符其寿, 刘 明

(兴鼎公司晴朗水电厂,四川 黑水 623500)

1 国内中高水头水电站技术供水的现状及存在问题

水电站各用水设备对技术供水的要求是:保证一定的水量、水压、良好的水质。为保证各冷却器(空气冷却器、油冷却器主轴密封)发挥良好的冷却润滑作用,必需有足够的水量。各类用水设备由于结构上的需要,要求通过冷却器的水压力不能太高,一般为 0.2～0.3 M P a。压力太高将损坏冷却器,造成漏水;压力太低,过流量不足,又会影响冷却效果。水电站开式技术供水是从天然河道里引水,但因河道里含有大量泥沙、杂质,会使设备管道堵塞,从而影响供水,水压及水量降低亦将影响冷却效果。

国内已建和在建的中高水头水电站选用混流式居多。机组技术供水采用坝前、钢管、蜗壳自流取水,经减压装置、水处理设备一次、二次拦污过滤以获得水压合格、水质较好、具有一定流量的冷却、润滑水提供电厂技术用水需要。

我国的河流大多为多泥沙河流,一到汛期,泥沙、树叶、杂草以及从上游漂浮来的生活垃圾、塑料纸袋堵塞取水口、进入管道系统,使供水系统水量减少、水压降低,直至各冷却器被严重堵塞,从而导致生产中的大量热量无法通过冷却水带走,轴承磨损加剧、电机绝缘老化、机组效率降低、严重威胁机组的安全、稳定运行。由于冷却水不畅、轴瓦温度升高至极限,定子线圈温升至发讯温度,机组被迫限负荷运行。由于水质不良而引起的技术供水系统堵塞已成为电站急需解决的问题。为电站寻找一个技术上可行、投资较少的清洁水源是非常重要和必须的。

2 寻求价廉、符合使用条件的新清洁水源

混流式机组推力轴承负载在机组带满负荷时轴向水推力占相当大的比例。为减小轴向水推力,制造厂在转轮上设置了减压板、开泄压孔,将转轮上的止漏环经减压后的漏水排向尾水;也有电站将该泄压水引作技术供水,但皆因该腔水压力及流量均随机组运转状况而变化。尤其是在高水头电站中其余压更高,压力变化幅度较大,其水压超过电站各用水设备的使用压力,同时,其流量亦随导叶开度及电站水头而变化。因此,一般不敢贸然使用。

通过顶盖将该泄压水取作技术供水能够解决其水质问题。一般混流式机组转轮止漏环间隙为1～2 m m,凡大于该间隙的漏水所带的杂质均不可能进入技术供水系统,因此,实际上止漏环成为一个可靠的水过滤器。但变化不定的水压及水量仍不能满足用水设备要求。通过近期投产的、设计水头为 361 m、最大水头为 391.7 m、装机容量为 3×60 M W的某电站的实施(图 1),较成功地解决了此问题。该水电站水轮机止漏环间隙为0.8～0.9 m m,顶盖采用 5×φ 80钢管取水。机组运转时高压水流冲动水机转轮,将能量传递给水轮机转轮并带动发电机转动发电,经转轮止漏环的漏水还有较大余压,该水压仍高于电站各冷却器的使用压力,若直接取用该压力水,将会损坏这些冷却器。为了达到减压的目的,以及对该水压随水轮机运转在各种不同工况有较大幅度变化情况,设计上将该压力水引入比水轮机安装高程高31～35 m的平压水池,利用水池与用水设备形成水压,以保证用水设备水压在 0.25 M P a左右,水池通过 φ 219钢管送至主机及主变各冷却器。同时,两台技术供水泵通过从厂外技术供水井获得的清洁水源(作开机时供水及机组在小开度时流量不足的补充)共同保证机组获得清洁、满足各冷却器使用压力、稳定、充足的冷却水。该系统在电站自动化设备及监控设备配合下能满足无人值班、少人值守的要求。

图 1 技术供水系统图

3 结 语

该系统的供水方式以较小的投资、较容易的技术手段,解决了困扰我国多年的多泥沙河流混流式机组供水的难题。在降低推力轴承轴向水推力的同时,对其所排出的泄压排水又得到了充分利用,从而保证了电站安全、满发,获得了更大的经济效益,投产后效果显著。愿科研、设计、制造单位为此作更细致的工作,为完善和推广顶盖取水、解决中高水头技术供水的难题作出更大贡献。