五一橋水電站機組頂蓋取水技改方案的技術經濟分析

李 小 川， 王 曉 東， 劉 成 榮

(1．四川圣達水電開發有限公司，四川成都 610041;2．四川中鐵能源五一橋水電有限公司，四川九龍 626200)

1 概述

五一橋水電站位于四川省甘孜州九龍縣境內，是九龍河規劃“一庫五級”開發方案中的第二個梯級電站。電站采用引水式開發，閘址位于九龍縣乃渠鄉爛碉溝上游約400m處，廠址位于水打壩村通富橋上游九龍河右岸漫灘，閘、廠址相距約16．5km。電站安裝三臺單機容量為44MW的立軸混流式水輪發電機組(總裝機容量為132 MW)，單機額定流量為 24．24m3/s，額定水頭202．5m，年平均發電量 6．307 億 kW·h，年利用小時數為4730h，三臺機組相繼于2008年11月投運。

原機組技術供水系統設計只有一個取水水源，采用自循環系統取水，設計方案為350RJC400長軸深井供水泵四臺，三用一備。汛期，由于自循環水泵長期運行，導致電機接線端子和泵體溫度偏高(最高達86℃)，水泵故障將造成機組事故停機，從而給電站機組的安全、經濟、穩定運行帶來較大的隱患。

表1 增設水源兩套方案技術經濟分析表

2 機組頂蓋取水技改方案的技術經濟分析

根據其它同類型水電站(石棉松林河大金坪電站、洪一電站)技術供水系統技術改造經驗，結合五一橋水電站技術供水系統現狀，筆者認為增設一套機組頂蓋取水供水系統較為合適。筆者對機組頂蓋取水技改方案和相鄰水源取水方案進行了技術經濟分析(表1)。

2．1 技術經濟分析

表2 采取頂蓋取水方案后節能降耗表

根據技術經濟比較后認為，采用頂蓋取水方案更為經濟、可靠，可操作性更強且能確保電站具備黑啟動條件，安全性能更高。

2．2 廠用電比較分析

根據廠用電比較分析，采用頂蓋取水方案將節約大量的廠用電(158．112萬kW·h/a)，從而大大節能降耗(表2)。

2．3 頂蓋取水可行性分析

(1)水質:頂蓋取水水源先經過頂蓋上止漏環過濾(上止漏環單邊間隙為1～1．2mm)后再排出，較濾水器 (過濾精度為4mm)水質好，可確保機組長期穩定運行。

(2)水壓:五一橋電站額定水頭Hr=202．5 m，流量Qp=24．24m3/s，頂蓋與轉輪密封間隙δ1=1．9mm，轉輪與密封環間隙 δ2=1．1mm，頂蓋有壓排水壓力(現約為0．14MPa)將隨著密封環磨損量增加而增大，初步分析能滿足機組冷卻系統水壓要求。

(3)水溫:九龍河流域河水水溫常年較低，最低時約為7℃，最高時約為12℃，水溫低對降低軸承溫度有較大作用。

根據上述分析可知，采用頂蓋取水方案較相鄰水源取水方案經濟、安全、可行。

3 頂蓋取水方案的設計

3．1 總體方案

將三臺機組頂蓋有壓排水管(DN150mm)分別接入水輪機層技術供水各自供排總管(DN250 mm)，設計原則為不得增高機組頂蓋處的水壓力，且滿足在不向機組供冷卻水時可自流排向尾水，具體設計情況見圖1。

圖1 五一橋水電站技術供水頂蓋取水示意圖

3．2 管道設計

3．2．1 機組用水量

空氣冷卻器用水量:230m3/h。

發電機上導、推力軸承油冷卻器用水量:80 m3/h。

發電機下導軸承油冷卻器用水量:20m3/h。

水輪機導軸承用水量:30m3/h。

單機總用水量:Q=360m3/h。

3．2．2 管路設計

因頂蓋取水后采用單元供水方式，故不存在重新增設管路計算問題?？紤]到在單臺機頂蓋有壓排水管增設蝶閥，在蝶閥前端增設三通并與單機排水總管相連，在蝶閥后端增設三通并與單機供水總管相連，可利用技術供水泵定期進行反沖。

4 結語

五一橋水電站機組技術供水系統采用頂蓋取水技改方案，既解決了電站汛期安全穩定運行問題，又使頂蓋的排水變廢為寶，每年可為電站節能增效，減少廠用電158．112萬kW·h，提高電站經濟效益約34．78萬元。具有運行安全、操作簡單、節能(節約廠用電)降耗等優點，亦為電站實行“無人值班，少人值守”管理打下了堅實的基礎。