大型水利工程技術供水系統優化與改造探討與研究

魯健 倪春 張念龍

摘 要：大型水利工程技術供水系統是工程輔機設備中最重要的一環，關系到機組設備安全運行，其基本功能是利用水流熱交換，降低機組等設備溫度，一旦技術供水系統出現問題，直接影響工程調度與運用效益的正常發揮。因此，大型水利工程技術供水的可靠性、高效性、穩定性尤為重要，對此，文章主要舉例分析大型水利工程技術供水系統優化與改造的可行性，促使設備設施運行可靠，保障效益正常發揮。

關鍵詞：技術供水;供水系統;風冷機組;循環水池;熱交換

由于大型水利工程供水系統的設計與管理直接關系工程安全，現今，供水系統還面臨著一些問題，導致系統故障，嚴重時會導致機組效率低下、事故停機、燒毀等事故，所以，對于技術供水系統優化設計與改造提升尤為重要，加之后期人員管理措施的加強，監控設備設施的完善，能夠保障工程正常運轉。

1. 大型水利工程供水系統安裝現狀

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

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

一般工程供水系統基本如下圖所示：從下游取水口引水，采取雙管口雙重保障設計，管口處設置圍網等簡易過濾裝置，經過相連的管道、供水泵、濾水裝置，配送至廠區管網中，用過的水流直接排入河道。

2. 分析研究

對于上述現狀，最根本的問題便是冷卻水的質量，水內含有的水草、浮萍、生物、泥沙、雜物等都會是致使設備問題的根本原因，一般而言，現在的大型水利工程、大型水利工程一般配套設置管理樓，基本配備自來水，可以通過自來水，控制好水的質量，但考慮經濟性，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，這便是內循環系統，但內循環系統也需要冷卻，外面再加一道外循環，經濟性是否可行？下面著重對著幾種思考思路進行重點分析，以及提供改造的相關方案，因現行水利工程、水利工程結構的不同，可參照相關方案，結合自身實際采取優化與改造模式。

3. 技術對策優化與改造建議

方案一：內外雙循環技術供水系統設計。中心思想是參與在機組、齒輪箱等重要設備的技術供水系統構成內循環，與河道不參與、不相同，在廠區內部設置高位水箱，水箱中的水定期由自來水進行更換。外循環仍采取固有模式，從河道引水，雙重保障，排入河道，其與內循環相交處設置熱交換器，即內循環給重要設備冷卻，外循環給內循環冷卻，即使外循環出現管道阻塞等問題，也因高位水箱和內循環封閉的特點不會對重要設備造成損害，期間可立即對外循環進行檢查，排除故障后重新投運，基本滿足工程需要。

方案二：新型風冷技術供水系統設計。該系統中心原理是相當于內循環系統，外循環直接為風冷機組，系統管道內冷卻水封閉式強制循環，冷卻水循環流動的動力來自增壓管道泵，由主機泵冷卻器經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入主機泵冷卻器，使熱量進行封閉式循環。這種新結構，大大增加了改造空間，可在增壓管道泵進水口增加過濾裝置進一步過濾水中雜質，管路進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，設置自動放氣閥可及時排除內部氣體，管道內故障引起的缺水，也可通過高位膨脹水箱進行補充。冬天，主機組停機時，可打開排水閥放盡循環水以避免由于氣溫下降等原因凍壞管道等元件。

4. 管理對策優化與改造建議

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

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

二是加強對輔機系統技術供水系統的檢查，可采取每月定期檢查、運行每日定期巡查等方式，維護設備完好，并采取雙套技術供水輪流運行，能夠及時檢查并發現問題故障，進一步保障設備可靠性。

三是加強對管理人員的培訓教育，認真對工程重點部位及風險點的安全措施進行宣貫和演練，保障每一位值班人員能夠做到及時應對，應對有效。

此外，管理人員應熟知整個供供水系統的工作原理和要點，熟練掌握每個操作的步驟，謹慎對待閘閥的關閉與開啟，重視每個參數指標的變化，保障工程運行安全。

結束語：綜上所述，在大型水利工程工程中，供水系統尤為重要，它是整個輔機系統中的重點環節，牽一發而動全身，無論是設計、安裝、管理等各個層面出現問題，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，應以安全運行為綱，強化設備設施設計，落實施工安裝質量，研究優化提升措施，嚴格人員管理行為，為工程正常、安全、穩定運行提供切實保障，確保工程效益得到有效發揮，從而推進社會繁榮穩定。

參考文獻：

[1]《南水北調水利工程工程管理規程（試行）》NSBD 16-2012;

[2]《冷水機組能效限定值及能源效率等級》GB19577-2004。

（南水北調東線江蘇水源有限責任公司徐州分公司，江蘇 徐州221000）