渠水朗江水電站增效擴容改造工程方案優(yōu)化

（湖南湘能電力股份有限公司，湖南 長沙 410000）

渠水朗江水電站增效擴容改造工程方案優(yōu)化

袁 斌

（湖南湘能電力股份有限公司，湖南 長沙 410000）

為充分利用水能資源，響應(yīng)國家倡導(dǎo)的增效擴容的號召，朗江電站進行了增效擴容改造，作者對初步設(shè)計報告進行了優(yōu)化論證，提出了優(yōu)化方案，可供類似工程的建設(shè)者借鑒。

渠水朗水電站；增效擴容；方案優(yōu)化

一、工程概況

朗江水電站工程位于湖南省會同縣渠水下游朗江鎮(zhèn)，以發(fā)電為主、兼有航運、公路交通等綜合效益。總庫容8700萬m3，為日調(diào)節(jié)水庫，電站總裝機容量22.5MW。該工程于1990年10月動工興建，1993年5月第一臺機發(fā)電，1996年竣工。

該電站已投運20多年，機電設(shè)備老化嚴重，部分已成為淘汰產(chǎn)品，備品備件困難，若不進行更新改造，朗江水電站將面臨廢棄的危險，即使解決了防汛問題，設(shè)備安全高效運行也沒有保障。為此，為充分利用水能資源，響應(yīng)國家倡導(dǎo)的增效擴容的號召，公司于2012年向政府相關(guān)部門申報了《朗江水電站增效擴容改造》項目并委托懷化水利電力勘測設(shè)計研究院對朗江電站進行增效擴容改造設(shè)計。

二、增效擴容工程改造技術(shù)方案優(yōu)化

下面結(jié)合設(shè)計院初步設(shè)計論證的成果及本人的補充意見一并將主要增效擴容項目分錄如下：

1水工建筑工程的改造

1.1 廠房防洪工程改造

將原高程250.52m的廠區(qū)防洪墻、廠房尾水防洪墻、廠房左側(cè)局部防洪墻加高到高程為254.6m的防洪擋水墻，基本滿足原設(shè)計300年一遇的防洪標準。

1.2 溢流壩下游導(dǎo)流墻加高改造

將原高程248m的導(dǎo)流墻加高至251m，滿足導(dǎo)流墻高程高于尾水水位高程的要求。

1.3 尾水閘墩加高改造

將原高程243.386m的尾水閘墩加高至251m，滿足尾水閘門的運行要求。

1.4 廠房伸縮縫防滲處理

廠房3#機上游左上角，機組與安裝間，機組與機組間有滲漏水，需作防滲處理。

1.5 砼重力壩防滲、胸墻堵漏及廠房頂防滲處理

因重力壩、胸墻及廠房頂滲漏嚴重，致使廠房相當潮濕，設(shè)備運行環(huán)境十分惡劣，必須進行重力壩、胸墻堵漏及廠房頂防滲處理。

1.6 弧門檢修門槽二期砼灌漿處理

弧門檢修門槽二期砼，由于施工澆筑不規(guī)范，致使門槽預(yù)埋件基本呈現(xiàn)全裸狀態(tài)，如不進行灌漿處理，可能會導(dǎo)致預(yù)埋件脫落、檢修門落閘后漏水嚴重等問題，需進行灌漿處理。

1.7 大壩觀察設(shè)施更新改造

大壩觀測設(shè)施已廢棄多年，本次改造應(yīng)恢復(fù)大壩觀測基準點，對壩軸線重新進行復(fù)核定位，同時購置觀測儀器。

2水力機械及發(fā)電設(shè)備工程

2.1 水輪機更新改造

原來兩臺ZZ560-LH-275及一臺ZD560-LH-275水輪機，更換效率更高、過流量更大的兩臺ZZ660-LH-275及一臺ZD660-LH-275水輪機，同時更換3臺機的頂蓋及相應(yīng)的附屬設(shè)施。改造后的水輪機效率在12.5m的設(shè)計水頭下效率可提高10個百分點。

2.2 發(fā)電機更新改造

發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子不需更換。但發(fā)電機空氣冷卻器及各導(dǎo)瓦冷卻器已超過使用年限，堵塞和漏水嚴重，需更換；原有金屬推力瓦需更換為塑料瓦；發(fā)電機定子進行全部清洗。

2.3 調(diào)速器更新改造

三臺機的接力器密封損壞，漏油嚴重，必須更換。

2.4 勵磁更新改造

三套勵磁裝置的勵磁主回路老化嚴重，保護由于元件損壞已退出，可靠性、穩(wěn)定性、速動性差，必須更換。

2.5 基礎(chǔ)自動化元件更新改造

基礎(chǔ)自動化元件使用年限久，絕大部分已老化，導(dǎo)致監(jiān)測不準確、動作不可靠，必須全部更換。

2.6 機組技術(shù)供水更新改造

尾水水位提高后，原自流供水系統(tǒng)不能滿足水壓要求，必須新增4臺流量270m3/h、揚程27.5m、功率45kW的離心水泵作為技術(shù)供水泵并增加相應(yīng)的管路、閥門、控制柜。

2.7 排水泵更新改造

排水系統(tǒng)分廠內(nèi)（檢修和滲漏合一）、廠區(qū)排水兩部分，尾水位提高后，滲漏水量將增加，須增大排水功率。原廠內(nèi)3臺額定排水流量為122-204m3/h的深井泵需更換成220-264m3/h型深井泵。廠區(qū)3臺排水泵更換成流量為300m3/h、揚程20m的離心泵。

2.8 氣系統(tǒng)更新改造

高、低壓氣機已超過使用年限，設(shè)備軸承及軸承座、傳動軸磨損嚴重，必須更換。

2.9 油、水、氣系統(tǒng)管道及閥門更新改造

油、水、汽系統(tǒng)管道“三漏”和結(jié)垢嚴重，閥門操作不靈，應(yīng)予全部更換。

2.10 水力監(jiān)測系統(tǒng)更新改造

現(xiàn)水力監(jiān)測系統(tǒng)已廢棄多年，需恢復(fù)以利機組監(jiān)測及試驗。

3電氣一次部分

電氣主接線維持原方式不變。取消原10kV電壓等級的配電裝置，有關(guān)電氣設(shè)備仍按與目前發(fā)電機容量相配套選擇。

3.1110 kV、35kV開關(guān)站設(shè)備絕緣老化，無備品，同時又不能滿足“五防”要求，必須全部進行更換。

3.2 6.3kV開關(guān)柜絕緣老化，不能滿足“五防”要求、無備品，必須全部進行更換。

3.3 現(xiàn)有兩臺主變分別為SFS8-20000和SF10-10000，盡管空載損耗比目前最新節(jié)能變壓器SS11-16000、S11-8000的要大12kW，但折算后負載損耗要少21kW。考慮現(xiàn)有兩臺主變才使用20年，綜合損耗比最新節(jié)能變壓器還小，安全系數(shù)也更大，并與發(fā)電機容量相配套具有更大的負荷輸出能力，現(xiàn)有兩臺主變不更換；但是二臺主變存在密封老化，漏油嚴重、氣囊呼吸功能異常等問題，必須進行檢修，同時將橡膠式油枕更換為金屬波紋管油枕。

3.4 目前，6.3kV高壓室到發(fā)電機、主變的連接為裸露鋁排。為防小動物及便于室內(nèi)外的封堵，吸取96年“7.17”事故教訓(xùn)（當時裸露鋁排短路，失去廠用電，排水泵無法工作），發(fā)電機出線到高壓室鋁排母線外包熱塑套管，高壓室到主變壓器鋁排更換成防火型銅芯電纜。

3.5 全廠動力電纜絕緣老化，必須全部進行更換。

3.6 因原電纜橋架因銹蝕嚴重，部分已處于快斷落狀態(tài)，需對電纜橋架進行全部更換。

3.7 廠用電系統(tǒng)改造

現(xiàn)有低壓配電裝置采用PGL型固定式低壓配電柜，采用熔斷器保護，柜內(nèi)設(shè)備均屬淘汰產(chǎn)品，不能滿足“五防”要求。廠用變壓器為兩臺S9-200油浸式變壓器。供、排水系統(tǒng)改造后，廠用負荷增大，原廠用電系統(tǒng)容量不夠。因此，將低壓饋電屏PGL更換成抽屜式低壓開關(guān)柜；廠用變更換成兩臺400kVA的干式變壓器、電力電纜更換成容量較大型。

為提高防洪保安電源的可靠性和獨立性，添置一臺200kW柴油發(fā)電機。

3.8 照明系統(tǒng)改造

現(xiàn)有廠房照明存在線路凌亂，布置不合理，光度不夠和電纜絕緣低等問題，必須對燈具和線路進行全部改造。

4電氣二次部分

4.1 電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)已使用12年，元件老化，模塊插件經(jīng)常燒壞，工控機經(jīng)常死機，可靠性已很差，必須改造。

4.2 蓄電池早已超過使用年限，現(xiàn)容量不到額定容量的三分之二，浮充裝置設(shè)備早已超過使用年限，無備品。蓄電池和浮充裝置必須更換；

4.3 為適應(yīng)電監(jiān)辦要求及調(diào)度管理需要，新增光纖通訊系統(tǒng)。

4.4 全站繼電保護裝置使用年限已久，元件老化嚴重，可靠性差，必須全部更換。

4.5 新增工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。

4.6 電流互感器、電壓互感器的二次電纜截面積不適應(yīng)保護、計量的新要求，必須更換。

4.7 新增水情測報系統(tǒng)，以提高水能利用和防汛安全。

4.8 完善消防及報警設(shè)施。

對原消防設(shè)施進行改造、更換，以適應(yīng)消防要求，同時新增火災(zāi)報警系統(tǒng)。

4.9 新增通風(fēng)系統(tǒng)。尾水水位上升至250m高程后，廠房滲水量將增加，廠房發(fā)電機層以下潮濕和結(jié)露將更嚴重，必須新增通風(fēng)系統(tǒng)，以利設(shè)備的安全運行。

5金屬結(jié)構(gòu)

5.1 啟閉機大修

弧門啟閉機和進水口工作門啟閉機自投運以來，未對設(shè)備進行過大修。按照運行設(shè)管理規(guī)定，改造時應(yīng)對弧門啟閉機和進水口工作門啟閉機進行大修，同時起吊鋼絲繩更換為不銹鋼鋼絲繩。

5.2 閘門噴鋅防腐及止漏處理

對所有閘門進行噴鋅防腐處理，更換已老化的止水橡皮。

5.3 弧門檢修門移動啟閉機更換

弧門檢修門移動啟閉機采用兩臺電動葫蘆配備拉桿操作。上、下啟閉門和移動過程中難以同步，無滑動導(dǎo)線，臨時拉線，操作困難，存在較大嚴重安全隱患，應(yīng)予更換。

5.4 尾水閘門及啟閉機更新

尾水水位抬高后，尾水閘門的主、次梁的計算應(yīng)力超出規(guī)范要求，必須更換閘門及啟閉機。由于門槽更換困難，保留原門槽不變。。

5.5 為了提高攔污和清污能力，對進水口欄污排進行大修，更換清污機。

三、方案評價

初步估算完成項目需投資4513.57萬元，其中土建工程576.68萬元，機電設(shè)備工程為2758.10萬元，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備工程及為175.51萬元，臨時工程為119.70萬元，其他費用為617.2萬元，預(yù)備費204.21萬元，利息62.16萬元。估算投資比初步設(shè)計概算減少1037萬元，減少的主要原因是發(fā)電機及變壓器在保證增效和安全的條件下，沒有大拆大換，從而實現(xiàn)在增效、安全的基礎(chǔ)上投資的優(yōu)化。在增效擴容改造工程的具體實施過程中，還要堅持實事求是、節(jié)約辦企業(yè)的精神，使優(yōu)化工作得到更進一步提升。

[1]陳卓英，黃智敏，鐘勇明，等.紅橋水電站增效擴容改造工程堰型優(yōu)化試驗研究[J].廣東水利水電，2013（10）.

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