王晓嘉

摘 要：水电站辅机系统对整个电站起到非常重要的作用，技术供水系统设计好坏会直接影响主机的运行情况。本文针对秘鲁HUANZA水电站的技术供水系统设计选型，如何合理选择适宜设计方案，并计算相关设备参数，最终选择适宜设备型号等方面进行阐述。

关键词：秘鲁HUANZA水电站；技术供水；设计方案；设备选型

中图分类号：TV735 文献标识码：A

1.工程项目概述

HUANZA水电项目位于秘鲁境内，装机容量为2× 47.88MW，水轮机型号为立式冲击式机组，其中主厂房发电机层高程：EL：3357.20，大坝区高程：EL：4200，电站辅助系统包含油气水等部分组成。

2.技术系统供水方案选定

通常技术供水方式有自流供水，水泵供水，混合供水，由于本电站机组类型为立式冲击式机组，尾水渠水位较低，尾水水位达不到取水要求，导致冷却水系统取水方式比较困难，不能采用从尾水渠取水供水方案，并且机组技术供水总用水量较大，因此在设计时根据电站具体情况充分考虑，并结合土建方面在厂房内配套压力钢管排水系统，压力钢管排水系统中配置消能阀及消能池，最终方案采用技术供水水池+水泵取水方案，具体在厂房配水环管层，两台机组中间位置底部开挖1个技术供水水池，单台机组配套两台长轴深井泵设备方案，分别在两台机组尾水渠中间预留300×300开孔与消防水池连通，这样可以保证在机组开机后，水源不断流入冷却水池，冷却水池的容量考虑机组停机后30h用水量，为了补充技术供水水池的用水量，压力钢管的排水系统管道也引入冷却水池，一旦技术供水水池水位降低至报警值后，水位传感器发送信号给中控，然后开启压力钢管的排水系统备用水源进行及时补充。

3.详细机组技术供水参数信息

（1）上导及推力轴承用水量：50m3/h。（2）发电机空冷器用水量：280m3/h。（3）下导轴承用水量：20m3/h。（4）水轮机水导轴承：13.5m3/h。（5）水轮机主轴密封：1.5m3/h。（6）调速器冷却器：4.5m3/h（业主技术要求中有特殊说明采用水冷式）。（7）技术供水压力：0.2MPa～0.3MPa。

4.技术供水方案计算及设备选型

水轮发电机技术供水来自于冷却水池，主要由长轴深井泵，自动反冲洗滤水器，阀门，管道及自动化原件等，其中冷却水的主要供水对象：（a）上导轴承及推力轴承；（b）下导轴承；（c）发电机空冷器；（d）水导轴承；（f）水轮机主轴密封；（g）调速器冷却器（业主技术文件有特殊要求）。

4.1 冷却水泵设备选型如下：

4.1.1 冷却水泵流量

计算公式：

实际流量计算

4.1.2 冷却水泵扬程

当水泵从冷却水池取水，排下游时

式中：HB-冷却水泵所需扬程（m水柱）；▽L-最高的冷却器（发电机上导）进水管口高程（m）；▽W-下游尾水位标高（m）；HL-冷却器进口水压（m水柱）；（以克服冷却器内部压降及排水管路的水力损失即可）；∑h1-水泵吸水管及管道的水力损失总和（m水柱）；V2/2g-排水管出口的流速水头损失（m水柱）。

最终水泵型号规格选择：长轴深井泵，型号为：350JC/K400-36，详细信息见表1。

4.2 滤水器设备选型

滤水器主要作用是清除水中悬浮物的常用装置，通常有固定式及回转式，针对水润滑导轴承和机组主轴密封用水对水质要求较高，需在管道上加装滤水器，考虑此业主技术要求及自动化程度要求较高，故采用全自动反冲洗滤水器，结合技术供水方案及相关原理图信息，技术供水系统共配置两台滤水器，互为备用模式进行操作，因此滤水器流量Q≥2QB=2×369.5=739m3/h，取管道流速为V=3m/s，计算得出滤水器通径大约为：

（3）

所以选用DJ≤DS=300mm，详细信息见表1所示的主要设备信息表。

4.3 阀门选择

水系统所用的阀门有闸门、截止阀、止回阀等，阀门选择及适用位置如下：（1）选用的阀门的公称压力，公称直径及使用范围应和所有主管，支管管道系统相适应。（2）管道系统中的上导轴承及推力轴承，下导轴承，空冷器，水导轴承，主轴密封等支管及主管水泵出口位置，滤水器进出口位置均配置闸阀和截止阀。（3）在水泵出口处装设止回阀。（4）在主管道位置还装设压力释放阀，主要是为了防止管道阻塞，水泵继续供水，导致整个管道系统压力过大而增设的安全阀。（5）阀门压力均可选用1.0MPa。

4.4 管道压力及材质选择

管道压力根据技术供水水泵最大压力0.36MPa进行配套选择，管道公称压力可以选用0.6MPa，总管道通径要求根据计算得出（选用V=3m/s）

发电机空冷器总管道通径为DJ≤DS=200mm。

相应支管与水轮发电机轴承，主轴密封管道的通径相配套。通常管径为DN150及以内用水，煤气钢管，管径超过150mm采用电焊钢管和无缝钢管。由于业主对管道材质有特殊要求，故按照业主的技术参数要求，配套不锈钢材质钢管，主管道DN300采用不锈钢无缝钢管。

4.5 主要设备信息表（表1）

5.技术供水系统描述

本电站技术供水水源取至地下技术供水水池，通过长轴深井泵进行供水，每台機组配套两台深井泵（主要考虑单机用水量较大进行考虑）及1台全自动反冲洗滤水器，技术供水水源过滤后，再由主管道分支供两台机组各轴承，空冷器，主轴密封用水，因技术供水好坏会直接影响机组瓦温及机组经济运行，故采用每台机组备用1台长轴深井泵，并在自动化程序设置为互为备用状况，一旦主水泵出现问题，后台监测到管道压力下降，及时发出信号启动备用水泵，为了防止管道系统及轴承内部泥沙堵塞情况，在技术供水主管道配置1台压力释放阀，同时设置动作压力值为0.5MPa，当管道压力达到动作值时，启动压力释放阀，并将动作报警信号传输至后台中控，与此同时为了防止技术供水水源缺少而导致供水不足及水泵烧坏情况出现，其中在技术供水水池中设置水位传感器，一旦监测到水位下降至安全限位时，发出报警，同时打开压力钢管消能阀进行补充水源，如果水位继续下降至下限值，为了防止水泵及机组运行，发出报警信号至后台，后台中控接收报警信号，发出停机指令，以保证水泵及机组安全。

综上所述，技术供水系统方式选定及水泵数量的选择，应根据设备投资费用，运行电耗及水泵室土建投资最省以及水泵的运行管理方便为原则，进行技术经济比较，择优选定。

参考文献

[1]胡山博.水电站技术供水系统设计探讨[J].工业，2016（7）：232-232.