大型水利工程技術(shù)供水系統(tǒng)優(yōu)化與改造探討與研究

魯健 倪春 張念龍

摘 要：大型水利工程技術(shù)供水系統(tǒng)是工程輔機設(shè)備中最重要的一環(huán)，關(guān)系到機組設(shè)備安全運行，其基本功能是利用水流熱交換，降低機組等設(shè)備溫度，一旦技術(shù)供水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，直接影響工程調(diào)度與運用效益的正常發(fā)揮。因此，大型水利工程技術(shù)供水的可靠性、高效性、穩(wěn)定性尤為重要，對此，文章主要舉例分析大型水利工程技術(shù)供水系統(tǒng)優(yōu)化與改造的可行性，促使設(shè)備設(shè)施運行可靠，保障效益正常發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：技術(shù)供水;供水系統(tǒng);風(fēng)冷機組;循環(huán)水池;熱交換

由于大型水利工程供水系統(tǒng)的設(shè)計與管理直接關(guān)系工程安全，現(xiàn)今，供水系統(tǒng)還面臨著一些問題，導(dǎo)致系統(tǒng)故障，嚴(yán)重時會導(dǎo)致機組效率低下、事故停機、燒毀等事故，所以，對于技術(shù)供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與改造提升尤為重要，加之后期人員管理措施的加強，監(jiān)控設(shè)備設(shè)施的完善，能夠保障工程正常運轉(zhuǎn)。

1. 大型水利工程供水系統(tǒng)安裝現(xiàn)狀

大型水利工程供水系統(tǒng)的主要功能一般而言是對主電機、齒輪箱、軸承等設(shè)備進(jìn)行冷卻用，保障設(shè)備運行溫度在合理區(qū)間，一旦設(shè)備內(nèi)部溫度過高，影響機械設(shè)備運轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時由于機組絕緣皮老化燒毀、機械設(shè)備熱脹冷縮作用等，引發(fā)電氣、機械設(shè)備燒毀等連帶事故。

年限較久的水利工程一般冷卻水系統(tǒng)采用下游取水方式，水草雜物及水生生物較多，易發(fā)生供水系統(tǒng)管道阻塞，致使供水母管水壓力達(dá)不到要求，機組冷卻不到位，危及機組安全運行，同時由于水溫波動大，造成冷卻效果不穩(wěn)定，嚴(yán)重時可能影響機組正常運行。

一般工程供水系統(tǒng)基本如下圖所示：從下游取水口引水，采取雙管口雙重保障設(shè)計，管口處設(shè)置圍網(wǎng)等簡易過濾裝置，經(jīng)過相連的管道、供水泵、濾水裝置，配送至廠區(qū)管網(wǎng)中，用過的水流直接排入河道。

2. 分析研究

對于上述現(xiàn)狀，最根本的問題便是冷卻水的質(zhì)量，水內(nèi)含有的水草、浮萍、生物、泥沙、雜物等都會是致使設(shè)備問題的根本原因，一般而言，現(xiàn)在的大型水利工程、大型水利工程一般配套設(shè)置管理樓，基本配備自來水，可以通過自來水，控制好水的質(zhì)量，但考慮經(jīng)濟性，還待商榷。

第二種研究方案便是水采取靜止水，與河道不參與、不相通，這便是內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，但內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)也需要冷卻，外面再加一道外循環(huán)，經(jīng)濟性是否可行？下面著重對著幾種思考思路進(jìn)行重點分析，以及提供改造的相關(guān)方案，因現(xiàn)行水利工程、水利工程結(jié)構(gòu)的不同，可參照相關(guān)方案，結(jié)合自身實際采取優(yōu)化與改造模式。

3. 技術(shù)對策優(yōu)化與改造建議

方案一：內(nèi)外雙循環(huán)技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計。中心思想是參與在機組、齒輪箱等重要設(shè)備的技術(shù)供水系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)循環(huán)，與河道不參與、不相同，在廠區(qū)內(nèi)部設(shè)置高位水箱，水箱中的水定期由自來水進(jìn)行更換。外循環(huán)仍采取固有模式，從河道引水，雙重保障，排入河道，其與內(nèi)循環(huán)相交處設(shè)置熱交換器，即內(nèi)循環(huán)給重要設(shè)備冷卻，外循環(huán)給內(nèi)循環(huán)冷卻，即使外循環(huán)出現(xiàn)管道阻塞等問題，也因高位水箱和內(nèi)循環(huán)封閉的特點不會對重要設(shè)備造成損害，期間可立即對外循環(huán)進(jìn)行檢查，排除故障后重新投運，基本滿足工程需要。

方案二：新型風(fēng)冷技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)中心原理是相當(dāng)于內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，外循環(huán)直接為風(fēng)冷機組，系統(tǒng)管道內(nèi)冷卻水封閉式強制循環(huán)，冷卻水循環(huán)流動的動力來自增壓管道泵，由主機泵冷卻器經(jīng)熱交換流出的熱水由增壓管道泵送至冷卻器，強降溫再次由管道進(jìn)入主機泵冷卻器，使熱量進(jìn)行封閉式循環(huán)。這種新結(jié)構(gòu)，大大增加了改造空間，可在增壓管道泵進(jìn)水口增加過濾裝置進(jìn)一步過濾水中雜質(zhì)，管路進(jìn)出水管上安裝的兩個減震接頭可最大限度地減少來自增壓管道泵等傳來的震動，設(shè)置自動放氣閥可及時排除內(nèi)部氣體，管道內(nèi)故障引起的缺水，也可通過高位膨脹水箱進(jìn)行補充。冬天，主機組停機時，可打開排水閥放盡循環(huán)水以避免由于氣溫下降等原因凍壞管道等元件。

4. 管理對策優(yōu)化與改造建議

我國大型水利工程在信息化的當(dāng)天，基本可做到無線覆蓋，這時，可適當(dāng)對供水系統(tǒng)增加警示系統(tǒng)，通過技術(shù)供水母管壓力的變化下限值，提前預(yù)測機組溫度的變化，采取對值班控制室、值班手機等緊急警告，提醒值班人員進(jìn)行現(xiàn)場處理，避免問題擴大。類似這種警示系統(tǒng)可應(yīng)用與機組運行各個層面，改造相對簡單，不僅僅是供水系統(tǒng)。

另外加強信息化設(shè)計，對于水利工程故障信號、停機信號等分級設(shè)置，全面掌握各參數(shù)上下限值，及時發(fā)生故障首先能最大限度切斷開關(guān)，保障設(shè)備完好，并采取緊急故障維修，恢復(fù)工程功能。

二是加強對輔機系統(tǒng)技術(shù)供水系統(tǒng)的檢查，可采取每月定期檢查、運行每日定期巡查等方式，維護設(shè)備完好，并采取雙套技術(shù)供水輪流運行，能夠及時檢查并發(fā)現(xiàn)問題故障，進(jìn)一步保障設(shè)備可靠性。

三是加強對管理人員的培訓(xùn)教育，認(rèn)真對工程重點部位及風(fēng)險點的安全措施進(jìn)行宣貫和演練，保障每一位值班人員能夠做到及時應(yīng)對，應(yīng)對有效。

此外，管理人員應(yīng)熟知整個供供水系統(tǒng)的工作原理和要點，熟練掌握每個操作的步驟，謹(jǐn)慎對待閘閥的關(guān)閉與開啟，重視每個參數(shù)指標(biāo)的變化，保障工程運行安全。

結(jié)束語：綜上所述，在大型水利工程工程中，供水系統(tǒng)尤為重要，它是整個輔機系統(tǒng)中的重點環(huán)節(jié)，牽一發(fā)而動全身，無論是設(shè)計、安裝、管理等各個層面出現(xiàn)問題，都影響工程安全運行。因此，各未動工、已建成的各個水利工程，應(yīng)以安全運行為綱，強化設(shè)備設(shè)施設(shè)計，落實施工安裝質(zhì)量，研究優(yōu)化提升措施，嚴(yán)格人員管理行為，為工程正常、安全、穩(wěn)定運行提供切實保障，確保工程效益得到有效發(fā)揮，從而推進(jìn)社會繁榮穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]《南水北調(diào)水利工程工程管理規(guī)程（試行）》NSBD 16-2012;

[2]《冷水機組能效限定值及能源效率等級》GB19577-2004。

（南水北調(diào)東線江蘇水源有限責(zé)任公司徐州分公司，江蘇 徐州221000）