水库式水电站范文（精选4篇）
水库式水电站 第1篇
关键词：水电站,增效扩容,技术改造
引言
陈田水库位于泉州市泉港区菱溪上游5公里处, 坝址截菱溪上游陈田以上流域径流, 是一座以灌溉为主、结合防洪发电的多年调节综合利用的中型水库, 流域集雨面积29.2km2, 总库容2563万m3, 兴利库容1742万m3, 水库坝后和下游分别开发三座梯级水电站, 其中一级电站位于陈田水库坝后, 于1984年建成投产发电, 装机容量2400kw, 设计水头29m, 流量2.54m3/s, 多年平均发电量150kwh;二级电站位于陈田水库下游3.5公里处的山坡, 于1978年建成投产发电, 装机容量2800kw, 设计水头89m, 流量2.35m3/s, 多年平均发电量350kwh, 以上两座水电站历经30多年的运行, 而今已是风烛残年, 设备老化不堪, 运行效率低下, 故障频繁。
2011年国家出台农村水电增效扩容改造优惠政策和资金补助办法, 2013年正式启动第二批农村水电增效改造项目, 犹如一场及时雨使得陈田水电站“枯木逢春”, 从此陈田水电站拉开了增效扩容改造的序幕。以下针对陈田一、二级水电站存在问题、增效扩容改造的必要性、机电设备先型, 技术改造带来的经济效益必将有力促进电站健康和谐发展。
1 陈田电站存在的主要问题
陈田电站运行30多年来, 主要设备严重老化, 机械性能逐年衰减, 经济效益越来越差, 造成单位无经济实力进行设备改造, 使得电站机电设备存在的问题犹显突出, 一级电站2台水轮机因当初选型错误, 主要性能参数与发电机的主要性能参数不匹配, 形成“小马拉大车”, 出力不足, 效率低下, 水轮机调速采用手动操作机构, 灵敏度较差, 水轮机开度打开至60%时主轴就会出现漏水现象, 励磁机经常出现火花, 故障频繁, 长期以来负荷只能达到70%, 且设计流量与二级电站不匹配。二级电站2台水轮机的转轮严重气蚀, 导水叶间隙偏大, 严重漏水, 发电机绝缘老化, 每次机组要启动时, 都必须进行短路烘干数天或长时间上电炉烘干, 造成绝缘老化加剧, 且浪费能源, 高压开关柜及配电装置均属于国家淘汰产品, 性能差, 继电保护装置均为电磁式继电器保护方式, 为独立单元保护, 已不能满足快速、灵敏、选择性的要求, 且维护量大, 需经常停运检修, 调速器另部件严重磨损, 漏气、漏油、自动化失灵, 不能适应当前水电站的安全运行的要求;推力和中导轴承温度偏高, 整体效率低下, 负荷率只能达到90%, 巡视检查强度大, 运行人员多, 消耗了大量运行成本, 电站的更新改造是当务之急。如何充分利用增效扩容的良好时机来增强电站持续稳定健康发展?已是摆在这二座运行30多年的老旧电站面前不容回避的问题。
2 增效扩容改造的必要性
陈田电站增效扩容改造的必要性主要体现以下几个方面:
2.1 充分利用水能资源的需要。
通过对电站的改造, 发挥潜力, 能提升水资源利用率, 符合当前建设资源节约型社会的要求。通过更新改造, 可提高机组效率, 增加可再生的清洁能源, 推进生态文明建设有积极意义。
2.2 实施陈田电站增效扩容改造, 确保电站持续健康发展。
陈田电站增效扩容改造后, 有利于提高本区域的电能质量, 促进本区域工农业生产发展, 推动社会主义新农村建设意义重大。
2.3 提高应急救灾能力的需要。
陈田电站作为陈田水库防汛和抢险救灾的应急备用电源, 在应急救灾中将具有重要作用, 同时可有效解决周边部分群众用电难的问题。
2.4 维护公共安全的需要。
陈田电站投建于上世纪70-80年代, 由于当时的设计安装技术水平低、制造水平及材料限制、产品质量差、因陋就简, 造成先天的安全性能不高。同时, 重建轻管, 重索取轻投入, 正常的维修养护不能保证, 经长期运行, 设备老化, 设施陈旧的现象普遍, 存在安全隐患。因此, 实施增效扩容改造, 对消除公共安全隐患很有必要。
3 增效扩容改造, 机电设备选型至关重要
合理、科学选用设备型号是确保技改成功的前提。陈田电站这次机电设备选型依据水利部制定的《农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见》要求, 同时结合电站的实际情况, 经专家论证后确定选型方案如下:
3.1 水轮发电机组
3.1.1一级电站:水轮机型号选用HL240-WJ-50;设计水头29m, 流量1.67m3/s, 额定转速750r/min, 额定出力407.2kw, 发电机型号采用SFW400-8, 额定容量400kw, 额定电压0.4kv, 功率因数0.8 (滞后) , 频率50HZ, 相数三相, 额定电流721.7A, 额定转速750r/min。
3.1.2二级电站原发电机容量为2*800kw, 现根据实际校核及水能的最佳利用, 可扩容至2*1000kw, 水轮机型号选用HLJF2058-WJ-60;设计水头89.1m, 设计流量1.38m3/s, 额定转速1000r/min, 额定出力1088kw, 发电机型号采用SFW1000-6, 额定容量为1000kw, 额定电压6.3kv, 功率因数0.8 (滞后) , 频率50HZ, 相数三相, 额定电流114.6A, 额定转速1000r/min。
3.2 调速器
一级电站选用CYWT-300, 二级电站选用CYWT-600, 调速器均采用储能型水轮机操作器, 具有手动及自动开停机、增减负荷及带负荷运行等功能, 并网后能根据永态转差与频差自动调整出力, 可无条件、无扰动地进行自动和手的相互切换, 具备如下功能: (1) 具有PID调节规律的可编程微机液压调速器, 调速功为1000kg.m, 额定操作油压为16.0Mpa。调速系统由可编程控器、电液随动系统和油压装置三部分构成, 结构型式为分离式。机械控制采用全数字液压系统, 电气部分采用单元组合及插件标准化系统结构, 由可编程控制器实现, 采用囊蓄能式油压装置, 具有无需补气。油压装置、调速器电气、机械液压部分组合成一体。 (2) 调速器采用可编程控制器作为调节控制核心, 并配备液晶触摸显示屏作为人机对话接口。通过它可显示:机组频率、频率给定、电网频率、导叶给定、频率模式、开度模式、功率模式、手动运行、自动运行、机频故障、网频故障、导叶位移传感器故障、A/D模块故障、DL位置状态、锁定投入和退出信号等。同时可以通过触摸屏修改参数和调节参数, 对调速器进行操作。 (3) 调速器系统配备与计算机监控系统接口的硬件和软件, 便于机组监控系统通讯, 实现机组的全自动控制。
3.3 进水闸阀
一级电站采用D941X-10DN800;二级电站采用D941H-16DN600, 闸阀在机组正常停机或事故停机时, 应可靠关闭, 漏水量应满足相关规范要求, 应能手动和自动操作, 并具有现场和远程监控功能, 应设机械限位保护装置。
3.4 主变压器
选用S11-2500/11/6.3节能型变压器, 技术参数应符合GB/76541规范要求。
3.5 控制、保护、励磁设备
采用“经济实用、简单可靠、技术先进、便于扩展”的计算机监控系统, 达到少人值守的要求。系统采用先进成熟的计算机硬件、软件及网络技术, 与励磁、调速器、保护等厂内智能设备进行通信、并预留远方调度接口, 采用开放式网络结构, 具有数据采集与处理, 运行监视与事故报警、控制与调节、统计与制表、系统通信、自诊断与冗余切换、培训仿真系统等基本功能。
一级电站低压机组控制单元采用简单的紧凑式一体化结构, 将二次测量、控制、保护设备与一次电气设备同组一屏, 做到一机一屏。
二级电站继电保护装置采用微机保护, 满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。系统实时性好, 抗干扰能力强, 软硬件安全可靠, 能适应电站现场各种环境的要求。发电机保护、变压器保护、线路保护等配置应满足国家标准规定的要求。
励磁装置采用可控硅励磁, 智能型调节器。
4 抓住增效扩容改造契机, 促进陈田电站全面健康和谐发展
4.1 增效扩容改造必将有力促进陈田电站三个和谐层面全面提升
4.1.1 增效扩容改造必将促进电站的人与人和谐。
发电企业健康和谐发展, 人是第一因素, 随着增效扩容改造工程的实施, 自动化程度的提高, 有些岗位将实行无人值班或少人值守, 电站的管理工作重心也将由运行管理转化为维护管理, 这必将倒逼电站对运行人员的岗位和职责进行重新定岗定职, 也必须进一步理顺运行人员各岗位的关系, 进一步明确各岗位职责, 建立安全运行数字化管理模式, 使电站的每位员工在岗位职责上是个独立的个体, 在全站安全生产方面又是相辅相成的整体, 达到人与人之间和谐相处。
4.1.2 增效扩容改造必须促进电站的人与设备和谐。
增效扩容改造后, 电站的机电设备科技含量大幅度提高, 管理人员和运行人员的技术业务素质必须随之提升。熟练掌握机电设备操作是电站员工的基本技能, 是杜绝违章操作和误操作的前提, 在人与设备的关系中, 人是决定因素。电站增效扩容改造、设备更新不单是为了追求经济效益, 同时也要满足人和设备安全可靠性的要求, 这次改造将融入大量新设备、新技术、新材料、新工艺, 将大幅度提高电站自动化程度, 这必将倒逼电站员工主动学习新知识、新技术、牢牢掌握新设备的性能。因此, 机电设备厂家必须对电站人员进行技术培训, 全面提升电站员工的技术业务素质, 达到全员具备驾驭新设备安全运行的能力, 实现人与设备和谐。
4.1.3 增效扩容改造必将促进电站设备与设备和谐。
水电站运行只有按规范的程序操作才能保证安全生产, 各类机电设备只有相互匹配, 才能充分发挥应有效能, 如果一个环节失调或一个设备故障, 都有可能导致全站停产, 只有设备的性能达到最佳状态, 才是电站安全生产的坚实基础, 夯实这个基础就是增效扩容改造工程的前期论证和方案的编制, 必须认真对电站原老旧设备的各个环节进行梳理, 针对存在问题和历年来积累的经验, 努力把现代电力生产中的新工艺、新材料、新技术、新设备融入到改造的全过程, 则必将事半功倍。随着增效扩容改造工程的精心组织与实施, 可以预见其必将大大地促进陈田电站设备与设备的和谐、必将大幅度提高电站运行安全性和可靠性, 必将推进电站全面健康发展。
4.2 增效扩容改造必将有力促进陈田电站效益型电站的建设
发电企业追求单位经济效益的同时也带来了社会效益, 一个经济效益和社会效益具优的电站才是电站自身生存与发展的要求, 经过改造后的陈田一级电站装机容量为2*400kw, 容量不增加, 但效率可提高10%以上;二级电站装机容量为2*1000kw, 增容25%。改造后的二座电站年平均发电量可增加100万kwh, 增长20%, 年均增加经济收入30万元, 可预见改造后电站将更具有持续健康发展, 同时为社会效益发挥积极作用。
4.3 增效扩容改造必将有力促进陈田电站安全型电站的建设
改造老旧电站、淘汰落后设备, 采用新技术、新材料、新工艺, 全面提升自动化程度, 本身就是解决存在问题和消除安全隐患的过程, 安全就是企业的生命线, 安全就是效益, 效益必须依靠安全。本次增效扩容改造不但没有改变电站原来的工程特性, 对生态和环境保护有促进作用, 而且能充分利用水能资源转化为清洁能源, 大幅度提高设备的效率, 提升电站安全生产等级和自动化程度, 有力地保证电站的安全运行和可持续发展。
参考文献
[1]陈田水库水电站增效扩容改造工程初步设计报告[Z].
水库式水电站 第2篇
昌马水库是甘肃省河西走廊 (疏勒河) 农业灌溉暨移民安置综合开发项目的龙头工程, 是以农业灌溉为主, 兼顾工业供水、水力发电和防汛等综合利用的大型水利枢纽工程[1,2]。水库总库容1.94×108m3, 其中调节库容1×108m3, 死库容0.8×108m3, 调洪库容0.14×108m3。引水发电洞位于大坝左岸, 隧洞总长517m, 洞径4m, 进口底部高程1970m, 最大引水流量68.2m3/s, 发电引水流量43m3/s[3]。
水电站安装了3台6500k W, 1台1250k W水轮发电机组, 装机容量20750k W。1997年9月开工建设, 2002年11月首台机组投产。考虑疏勒河上游水库调蓄作用后, 多年平均发电量为7500×104k·Wh, 远期将达到1.05×108k·Wh。2003年5月全面投产发电, 全站最大出力达23750k W, 日发电量57×104k·Wh。截至2014年12月31日, 已连续安全生产4045d。在139个月的时间里, 昌马水库水力发电厂 (以下简称“电厂”) 接管运行了全部4台机组, 创造了连续12年实现投产机组“零非停”运行和超发电量的优良业绩。
从水电站的运行管理的角度出发, 探讨和研究如何提高水电站的经济效率, 是目前水电开发企业最为关心的问题之一[4]。随着社会经济的发展和水电站运行年限增加, 发电设备逐渐老化, 设备安全隐患的不断增加, 人力资源成本逐年提高, 造成水电站发电成本不断上涨, 无形中制约着水电站的发展, 提高水电站的经济利益, 是水电行业中的一个大问题。对于水电站的运行管理, 主要是指水电站的经济运行, 水电站以安全生产为基础, 为社会提供安全、持续、可靠的能源为目的, 争取经济效益的最大化[5]。本文以昌马水库电站为例, 在电站全面转入运行阶段后, 电厂应该如何破解运行管理方面的难题, 制定并采取有效措施, 保障电站长期安全稳定运行, 以期取得更好的经济效益和社会效益。
2 昌马水库水电站的运行管理实践
2.1 水电站运行管理经验
2.1.1 加强设备管理
加强设备运维管理是确保电站安全运行和发挥经济效益的基础。通过技术改造, 采用新技术、新工艺、新材料和先进设备, 降低设备损耗, 提高机组效率和设备的可靠性。完善相关设备管理的目标责任制, 强力推行标准化作业, 做好设备的维修与定期检查工作, 通过对设备的定期检测, 做到及时发现问题、及时进行解决。力求及时发现与处理设备的安全隐患, 减少实际工作中安全事故的发生。对于设备的维修工作, 按照“应修必修, 修必修好”的原则, 严格执行设备检修、维护的有关规程、规范和技术要求, 严把质量关, 完善技术监督体系, 保证设备在制造、采购、安装等各环节符合规范要求, 并做好三级验收工作, 以确保设备“修必修好”的原则。
2.1.2 合理安排机组运行
合理安排机组运行, 使机组在最佳工况区域内运行是提高设备机械效能的重要措施之一。在确定电站的最佳运行区域时, 根据厂家提供的水轮机工作特性曲线和发电机特性曲线, 结合电站实际运行测试结果来决定。对于装有多台机组的水电站, 根据水头、流量和机组的工作特性曲线, 合理地确定开机台数和负荷在机组间进行负荷分配, 合理避开振动区域运行, 使机组在高水头、额定容量下运行, 尽量避免机组在低水头、低负荷下运行。同时机组运行期间, 应合理搭配有功功率和无功功率的比例, 减少损耗, 以提高机组效率。
2.1.3 优化水电站水库调度, 提高水电站经济效益
采用动态规划法实现水库优化调度, 根据来水情况, 运用最优化理论和方法, 建立优化模型, 发电与防洪、灌溉等综合利用相结合, 对水库水量进行最优调度, 加长电站在高水位的运行时间, 多发季节性电能。在丰水期合理供水, 使水库的消落符合经济运行方式, 以创造最大效益。
2.1.4 加强日常管理, 提高发电效率
在水电站的日常实际工作中, 加强对引水式电站的引水建筑物管理, 做好水工建筑物维护工作, 是提高发电效率的手段之一。水电站通过加强对引水建筑物防渗处理和去糙处理的相关工作, 在一定程度上减少了漏水的水能损失, 提高了发电效率。另一方面, 对于明渠引水道沿线产生的泄漏处理, 同时消除了引水渠道沿途的安全隐患[6]。
2.2 存在的问题和困难
2.2.1 技术培训制度缺失
水电站属于技术密集型企业, 水电站内部员工对水电站工作和企业安全生产负责, 对企业的生产能力及经济效益的影响具有举足轻重的作用, 所以, 对员工的素质要求也很高。随着科学技术的发展, 水电站员工的知识水平偏低, 随着先进生产设备的引进, 员工现有的文化水平和技术能力已经跟不上形势的发展, 大多数员工没有经过系统的专业学习, 业务操作技能低, 不可避免威胁到企业的安全生产。
2.2.2 人员流动性大
水电站距离玉门市区50多km的山谷中, 位置偏僻, 工作环境、员工的福利水平等多方面因素造成了人员流动性大。水电站的工作是一项考验人耐心和技术能力的工作, 员工的工作成绩是否得到认可, 在未来的工作中是否有适合自己的发展空间, 企业的企业文化是否和自己的价值观相吻合等因素, 都是员工比较看重的。企业人员流动性大, 不利于企业规模及经济的可持续发展。
2.2.3 管理制度完全落实到位有困难
由于前面提到的两个原因, 管理制度的完全主动执行力度不够, 管理制度有时只流于形式挂在墙上来应付检查。要实现水电站安全生产管理, 只有不断建立健全管理规章制度, 完善技术措施、安全措施和一切防范措施, 提高运行人员值班水平, 加强监护、操作的标准化和规范化, 才能确保电站高效发电。
2.2.4 责任意识有待提高
加强安全生产, 首先应强化运行专业安全第一责任人负责制, 应把安全生产的责任落实到每个环节、每个岗位、每个人。要在日常工作中切实落实好领导到位、检查到位、责任到位、防范到位。坚持‘安全第一、预防为主、综合治理’的方针, 认真贯彻安全目标, 健全安全生产长效机制, 强化责任落实和制度的执行。
3 水电站运行管理的思考
通过对水电站自首台机组投产发电以来运行管理情况的分析, 对比其他同类或更高等级水电站的运行管理经验, 结合当前面临的形势和任务, 提出昌马水库水电站运行管理的总体思路和主要保障措施。
3.1 总体思路
昌马水库电站在多年运行管理后, 提出了一个总体思路:始终坚持‘安全第一、预防为主、综合治理’的总方针, 紧紧围绕安全生产管理, 优质高效发电的中心工作任务, 以增强业务素质, 提高岗位技能, 培养专业骨干, 保障安全发电为目标。把岗位练兵活动作为提高干部职工素质, 夯实安全管理基础的一项长期工作任务。不断改进和完善岗位练兵活动的实施方案和考核办法, 不断增强练兵的针对性和实效性。传承和发扬其他水电站的成功经验, 改革创新, 攻坚破难, 打造运行管理的核心能力, 实现全电站运行管理的良好局面。
3.2 主要保障措施
在明确了昌马水库水电站运行管理的总体方向和思路的基础上, 通过一定的保障措施来确保目标实现。
1) 建立结构合理、运转高效的电力生产组织体系。以设备管理为主线, 及时进行经验总结和优化完善, 围绕设备管理, 进一步理顺技术层与作业层的关系, 积极应对全电站运行管理的新要求。在设备维护方面, 要对全电站运行管理后的设备巡检路线进行系统梳理, 确保覆盖与发电运行相关的所有设备设施, 并根据枯水期和弃水期的不同特点各有侧重;将日常巡检与计算机在线监控系统的实时监控相结合, 及时发现设备缺陷, 按照缺陷处理的闭环管理的要求, 分专业、分等级对设备缺陷处理情况进行验收, 排除潜在的安全隐患;加大考核力度, 形成奖罚并重、以激励为主的精益生产考核机制。在设备检修方面, 如何应对上游来水的不确定性以及上游水库蓄水对设备检修的影响, 做好检修策略研究, 科学编制检修计划是当前亟需解决的问题。要继续深化检修全过程质量管控工作机制, 核算检修项目的工期和工时, 提高检修项目的管理能力;优化检修程序和流程, 提高检修的质量和效率。
2) 深化“调控一体化”管理模式的科学运用。在发挥设备设施运行维护管理的基础性作用的基础上, 建立全站监控的运行方式, 制定自动化系统失灵等极端情况下的应急预案, 并利用好“调控一体化”的平台作用, 科学安排发电计划, 尽量减少弃水窝电, 实现发电效益最大化。对运行管理方面存在的难题要进行归类整理, 有针对性地制定解决方案, 逐一破解, 才能最终打破制约电站运行管理的壁垒。针对发电与泄洪、生态保护相互制约的问题, 要将电站投产以来的运行数据进行整理和分析, 明确制约电站发电运行的各类因素和边界条件, 划定电站稳定运行的区域模式, 积极探求破解约束壁垒的方法和途径。
3) 建立先进的、多方位的运行管理系统平台。在水电站计算机在线监测系统、生产管理信息系统、设备状态监测及趋势分析系统等联合利用的基础上, 实现生产过程的自动化控制;进一步强化对设备运行状态的监测, 分析预测状态的发展趋势, 及时发现设备的异常和潜在性故障, 科学的开展设备状态诊断与维修决策。
4) 建立以安全和质量为核心的标准化运行管理体系。强化安全生产的红线意识和底线思维, 将安全生产标准化达标评级和“三标”管理体系建设紧密结合起来, 科学辨识危险源和安全隐患, 适时修订各类应急预案, 完善以设备规程与作业指导书为重点的作业标准, 做好安全生产全过程的质量监督, 实现运行管理的规范化和标准化。
摘要：对昌马水库水电站自首台机组投产发电以来的运行管理经验、面临的挑战和困难进行了分析和总结, 明确了电站运行管理的总体方向和思路, 从提高运行管理能力、确保设备健康、破解运行管理难题等方面提出了保障措施, 并对相关措施进行了深入思考和探讨。
关键词：水电站,经济效益,运行管理,昌马水库
参考文献
[1]吴天临.疏勒河项目昌马水库竣工验收总结及启示[J].水利工程建设与管理, 2009 (8) :48-49.
[2]刘金辉.昌马水库排空过程泥沙含量的计算分析[J].吉林农业, 2014 (2) :63-63.
[3]马振海.昌马水库泄空冲刷试验研究[J].西北水资源与水工程, 2000, 11 (1) :22-26.
[4]唐军, 蒋毅.水电站运行管理问题探讨[J].中国新技术新产品, 2013 (8) :171-172.
[5]王峰.水电站运行管理存在的若干问题和对策[J].硅谷, 2014 (17) :167-168.
水库式水电站 第3篇
一、工程概况
昌马水库水电站扩建工程位于疏勒河昌马峡谷进口以下1.8千米处、玉门市境内疏勒河中游昌马峡谷之中, 为坝后引水式开发, 属小⑴型IV等工程。工程区距玉门镇约52千米, 距兰新铁路玉门镇站约55千米。工程主要建筑物包括扩建压力钢管、扩建主副厂房、扩建尾水渠等。扩改建压力钢管长度约35米, 扩建机组装机容量6.5兆瓦, 为1台混流立轴式水轮发电机组, 年发电量1061万千瓦时, 建成后昌马水电站总装机容量20.75兆瓦。
二、昌马水库水电站施工项目的施工方法
㈠拆除工程及防尘保温墙的搭设
1.拆除原厂房旧墙。拆除原厂房旧墙的方式有很多, 但考虑到拆除过程中不能影响发电站的正常运转, 因此, 不能采取爆破或者大型机械拆除, 只能采取人工拆除的方式。在脚手架搭设过程中要按照规范搭建足够的尺寸, 而且拆除步骤采取自上而下进行, 用吊桶将渣料放下, 集中堆放, 并按照监管工程师指定的地方堆放弃料。在拆除侧墙的过程中, 需要采取措施保护周围的设施器具, 并且要搭设一定强度和刚度的防尘保温墙。
2.拆除升压站的砼。由于施工过程中, 原设备要正常运作, 因此该区域属于高层危险区, 不能采取任何形式的爆破或用大型设备拆除砼, 只能采取人工的方式进行, 使用手推车, 在拆除过程中注意防水防尘。为了确保施工人员的人身安全和设备的安全运行, 施工前需要及时联系监理和业主, 保持一定的安全施工距离, 安装栅栏和防护网。
3.拆除钢窗并搭设防尘保温墙。钢窗的拆除采取常规方式进行, 轻拿轻放, 便于二次利用或者回收, 将拆下的钢窗整齐堆放;防尘保温墙按照现场条件, 厚度保持在20厘米, 采用1∶2砼砂浆进行保温墙的搭设、25角钢 (或空腹料) 螺丝连接, 为保证刚度和强度, 在两钢侧墙内侧每隔1米进行梅花形拉接, 中间用泡沫板填充, 两头采取膨胀螺栓固定, 保证了其强度和刚度要求[1]。
㈡如何挖掘砂砾石
1.施工方案。本工程开挖采用挖掘机, 人工配合修整边坡。主要砂砾石的开挖范围为压力管道、发电厂房机组基础、厂区大口井、尾水渠以及化粪池。严格按照设计要求中的断面尺寸、高程以及中线开挖, 为了夯填, 将开挖的砂砾石料按照指定地点堆放两侧, 弃料按照监理工程师指定的地方进行堆放。
2.基坑排水。由于电站特殊的地理环境, 其厂房基底高程低于地下水位, 在开挖的过程中, 厂房下部基础的含水层一旦被切断, 地下水就会不断渗入到基坑中, 容易导致施工条件恶化, 甚至地基被泡软后, 会造成边坡塌方以及地基承载力的下降, 因此, 需要采取适时、合理的排水措施, 即在基坑两端设置一个集水井, 配备四寸水泵两台抽排, 为保证排水设备的正常运行, 需要专人看管。
㈢砂砾石的夯填针对该工程的特征, 在进行砂砾石夯填的过程中, 可以先使用附近的开挖料, 如果不够, 则要从监理工程师指定的料场进行开采, 然后拉运到施工现场。当填筑作业面的宽度比较宽, 可以采取推土机摊铺土料, 整平;比较窄时, 可以采取人工铺设碎石, 然后用小型振动碾进行碾压。砂砾石夯填的材料必须按要求执行, 施工按照上料、摊铺、平土洒水、压实、质检、刨毛等六道工序分区段循环流水作业, 铺土厚度、压实遍数等指标参数通过现场试验确定。铺料时, 要均匀摊铺, 超径石块及杂物剔除。用小型振动碾碾压时, 分层厚度控制在20厘米~30厘米;8T振动碾碾压时, 分层厚度控制在30厘米~40厘米[2]。
在整平、洒水环节, 砂砾石摊铺、整平后, 为保证待压料的含水量达到最优, 确保压实效果, 需要适量洒水。在压实环节, 需要采用进退错距法进行施工, 为避免漏压, 必须采取足够宽度的叠压, 碾压速度的控制为由慢到快。在指检和刨毛环节, 每层碾压完毕之后, 采取灌沙法或者灌水法进行取样检查, 在符合标准的基础上进行面层的刨毛, 最后进行上层施工。
㈣现浇砼施工工艺
1.现浇砼施工工艺流程如图1。
2.现浇砼施工工艺。施工配合比严格遵守由试验确定并经监理单位批准的砼配料单, 砼拌合过程中要及时测定砂石料的含水率, 调整施工配和比。使用外加剂时, 严格控制其掺量, 并将外加剂均匀的配入拌合水中。砼不得拌和过度, 不能在运输过程中发生分离、漏浆、严重泌水等现象, 无论在任何情况下, 严禁砼在运输中加水入仓。
每层砼的浇筑方法见图2, 浇筑第一层砼前, 先铺两三厘米同标号的水泥砂浆, 铺设的砂浆面积与砼浇筑强度相适应, 并且尽快覆盖砼, 保证新浇砼与基础面或老砼接合良好。浇筑按监理工程师同意的厚度次序方向分层进行。尤其在浇筑墙体、闸墩、机墩砼时, 使砼均匀上升, 浇入仓面的砼随浇随平, 不得堆积, 砼自由下落高度不得大于2米, 否则要增设缓降设施。仓内若有粗骨料堆叠时, 均匀地展布于砂浆较多处, 以免造成内部蜂窝, 严禁不合格料入仓;浇筑保持连续性, 如因故中断且超过允许间歇时间, 则按工作缝处理[3]。
砼表面若泌水较多, 及时清除, 严禁在模板上开孔放水, 以免带走灰浆;浇筑的砼使用振捣器捣实到最大密实度。每一个位置的振捣时间以砼不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准。做到“快插慢拔”, 既不过振, 也不漏振。注意浇筑的第一层砼以及在两层砼卸料后的接触处加强平仓振捣。无法使用振捣器的部位, 辅以人工捣固;结构的设计顶面砼浇筑完毕后, 使其平整, 高程符合施工详图的规定。
㈤金属结构及安装工程
1.闸门安装。闸门安装施工工艺流程为:埋件安装二期砼浇筑门叶组装闸门安装。⑴埋件安装。埋件安装施工工艺流程为:准备工作底槛测量控制点设置底槛安装、调整、固定底槛二期砼浇筑侧轨控制点设置侧轨安装、调整、固定检查验收门槽二期砼浇筑轨道接头焊接、磨平复测门槽清理油漆。⑵二期砼浇筑。二期砼立模不得割除加固钢筋, 在加固钢筋上不得任意加焊接或支撑, 埋件如有较大碰撞要复测检查。二期砼应及时浇筑, 浇筑时应分段进料, 振捣密实, 并及时清除粘结在埋件里的砼浆液。二期砼拆模后应检查门槽断面尺寸, 清理门槽内粘结的灰浆及杂物。⑶门叶组装。门叶组装施工工艺流程:准备工作门叶组装、测量、调整止水件等附件安装检查测量油漆。⑷闸门安装施工说明。吊装方法采用整扇吊入, 施工工艺流程为:安装准备整扇吊入起落实验。安装前对闸槽进行清理, 用自制三角架配合导链起吊, 将闸门吊入闸槽内。闸门安装完, 应在无水情况下做全行程启闭机试验。试验前必须清除门叶上和门槽内所有杂物, 并检查螺杆连接情况, 启闭时, 应在止水橡皮处洒水润滑, 检查滚动轮情况, 闸门升降有无卡阻, 止水橡皮有无损伤等现象。
2.金属结构防腐蚀。金属结构安装过程中, 在焊接缝两侧会造成金属表面防腐蚀的损伤。因此在安装完, 焊接质量检查合格, 进行损伤部位的防腐油漆涂刷工作。涂刷油漆前, 应彻底除锈, 清除焊渣、灰尘等, 使之露出金属光泽, 先涂底漆后涂面漆。
三、总结
本文就昌华水库水电站施工项目的施工方法进行了探究, 分析了在施工过程中每个环节需要注意的细节, 只有采取科学合理的施工方案, 严格遵守施工方案的要求进行, 才能保证水电站的施工质量和安全性能。
参考文献
[1]李亚林.薛城水电站首部枢纽施工组织管理及主要施工技术研究[D].西安理学, 2008.
[2]高辉.大型工程项目施工方案优化研究[D].河海大学, 2007.
水库式水电站 第4篇
关键词：水电站,继电保护,计算机监控系统,可靠性
1 基本情况
洋河水库水电站 (坝后式) 为洋河水库附属工程, 始建于1972年, 总装机为2*800千瓦, 水轮机型号为ZD661-LH-120型、发电机型号为TSL215/21-14型, 发电机出口电压6.3千伏, 升压变压器2台 (额定功率为1000千伏安) , 出口电压10千伏, 并网运行。设计年发电量410千瓦/年, 于1980年5月投入运行。担负着洋河水库防洪、泄洪及下游工农业用水兼顾发电的多功能电站。该电站原继电保护系统为晶体管保护, 主要保护电器为电磁继电器, 绝大多数为模拟电器元件。
2 存在问题
洋河水库电站运行20多年来, 设备面临老化, 已经超期服役, 备品配件由于厂家转型, 购置困难, 部分设备、设施属维持运行状态。特别是保护系统电子元件老化变质, 调试整定困难, 拒动、误动次数增加, 设备定级为Ⅲ类设备, 给安全运行造成了极大影响。电站继电保护系统技术改造势在必行。
3 技改要求
3.1 保护要求。
通过改造实现对两台发电机、两台主变及10千伏出口线路的可靠保护。对需要监视的状态量进行有效监视。在非正常运行状态下, 能及时、准确预警, 并采取保护措施。
3.2 操作要求。
通过改造实现发电机自动准同期及手动准同期操作。确保断路器闭合操作的可靠性。对发电机定子线圈温度、瓦温等测量装置进行可靠切换操作。实现远程各种控制操作的实现。
3.3 安全可靠性要求。
监控系统及其设备能适应电站的工作环境, 具有足够高的抗各种干扰的性能, 能长期可靠地稳定运行。所提供计算机系统的硬件和软件便于维护、测试和检修。确保操作安全性、通信安全性、软硬件及固件的安全性。
3.4 可扩充性要求。立足于发展, 在软硬件升级、接口设置等方面留有余地, 最大满足扩充要求。
4 技改方案
4.1 方案选择。
按照技改要求, 结合洋河水库电站保护系统存在的实际问题, 经市场调研和科学论证及方案比较, 依据技术改造的先进性、经济性、可靠性、合理性的原则, 采用了秦皇岛市艾立特电气有限公司生产的全套保护系统。
4.2 系统概述。
计算机监控系统按“无人值班” (少人值守) 运行方式设计。整个系统采用全分布开放式系统结构。水电站计算机监控系统由监视层、网络层和现地层组成。
4.2.1 技术指标。
实时性:现地控制单元的响应能力, 模拟量采集周期2S、数字量采集周期1S、控制命令响应周期<1S、人机通信响应时间为1∽2S;
CPU负载率:中控室监视工作站为小于40%、现地控制为小于60%;
可靠性:监控系统及其设备能适应电站的工作环境, 具有足够高的抗干扰性能, 能长期可靠地稳定运行;
可维护性:所提供的计算机系统的硬件和软件便于维护, 测试和检修;
系统安全性:具有保证操作安全、通信安全、软硬件和固件安全的技术措施;
可扩充性:备用点大于使用点设备的20%、中控室监视工作站及硬盘存储容量有40%以上裕度、留有扩充装置及扩充插槽;
一般电气特性:系统所有电源设备、数据和控制接口设备、通信接口设备、人机接口设备等满足一般电气性能要求。
4.2.2 系统特点。
根据国内中小型水电站计算机监控系统的控制模式和应用经验, 计算机监控系统采用以下设计原则:安全、可靠、经济、实用。 (1) 采用最新的计算机及网络技术, 全站按计算机监控进行总体设计和系统配置, 达到国内同类型水电站计算机监控系统先进水平, 系统投入运行后, 使全站运行管理达到“无人值班” (少人值守) ; (2) 与电站安全运行密切相关的设备采用冗余技术, 各项技术性能指标均达到部颁标准的要求, 选择MTBF指标, 从部件、单机和系统多层次保证高可靠性要求; (3) 采用分布、开放式系统包括全中文组态软件, 配置面向对象软件支持开发工具, 遵循应用软件模块化设计原则, 使系统更能适应功能和应用的扩充; (4) 现场控制单元LCU是保证电站有效、可靠投运, 保证机组安全运行的关键基础层, 是全厂监控系统分布式结构中的一个闭环控制节点, 各现地控制单元与现场设备的接口均采用抗干扰能力强、电站应用经验成熟、性能高的西门子SIMATIC S7-200可编程控制器; (5) 运用WINDOWS视窗技术, 采用动态多窗口图形技术, 友好的人机界面, 免编程全图形开发工具与强有力的组态工具平台, 方便用户的系统运行与维护, 达到用户直接参与系统应用的需要; (6) 触摸屏与PLC之间采用标准、开放、快速的现场总线技术, 保证PLC与触摸屏、现地单元与中控室监视工作站之间数据交换的安全性; (7) 系统具有防雷以及浪涌抑制功能; (8) 所有系统软件及应用软件具备版本升级以及开发延续的能力。
4.2.3 系统结构。
(1) 中控室监视工作站。中控室监视工作站由一台服务器和一台打印机组成, 主要完成全站的自动化运行的监视, 包括历史数据存档、归类、检索和管理、运行报表的生成与打印, 通过人机接口功能完成设备运行的实时监视。 (2) 现地控制单元。现地控制单元为电站监视系统全分布式结构中的智能控制设备, 由它实现监控系统与电站设备的接口, 完成监控系统对电站设备的监控。它作为所属设备的独立监控装置运行, 由它独立完成对所属设备的监控, 包括在现地由操作人员实行的监控及现地控制单元对设备的自动控制。现地控制单元与中控室监视工作站的数据交换采用工业以太网通讯方式, 每台机组配置JNS-2000计算机现地控制屏一套, 编号为1#LCU、2#LCU, 屏上配有E-VIEW 5.6触摸屏、西门子可编程控制器 (PLC) 模块等装置。公用及线路现地控制单元, 主要对站用交流电源系统, 直流电源系统及线路等监控对象的数据采集及实时控制。
4.2.4 系统实现。
(1) 系统监视:发电机运行工况、发电机组辅助设备运行情况、变压器运行工况、全站断路器及隔离开关的位置、线路运行工况、公用设备运行工况、厂用电运行方式、故障及事故的显示和报警等的监视; (2) 运行操作:能实现对发电机、主变等电气设备的可靠保护, 完成正常自动开停机、手动开停机、事故停机、机组同步并网、发电机定子线圈温度测量、瓦温测量、电气量测量等运行操作。
结束语
洋河水库水电站的继电保护系统技术改造工作历时近40天, 通过方案选择、技术论证、现场施工、竣工预试等工作, 证明所采用的继电保护改造系统满足了该站二次系统的需要, 解决了一直困扰电站安全生产的技术难题, 为电站的整体改造奠定了基础。
参考文献
[1]DL/T 578-95, 水电厂计算机监控系统基本技术条件[J].
[2]DL5003, 电力系统调度自动化设计技术规范[J].
[3]GB3453, 数据通信基本型控制规程[J].
[4]DL476, 电力系统实时数据通信应用层协议[J].
