桃源水电站技术供水系统备用取水口改造

桃源水电站技术供水系统备用取水口改造

谢海涛1席洪军2

中国水电顾问集团桃源水电厂湖南桃源415700

摘要：桃源水电站技术供水系统，有2组技术供水泵，每组2台，相互备用。每台技术供水泵有一个单独的取水口，取水口布置在上游闸墩上30.2m高程。汛期到来，上游浮渣增多，经常堵塞取水口，造成技术供水泵进水量不足，影响技术供水系统运行。为了保证汛期的安全运行，需要增加备用取水口。

关键词：桃源水电站；技术供水系统；备用取水口；反冲洗；技改

1、技术供水系统概况

桃源水电站技术供水系统设置2组技术供水泵，每组2台，共计4台技术供水泵，每台技术供水泵前布置了一台滤水器，水泵都有单独取水口，技术供水系统取水口布置在上游闸墩上，高程30.2m。#1、#2技术供水泵布置在30.8m层副厂房#1机组段，#3、#4技术供水泵布置在30.8m层副厂房7#机组段，出水管分别接至技术供水总管（DN200mm）。

桃源水电站技术供水系统主要供水对象，9台机主轴密封润滑水（27m3/h），3台主变压器冷却水（120m3/h），其它公用设备用水（15m3/h）。全厂9台机组同时运行时，技术供水系统用水总量为约162m3/h。

技术供水系统主要设备参数：

水泵型号：卧式离心泵WDS150-400

流量：200m3/h扬程：40米电机功率：37KW

生产厂家：南京蓝深集团股份有限公司

2、桃源水电站技术供水系统存在的问题及影响

桃源水电站技术供水系统取水口布置在上游闸墩上，高程30.2m，每到汛期来临上游的浮渣增多，树枝、杂草、塑料、渔网等杂物经常堵塞取水口。用消防水系统反冲洗取水口，由于消防压力偏低，反冲洗效果不明显，造成技术供水泵进水量不足，技术供水管路内形城负压，导致技术供水系统出现以下问题：

2.1技术供水水泵进水口橡胶软连接吸瘪，加速橡胶软接头损坏，橡胶接头出现裂纹，造成漏水，严重影响设备运行安全；

2.2水泵振动增大，运行声音增大，水泵轴断裂、水封漏水等故障频发，4台离心水泵，每年3—5次故障，影响到设备运行安全；

2.3技术供水总管压力有原来0.36MP，降低约0.29MP，压力降低，主变冷却器供水量减小，冷却效果下降，主变温度升高；

2.4主轴密封润滑水供水不足，会加速主轴密封磨损，增大主轴密封漏水量，缩短主轴密封使用寿命；

2.5厂区排水、渗漏排水、检修排水等深井泵启动时，水泵轴与轴承得不到充分的润滑，启动时的振动增大，摩擦加剧，会使深井泵传动轴挠度增加，橡胶轴承磨损。

针对出现以上的问题，通过两个方案解决，方案一：增加备用取水口，取发电机流道盖板处较清洁的水源；方案二：改变原技术供水系取水口反冲洗系统，由消防水冲洗改为低压气冲洗。

3、技改方案：

河床式水电站，技术供水取水方式一般有三种，第一种从大坝上游取水，第二种从尾水取水，第三种机组流道取水。根据水源具体情况确定主用、备用。桃源水电站技术供水原只有大坝上游取水，汛期时存在进水口堵塞的隐患，需要增加备用取水口。根据桃源水电站厂房布置情况，桃源水电站下游副厂房没有预埋取水管路，不具备从尾水取水条件。增加备用取水口，只能从机组流道取水。

3.1技改方案

3.1.1备用取水口管路直径的选择

根据桃源水电站技术供水系统的运行方式，4台水泵分两组运行，两组相互备用。备用水源的水量能够满足9台机组运行时的用水量162m3/h。上游水面与水泵安装位置有8.5m落差。根据查钢管水力计算资料，关于流量和管径、压力、流速的关系，水管路压力为0.1~0.6Mp时，水在管中的流速1~3米/秒，考虑到桃源水电站水头因素，流速取1.2米/秒。

流量Q=S×V=π×（D/2）2×V

管路直径D=√（4Q/πV）=√（4×162/3.14×1.2×3600）=0.218（m）

考虑到管路中的局部、沿程等水力损失等因素及五金钢管的型号，管路直径选取250mm，能够满足技术供水系统运行的要求。

3.1.2管路布置

在发电机流道盖板人孔门下游侧底部开一个Φ275mm的孔，引水管路插入孔中，与流道内壁平齐，然后焊接牢固，在取水管口加装滤网。管路入口水平段处安装一个DN250闸阀。管路沿管机组管子廊道、30.8米层架空电缆桥架顶部至#1、#2（#3、#4）自动过滤器，与各滤水器前的管路相连接。在取水口闸阀前安装一根DN50的低压气反冲管路，反冲洗管路沿管子廊道，接至35m层上游墙检修气总管。

3.1.3管路施工要求

（1）管路与流道盖板连接的焊缝、管路法兰、管路对接焊缝，无裂纹无砂眼，所有焊缝进行渗透检测（PT）无损探伤；

（2）管路安装前，将焊渣、灰尘等杂物清洗干净，安装完成后，利用技术供水的原进水管路，对新安装管路进行冲洗；

（3）管路支架安装牢固可靠；

（4）管路安装完成后，按要求着色，管路锈迹打磨干净，涂刷防锈底漆，再刷天蓝色面漆，油漆涂刷均匀，无遗漏。

4、技改后的运行方式及运行效果对比：

桃源水电站技术供水系统改造后，在非汛期时，利用原取水口取水，汛期时上游浮渣增多，利用较清洁的备用取水口取水，在条件更不好时，可以采用两个取水口同时供水。根据情况选用合适的取水方式。

技术供水系统管路技改后运行良好，未出现进水口软连接吸瘪，连续运行未出现总管压力明效果也比较明显。与改造前相比压力、流量均有明显提升。改造前后效果对比如下表所示

5、结语

桃源水电站技术供水系统备用取水口、反冲洗系统改造完成后，解决了汛期技术供水泵进水不得的问题，水泵进水伸缩节吸瘪、水泵振动等问题也随之解决。保证了机组长时间安全稳定运行，节约了日常维护的时间和人力、物力。

参考文献：

[1]水利水电工程压力钢管制作安装及验收规范[S]，GB50766-2012

[2]徐绍才.水轮发电机组辅助设备及自动化[M].北京：中国计划出版社

[3]GBT3287-2000管路连接件

作者简介：谢海涛（1979-），男，河南人平顶山人，工程师，从事水电工程建设管理、水电站机电设备维护检修、机电设备安装等工作。

席洪军（1983-），男，青海省海东人，从事水电站机械设备维护及检修管理。