電站廠房、升壓站及尾水渠等建筑物組成，水電站廠房內(nèi)裝有臥式混流式機(jī)組(2×800 kW)，總引水量為6.8 m3/s。

小峰水電站于1982年建成投產(chǎn)發(fā)電，利用下泄灌溉流量及豐水期多余的棄水進(jìn)行發(fā)電。

(1)現(xiàn)有電站由于廠房尾水渠段較短，尾水出口順直區(qū)段僅2 m多，尾水出流不順暢，導(dǎo)致回水雍高。電站尾水段與灌溉引水渠連接段設(shè)計(jì)時(shí)沒有設(shè)置檢修閘，每次檢修時(shí)都需要使用麻袋裝土進(jìn)行封堵，消耗人力物力，增加停機(jī)時(shí)間，造成電量損失。

(2)廠房下游擋墻滲漏嚴(yán)重，整面墻體均有不同程度起泡、長青苔，水輪機(jī)層左側(cè)滲漏較大，裝飾面已整體外翹;主機(jī)間地面(靠近下游墻側(cè))積水嚴(yán)重，影響運(yùn)行。

(3)主壩建成后，受水庫水位影響，左岸山坡的殘坡積層、全風(fēng)化層巖體內(nèi)的軟弱面和富水體均接受庫水位補(bǔ)給，發(fā)生滲漏，長期滲流潛蝕左岸山坡，并流入左岸山坡下游的廠房集水井。水輪機(jī)的集水井經(jīng)常水滿為患，多臺抽水機(jī)要連續(xù)不斷的抽水排水。如遇到多雨季節(jié)，注入集水井的滲水量增大，威脅著廠房的安全運(yùn)行。

(4)電站水輪發(fā)電機(jī)組老化，水輪機(jī)漏水嚴(yán)重，機(jī)組運(yùn)行范圍偏離實(shí)際水頭，勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備陳舊，機(jī)組效率低;加上配電設(shè)備陳舊，損耗較大，存在嚴(yán)重的安全隱患，在很大程度上影響了電站的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也增加了維護(hù)人員的工作量及勞動(dòng)強(qiáng)度。為了配合升壓站電氣設(shè)備的改造，升壓站的電纜溝需加寬加長。

(5)由于電站建設(shè)投產(chǎn)較早(1982年建成運(yùn)行)，水輪機(jī)變速器、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、各種基礎(chǔ)自動(dòng)化元件、電氣設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備等受當(dāng)時(shí)制造工藝和技術(shù)水平的限制，導(dǎo)致綜合自動(dòng)化水平很低，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今水電站“無人值班(少人值守)”運(yùn)行管理方式的要求，跟不上國內(nèi)水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的步伐。

2　增效擴(kuò)容改造

水電站增效擴(kuò)容改造主要分為廠房、升壓站、集水井排水系統(tǒng)以及廠房尾水渠改造。

2.1廠房中控層新建隔墻及下游擋墻防滲改造

為了改善運(yùn)行人員的工作環(huán)境及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，本次在廠房中控層中間新增一堵隔墻，采用MU10頁巖燒結(jié)多孔磚砌筑，墻厚240 mm，并配有1扇2 m×2 m鋁合金窗及1扇0.9 m×2.1 m鋁合金門。

廠房下游擋墻防滲處理:將原有擋墻外側(cè)墻體進(jìn)行鑿毛、清洗處理，涂防水材料封閉，再澆筑200 mm厚C25鋼筋混凝土。

2.2廠房尾水渠的改造

疏通下游尾水出口段，沿尾水出流方向開挖1條新的尾水渠，底寬4.5 m，長約59.7 m。

渠0 +005.70～0 +010.00為渠道進(jìn)口喇叭段，長4.3 m，側(cè)墻為C15埋石混凝土重力式擋墻，頂寬0.6 m，迎水面豎直，墻背坡比1∶0.4，底板采用200 mm厚C20混凝土。

渠0 +010.00～0 + 061.80為渠道順直段，長51.8 m，側(cè)墻為C15埋石混凝土重力式擋墻，頂寬0.4 m，迎水面豎直，墻背坡比1∶0.4，底板采用200 mm厚C20混凝土。

渠0 + 061.8～0 + 065.40為渠道出口段，長3.6 m，側(cè)墻為C15埋石混凝土重力式擋墻，頂寬0.4 m，迎水面豎直，墻背坡比1∶0.4，底板采用200 mm厚C20混凝土。

在廠房尾水渠順直段末端設(shè)置廠房尾水渠出口檢修閘門，閘門型式選擇4.5 m×2.7 m平面定輪鋼閘門，啟閉機(jī)選擇2×80 kN固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)。

封堵原廠房尾水與廠房右側(cè)渠道的聯(lián)通段，封堵堤長8 m，堤頂寬0.6 m，坡比1∶0.5，采用C15埋石混凝土(埋石率20%)。

2.3升壓站土建改造

拆除升壓站原有電纜溝(0.4 m×0.4 m) 30 m長，新建電纜溝長36 m，內(nèi)寬0.6 m，深0.6 m。同時(shí)，拆除升壓站內(nèi)原有舊電桿14根，架設(shè)10根新電桿，其中φ300電桿架設(shè)(h =9 m) 4根，φ300電桿架設(shè)(h =6 m) 2根，φ300電桿架設(shè)(h =4.5 m) 4根。

2.4集水井排水系統(tǒng)改造

為避免集水井處的深水泵24 h頻繁啟動(dòng)作業(yè)，本次集水井排水系統(tǒng)改造方案考慮自排，即從集水井井底143.20 m高程處鋪設(shè)1條自排管，引水至下游的溢洪道處。鋪管路從樁號排0 + 000.00～0 + 140.00，全長140 m，控制出口高程為142.6 m。自排管選擇預(yù)制DN500鋼筋混凝土管，采用承插口鋼筋混凝土管，管底鋪墊100 mm厚細(xì)沙。為避免水庫泄洪時(shí)洪水從溢洪道流回集水井，在排水管出口附近設(shè)置1個(gè)檢修井，井深7.2 m，井內(nèi)配1個(gè)DN500長柄蝶閥，采用DN500鋼管與預(yù)制混凝土管銜接。

2.5水輪發(fā)電機(jī)組改造

保證尾水流道與電站一致，水輪機(jī)埋件基礎(chǔ)與原有電站盡量一致，并具有可改性。水輪機(jī)直徑選擇與原機(jī)型直徑一致，直徑為71 cm。為了更好利用現(xiàn)電站流道及蝸輪，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪選用原有的混流式轉(zhuǎn)輪，適合此水頭段的轉(zhuǎn)輪型號為HL268 (見表1)。

發(fā)電機(jī)組更換為全新發(fā)電機(jī)組，采用二支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，采用水冷卻系統(tǒng)(見表2)。

表2　發(fā)電機(jī)改造前后參數(shù)對比

由上表可知，更換水輪發(fā)電機(jī)組后，水輪機(jī)效率提高了6%，發(fā)電機(jī)效率提高了4%。

2.6電氣工程改造

2.6.1主變壓器改造

變壓器改造是拆除現(xiàn)有主變，更換成1臺型號為S11—2000/35的節(jié)能型油浸式電力變壓器。該變壓器特性參數(shù)如下:容量2 000 kVA，無載調(diào)壓，銅芯，自冷式，聯(lián)接組標(biāo)號Y，d11，高壓側(cè)電壓38.5±2×2.5% kV，低壓側(cè)電壓6.3 kV，空載損耗2.18 kW，阻抗電壓6.5%。改造更新的變壓器為低損耗型產(chǎn)品，符合國家節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)及電站安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行需求。

2.6.235 kV高壓設(shè)備改造

改造方案是拆除現(xiàn)有35 kV高壓設(shè)備，更換為符合計(jì)算機(jī)監(jiān)控要求的新型高壓設(shè)備:斷路器采用ZW7—40.5/T型真空斷路器(外置LZZW1—35Q電流互感器)，隔離開關(guān)采用GW5—40.5D型，電壓互感器采用JDJJ2—35型，避雷器采用HY5WZ1—51/134型，熔斷器采用RW5—35及RW10—35型，拆除傾斜、開裂、鋼筋裸露以及廢棄的電桿。

2.6.3發(fā)電機(jī)電壓設(shè)備改造

拆除現(xiàn)有6.3高壓開關(guān)柜，更換為柜體外形尺寸及安裝檢修方式比較符合電站現(xiàn)場實(shí)際條件的XGN2—12系列戶內(nèi)全封閉固定高壓開關(guān)柜，柜內(nèi)配置開斷能力高的VBG—12型高壓真空斷路器、LZZBJ18—10型戶內(nèi)全封閉支柱式電流互感器及JDZX18—6型全封閉單相戶內(nèi)電壓互感器。

2.6.4電纜改造

為保證電站各大系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，本次改造擬將高低壓動(dòng)力電纜更換為阻燃型YJV系列銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，控制電纜更換為KVVP系列銅芯聚氯乙烯絕緣帶屏蔽銅芯電纜。

2.6.5綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造

拆除原有機(jī)旁自動(dòng)屏、中央音響信號屏及控制臺等，將電站控制系統(tǒng)改造由可編程控制器(PLC)為主設(shè)備構(gòu)成的分層分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，它可滿足“無人值班(少人值守)”的自動(dòng)化調(diào)度要求。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要由操作員工作站、打印機(jī)、現(xiàn)地控制單元(LCU)、通訊管理裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置、交流量采集單元、GPS對時(shí)裝置及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成?？刂葡到y(tǒng)主控級與現(xiàn)地控制之間通過電站局域網(wǎng)進(jìn)行通信，其他自動(dòng)化設(shè)備通過通訊管理裝置與控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和處理。

3　結(jié)語

小峰水電站增效擴(kuò)容改造工程實(shí)施后，消除了電站運(yùn)行安全隱患，提高了生產(chǎn)效率。電站裝機(jī)容量由原來的2×500 kW增加到2×800 kW，水輪機(jī)性能有所提高，發(fā)電效率也隨著提高;再通過合理調(diào)度電站運(yùn)行方式，減少電站設(shè)備檢修的時(shí)間，提高了綜合能效和安全性能，增加了發(fā)電能力，可增加發(fā)電量116萬kW·h;按上網(wǎng)電價(jià)0.29元/ kW·h計(jì)算得因發(fā)電量增加而增加的收益為33.56萬元。通過自動(dòng)化系統(tǒng)改造，做到“無人值班(少人值守)”自動(dòng)化調(diào)度，減少運(yùn)行人員，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效，為實(shí)現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)做出了貢獻(xiàn)。

責(zé)任編輯吳昊

作者簡介:陳榮蓮(1976－)，女，工程師，主要從事水利工程管理工作。E_ mail: 2853910100@ qq.com

收稿日期:2015－12－09