渠水朗江水电站增效扩容改造工程方案优化

（湖南湘能电力股份有限公司，湖南 长沙 410000）

渠水朗江水电站增效扩容改造工程方案优化

袁 斌

（湖南湘能电力股份有限公司，湖南 长沙 410000）

为充分利用水能资源，响应国家倡导的增效扩容的号召，朗江电站进行了增效扩容改造，作者对初步设计报告进行了优化论证，提出了优化方案，可供类似工程的建设者借鉴。

渠水朗水电站；增效扩容；方案优化

一、工程概况

朗江水电站工程位于湖南省会同县渠水下游朗江镇，以发电为主、兼有航运、公路交通等综合效益。总库容8700万m3，为日调节水库，电站总装机容量22.5MW。该工程于1990年10月动工兴建，1993年5月第一台机发电，1996年竣工。

该电站已投运20多年，机电设备老化严重，部分已成为淘汰产品，备品备件困难，若不进行更新改造，朗江水电站将面临废弃的危险，即使解决了防汛问题，设备安全高效运行也没有保障。为此，为充分利用水能资源，响应国家倡导的增效扩容的号召，公司于2012年向政府相关部门申报了《朗江水电站增效扩容改造》项目并委托怀化水利电力勘测设计研究院对朗江电站进行增效扩容改造设计。

二、增效扩容工程改造技术方案优化

下面结合设计院初步设计论证的成果及本人的补充意见一并将主要增效扩容项目分录如下：

1水工建筑工程的改造

1.1 厂房防洪工程改造

将原高程250.52m的厂区防洪墙、厂房尾水防洪墙、厂房左侧局部防洪墙加高到高程为254.6m的防洪挡水墙，基本满足原设计300年一遇的防洪标准。

1.2 溢流坝下游导流墙加高改造

将原高程248m的导流墙加高至251m，满足导流墙高程高于尾水水位高程的要求。

1.3 尾水闸墩加高改造

将原高程243.386m的尾水闸墩加高至251m，满足尾水闸门的运行要求。

1.4 厂房伸缩缝防渗处理

厂房3#机上游左上角，机组与安装间，机组与机组间有渗漏水，需作防渗处理。

1.5 砼重力坝防渗、胸墙堵漏及厂房顶防渗处理

因重力坝、胸墙及厂房顶渗漏严重，致使厂房相当潮湿，设备运行环境十分恶劣，必须进行重力坝、胸墙堵漏及厂房顶防渗处理。

1.6 弧门检修门槽二期砼灌浆处理

弧门检修门槽二期砼，由于施工浇筑不规范，致使门槽预埋件基本呈现全裸状态，如不进行灌浆处理，可能会导致预埋件脱落、检修门落闸后漏水严重等问题，需进行灌浆处理。

1.7 大坝观察设施更新改造

大坝观测设施已废弃多年，本次改造应恢复大坝观测基准点，对坝轴线重新进行复核定位，同时购置观测仪器。

2水力机械及发电设备工程

2.1 水轮机更新改造

原来两台ZZ560-LH-275及一台ZD560-LH-275水轮机，更换效率更高、过流量更大的两台ZZ660-LH-275及一台ZD660-LH-275水轮机，同时更换3台机的顶盖及相应的附属设施。改造后的水轮机效率在12.5m的设计水头下效率可提高10个百分点。

2.2 发电机更新改造

发电机定子、转子不需更换。但发电机空气冷却器及各导瓦冷却器已超过使用年限，堵塞和漏水严重，需更换；原有金属推力瓦需更换为塑料瓦；发电机定子进行全部清洗。

2.3 调速器更新改造

三台机的接力器密封损坏，漏油严重，必须更换。

2.4 励磁更新改造

三套励磁装置的励磁主回路老化严重，保护由于元件损坏已退出，可靠性、稳定性、速动性差，必须更换。

2.5 基础自动化元件更新改造

基础自动化元件使用年限久，绝大部分已老化，导致监测不准确、动作不可靠，必须全部更换。

2.6 机组技术供水更新改造

尾水水位提高后，原自流供水系统不能满足水压要求，必须新增4台流量270m3/h、扬程27.5m、功率45kW的离心水泵作为技术供水泵并增加相应的管路、阀门、控制柜。

2.7 排水泵更新改造

排水系统分厂内（检修和渗漏合一）、厂区排水两部分，尾水位提高后，渗漏水量将增加，须增大排水功率。原厂内3台额定排水流量为122-204m3/h的深井泵需更换成220-264m³/h型深井泵。厂区3台排水泵更换成流量为300m³/h、扬程20m的离心泵。

2.8 气系统更新改造

高、低压气机已超过使用年限，设备轴承及轴承座、传动轴磨损严重，必须更换。

2.9 油、水、气系统管道及阀门更新改造

油、水、汽系统管道“三漏”和结垢严重，阀门操作不灵，应予全部更换。

2.10 水力监测系统更新改造

现水力监测系统已废弃多年，需恢复以利机组监测及试验。

3电气一次部分

电气主接线维持原方式不变。取消原10kV电压等级的配电装置，有关电气设备仍按与目前发电机容量相配套选择。

3.1110 kV、35kV开关站设备绝缘老化，无备品，同时又不能满足“五防”要求，必须全部进行更换。

3.2 6.3kV开关柜绝缘老化，不能满足“五防”要求、无备品，必须全部进行更换。

3.3 现有两台主变分别为SFS8-20000和SF10-10000，尽管空载损耗比目前最新节能变压器SS11-16000、S11-8000的要大12kW，但折算后负载损耗要少21kW。考虑现有两台主变才使用20年，综合损耗比最新节能变压器还小，安全系数也更大，并与发电机容量相配套具有更大的负荷输出能力，现有两台主变不更换；但是二台主变存在密封老化，漏油严重、气囊呼吸功能异常等问题，必须进行检修，同时将橡胶式油枕更换为金属波纹管油枕。

3.4 目前，6.3kV高压室到发电机、主变的连接为裸露铝排。为防小动物及便于室内外的封堵，吸取96年“7.17”事故教训（当时裸露铝排短路，失去厂用电，排水泵无法工作），发电机出线到高压室铝排母线外包热塑套管，高压室到主变压器铝排更换成防火型铜芯电缆。

3.5 全厂动力电缆绝缘老化，必须全部进行更换。

3.6 因原电缆桥架因锈蚀严重，部分已处于快断落状态，需对电缆桥架进行全部更换。

3.7 厂用电系统改造

现有低压配电装置采用PGL型固定式低压配电柜，采用熔断器保护，柜内设备均属淘汰产品，不能满足“五防”要求。厂用变压器为两台S9-200油浸式变压器。供、排水系统改造后，厂用负荷增大，原厂用电系统容量不够。因此，将低压馈电屏PGL更换成抽屉式低压开关柜；厂用变更换成两台400kVA的干式变压器、电力电缆更换成容量较大型。

为提高防洪保安电源的可靠性和独立性，添置一台200kW柴油发电机。

3.8 照明系统改造

现有厂房照明存在线路凌乱，布置不合理，光度不够和电缆绝缘低等问题，必须对灯具和线路进行全部改造。

4电气二次部分

4.1 电站计算机监控系统已使用12年，元件老化，模块插件经常烧坏，工控机经常死机，可靠性已很差，必须改造。

4.2 蓄电池早已超过使用年限，现容量不到额定容量的三分之二，浮充装置设备早已超过使用年限，无备品。蓄电池和浮充装置必须更换；

4.3 为适应电监办要求及调度管理需要，新增光纤通讯系统。

4.4 全站继电保护装置使用年限已久，元件老化严重，可靠性差，必须全部更换。

4.5 新增工业电视监控系统。

4.6 电流互感器、电压互感器的二次电缆截面积不适应保护、计量的新要求，必须更换。

4.7 新增水情测报系统，以提高水能利用和防汛安全。

4.8 完善消防及报警设施。

对原消防设施进行改造、更换，以适应消防要求，同时新增火灾报警系统。

4.9 新增通风系统。尾水水位上升至250m高程后，厂房渗水量将增加，厂房发电机层以下潮湿和结露将更严重，必须新增通风系统，以利设备的安全运行。

5金属结构

5.1 启闭机大修

弧门启闭机和进水口工作门启闭机自投运以来，未对设备进行过大修。按照运行设管理规定，改造时应对弧门启闭机和进水口工作门启闭机进行大修，同时起吊钢丝绳更换为不锈钢钢丝绳。

5.2 闸门喷锌防腐及止漏处理

对所有闸门进行喷锌防腐处理，更换已老化的止水橡皮。

5.3 弧门检修门移动启闭机更换

弧门检修门移动启闭机采用两台电动葫芦配备拉杆操作。上、下启闭门和移动过程中难以同步，无滑动导线，临时拉线，操作困难，存在较大严重安全隐患，应予更换。

5.4 尾水闸门及启闭机更新

尾水水位抬高后，尾水闸门的主、次梁的计算应力超出规范要求，必须更换闸门及启闭机。由于门槽更换困难，保留原门槽不变。。

5.5 为了提高拦污和清污能力，对进水口栏污排进行大修，更换清污机。

三、方案评价

初步估算完成项目需投资4513.57万元，其中土建工程576.68万元，机电设备工程为2758.10万元，金属结构设备工程及为175.51万元，临时工程为119.70万元，其他费用为617.2万元，预备费204.21万元，利息62.16万元。估算投资比初步设计概算减少1037万元，减少的主要原因是发电机及变压器在保证增效和安全的条件下，没有大拆大换，从而实现在增效、安全的基础上投资的优化。在增效扩容改造工程的具体实施过程中，还要坚持实事求是、节约办企业的精神，使优化工作得到更进一步提升。

[1]陈卓英，黄智敏，钟勇明，等.红桥水电站增效扩容改造工程堰型优化试验研究[J].广东水利水电，2013（10）.

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