红土岭水电站改造工程出现的问题及处理方法

韩晶晶

（安康市汉滨区黄石滩水库管理局 陕西 安康 725000）

1 项目概况

红土岭水电站位于安康市汉滨区建民办事处红一村付家河边的余家槽口，黄石滩水库东干渠10+860桩号处，厂房位于东干渠下，平行于付家河水流方向，依河而建，厂房尺寸为4m×9.3m×4m（宽×长×高）。为利用上游20km的黄石滩水库弃水和水库对川道灌区1.2万亩水田的灌溉补水进行发电的引水式水电站，是安康市汉滨区北部付家河流域河道水量调度，水能梯级开发的第二级电站。

该电站于1992年开工建设，1994年初正式建成运行发电。水电站水工建筑物有引水明渠和压力前池、压力管道、地面式厂房和尾水室等。前池正常蓄水位386.48m，最低水位384.35m，斜击式水轮机喷针中心高程291.20m，电站最大水头95.28m，最小水头93.15m，设计水头94m，设计流量0.9m3/s，总装机容量640kW。电站安装二台斜击式水轮发电机组，水轮机采用XJ02-W-50/1×12.5型，设计水头125m，出力507.8kW，额定转速750 r/min，发电机采用SFW-850-8型，额定转速750 r/min，额定电流577A，额定电压400V，额定功率320kW，功率因素0.8，采用碳刷励磁方式，调速器型号为JJ-35。电气主接线采用单母线接线，主变一台，型号为S7-800/10。电站升压侧采用一回10kV线路并入国家电网。10kV侧采用户内装置，选用了两台GG-lA高压开关柜，配SN-10型少油开关和手动操作机构。厂用电取自0.4kV母线，备用电源取自10kV电网，未配备厂用变压器。二次设备采用电磁式保护装置以及测量、信号装置，并配有手动准同期装置。二次设备和保护装置以及高压开关跳、合闸用电采用交流电源，电站末考虑直流电源系统。

由于当时受资金所限，加之水轮发电机组和自动化设备的生产水平较低，致使电站的设备相对比较落后。电站经过多年的运行，经常出现故障停机，严重影响了电站的正常生产和效益的发挥。

本次改造工程主要进行设备扩容更换及综合自动化改造和厂房修缮等。改造后安装两台混流式水轮机发电机组，水轮机采用HLYH14-WJ-58型，发电机采用SFW630-6/1180型卧式水轮发电机，额定转速1000r/min，额定电流1136A，额定电压400V，额定功率630kW，功率因素0.8，采用静止可控硅励磁。电气主接线采用单母线接线，主变一台，型号为S11-1600/10。电站升压侧采用一回10kV线路并入国家电网。10kv侧采用户内装置，选用10kV断路器柜（型号 ：KYN28-12-39）、10kVPT柜 （ 型 号 ：KYN28-12（Z）-06）、厂变进线柜（型号：KYN28-12）各一面。

中控室安装电度表屏（型号：GGD）、升压站一体化屏（型号：XSJ-1360-8Y）、厂用低压屏（型号：GGD）各一面，还安装两面免维护铅酸电池直流屏二面，配备微机操作台一套。

每台机旁配备发电机励磁屏和机组一体化屏各一面（型号：XSJ-1360-8Y）。厂房内还配备照明分电箱、主厂房动力分电箱、安装间检修动力分电箱、集水井排水泵控制箱和蝶阀控制箱等。

2 出现的问题及解决方法

2.1 合理进行厂房整体布置

由于在该工程为增效扩容改造项目，在设计时尽可能考虑利用原厂房进行布置，不但可以节约投资还可以缩短工期。所以在设计时，依据机电、电气设备大小为基础，在不改变原厂房结构的基础上，在上游新增加半间（2.5m）厂房，在下游方向新增加两间（4m+4m）厂房进行布置，水轮发电机组以下游厂房边墙为边线向上游布置。这样的布置在表面上看新建厂房不多，节省了投资。但根据红土岭水电站的实际情况，这样不但节约不了投资，而且加大了施工难度。一是为了新建上游2.5m宽的厂房，不但要重新开挖基础，还要拆除一间原厂房，在总体上形成拆除一间新建三间半厂房的形式。二是这样的布置会造成上游的一号发电机组尾水要通过原厂房基础下向河道排放，而原厂房依河而建，厂房基础为7.5m高的浆砌石挡墙。从这里出尾水，首先需要在浆砌石挡墙下开挖，这样会增加施工难度，同时加大了施工的危险性，并且延长了施工工期。通过多方考量，根据该电站地形的实际情况，最终确定沿原厂房向下游方向新建三间（4m+4m+4m）厂房，再依下游边墙向上游布置水轮发电机组，这样两台水轮发电机组的尾水就不影响原厂房基础了。这种布置虽然新建厂房三间，但不拆除原厂房，原厂房有三间（4m+4m+4m）的空间，可以从上游向下游依次设置6m宽的中控室和6m宽的检修平台。这样不但加快了施工进度而且减少投资，增加了施工安全性。

2.2 解决原起重机支撑柱承载力不足的问题

由于红土岭水电站更换了水轮发电机组，原5t手动单梁起重机已经不能满足使用要求，根据水轮发电机组单件最大重量的实际情况，更换为10t电动单梁起重机，同时更换“T”型梁。但原厂房起重机支撑柱无法更换。为在确保安全前提下降低造价，采用加大受力面积的方法解决。一是在“T”型梁和支撑柱的接触面积上平铺2cm厚钢板加大接触面积的方式增加了支撑柱的承载能力。二是加大“T”型梁底宽，原5t“T”型梁底宽15cm，新的10t“T”型梁底宽为25cm，同时实施过程中在钢板和原支撑柱接触面上平铺1cm厚M30高强度砂浆，使接触面平整和牢固。事实证明，第二种做法不但确保了安全及节约投资，还缩短了工期。

2.3 机电设备加工与土建工期的矛盾

根据红土岭水电站改造工程的工期安排，在土建工程开工后90天时机电设备就应进场安装，但实际的机电设备加工周期不能满足工期要求。为了使工程顺利实施，不出现施工现场等设备，造成误工的现象发生，签订合同后，业主组织设计、监理、施工单位进行机电设备采购，确定供应商后，根据机电设备供应商所提供的交货时间进行施工安排，最终确定以机电设备交货前100天土建工程开工建设。在土建开工前的这段时间，组织机电设备的各个供货商进行协调，将各个供货商的机电设备参数汇总、梳理，使各个设备之间匹配，整套设备性能稳定，满足使用要求。在红土岭水电站改造工程实施过程中，机电设备的进场时间就是各个设备基座混凝土强度达标的时间。这样的安排，不但确保了整套设备的性能匹配和稳定，而且使整个施工安排紧凑、有序，没有出现误工和赶工期的现象发生。

2.4 高压室空间的改造

红土岭水电站原高压室在厂房上游，为砖混结构，屋顶为混凝土预制板，房屋净空尺寸为3.3m×3.3m×3.6m（长×宽×高）。安装两台GG-lA高压开关柜，配SN-10型少油开关和手动操作机构。而本次改造后，室内安装10kV断 路 器 柜 （型 号 ：KYN28-12-39）、10kVPT柜（型号：KYN28-12（Z）-06）和厂变进线柜（型号：KYN28-12）各一面，设备在安装和以后正常使用中需要的房屋净空尺寸为4.0m×3.3m×3.6m（长×宽×高）。为了达到这个要求，实施过程中采用墙改梁的方法，在原房屋屋顶的混凝土预制板方向的圈梁下增加一道承重梁，拆除原墙体，延长房屋两侧侧墙1m，同时新建一面墙体。屋顶采用钢筋混凝土现浇板与原预制板浇筑在一起，再对整个房顶进行防水处理，既满足设备尺寸要求又节省了投资，加快施工进度。

2.5 解决钢筋混凝土施工难的问题

红土岭水电站改造工程原设计通风道为0.8m×0.6m（高×宽）的钢筋混凝土通风管。由于这种结构的通风管，在实施过程中需要进行绑扎钢筋，支模板，分仓浇筑混凝土等，施工复杂、繁琐，并且施工周期长，直接影响施工进度。为了解决这个问题，在该电站施工中，采用直径800mm的波形管替代钢筋混凝土通风管，不但能保证出风量，而且能减少投资，方便了施工，加快了施工进度。

3 结语

红土岭水电站改造工程在实施过程中，参建各方以实事求是、认真科学的态度，做到了具体问题具体分析解决，通过各种措施的应用，使该电站改造工程在厂房布局上更加合理，施工安全性和施工质量上得到保障，各类机电设备匹配、性能良好，减少了投资，缩短了施工工期，达到了预期效果。陕西水利