关于龙羊峡水电站节能技术改造研究

李宁

摘要：以龙羊峡水电站為例，通过对水电站的部分区域的照明、阀门、调速器等装置的技术改造措施和节能改造前后的能源消耗对比的分析，研究这些节能技术的效果，为其他水电站的节能改造提供依据。

关键词：水电站；改造；措施；节能

1引言

水电站是为我国生产生活提供电能的综合性工程设施，一般包括水库和引水系统、发电机组、厂房等设备，还建有生活用建筑、复合组用建筑等，而水电站需要24h不停地运转，因此对于能源的消耗较多。鉴于当前国家推行节能降耗的政策，水电站也正在进行节能技术改造，以求最大程度减少水电站运行需要的能耗，而将更多的电输入到电网中去。

2水电站改造前状况

2.1照明

龙羊峡水电站内有多种功率的灯具，多为高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯，用电需求较高，而且这些灯的配件镇流器、触发器、电容故障率较高，更换配件困难且高空作业危险性大。线路的电缆截面积较小，无法满足旧灯具的功率要求，因为线路都是暗线埋于墙内，有些电缆存在绝缘老化甚至局部短路等情况，无法对故障点进行检查及故障线路更换。另外照明配电盘开关均为旋钮开关，线路通过旋钮瓷保险进行保护，可靠性低。

2.2机组快速闸门系统阀门X03-X06阀更换

快速闸门系统阀门密封不严，存在窜压现象；闸门下滑速度较快，油泵3天启动两次，启动频繁，因此对油系统管路以及各阀门的冲击频繁，缩短了油泵、电机、阀门以及电气元件的使用寿命，也加快了油质老化的速度；阀门操作机构操作不灵活，且阀杆处存在渗油现象，油缸室环境潮湿，阀门锈蚀严重。

2.3调速器、压油装置改造

调速器压油装置压油泵出口逆止阀、安全阀及卸载阀缺陷频发；逆止阀存在密封面损坏，密封不严以及阀芯发卡，动作不灵活等问题，容易引起压油泵反转；卸载阀存在内部调节活塞发卡导致卸载阀开启后无法关闭，压油泵启动时频繁卸载或卸载时间过长等问题，导致油泵打压时间增长，容易造成油封破裂跑油等事故；安全阀存在定值调整后不稳定，阀门误动的缺陷，需要经常调整其定值，增加了检修维护工作量，同时存在很大的安全隐患；压油泵轴封老化严重，有渗漏油现象，备品备件无法购买；由于长期运行造成主配压阀衬套、阀体之间的间隙增大，主配压阀存在窜压现象，油系统压力保持时间缩短，压油泵启动频繁；由于设计落后，检修中主配压阀中位调节难度大，机械不平衡造成导叶开度漂移的现象严重；转轴与引导阀连接死区大，在步进电机小幅调节时其力矩不能传递到引导阀，电调微调令无法完成，进而导叶实际漂移值增大；自复中位传感器偶发性故障率高，可导致微机电调自动切换至手动方式运行，会发生机组过速等严重后果。

2.4尾水门更换、渗漏点灌浆处理

2F、3F机组人孔门周边有大量漏水，主轴密封在机组一定工况下漏水较大，巡回次数较多，工作量大，安全隐患突出；2455层电缆层墙面也有大量渗水情况，漏水量大导致集水井水位增高，平时投射流泵时不能完全降低集水井水位，还需深井泵频繁启动排水，影响深井泵使用寿命以及对管路造成较大的冲击，增加厂用电能消耗。

3水电站节能技术改造措施

3.1照明

水电站部分区域的灯具均更换为LED免维护灯，功率小，寿命大幅增大，提高了照明可靠性高，降低了维护工作量；电源进线均改为6mm2铜芯电缆，分支线路为4mm2、2.5mm2铜芯电缆，电缆载流量满足现有灯具功率要求；存在较大隐患的电缆，均已改造移出电缆桥架；所有照明电缆均布置成为明线，采用无缝钢管穿线方式；照明配电盘改为空气开关，进线电源为漏电保护开关，故障动作可靠性高，且便于维护方便后期线路故障点检查及处理。另外重要区域的照明改为双电源进线，当一路电源进线侧故障时，仍能保证有另一路照明，提高了照明可靠行。

3.2机组快速闸门系统阀门X03-X06阀更换

新阀门采用不锈钢材质，各部密封良好，漏油量减少，油泵启动频率降低，大大降低了对油系统管路以及各阀门的冲击，延长了油泵、电机、阀门以及电气元件的使用寿命，并改善了油缸室环境。

3.3调速器、压油装置改造

油泵电机组采用F级绝缘、防潮型，启动频率减少，油系统管路的冲击降低，减缓了油质老化的速度；集成阀组定值调整后，无需定期调整定值，管路控制阀门更换为球阀便于操作；油泵更换为立式螺杆油泵，无渗油漏油现象，也无需更换轴封等部件；调速系统易于调节机械平衡、开关机时间等参数，滤芯堵塞后更换方便，无需定期清洗滤芯，系统整体运行稳定、可靠，故障率降低不发生误动；对压油装置压油泵吸油口进行了优化改造，由直接吸油改为侧向吸油，防止集油槽底部的杂质影响插装阀组的安全运行；泵更换为立式螺杆油泵，提高了输油效率；压油装置打压上压时间缩短，压油泵启动时间间隔增长，由原先的10分钟左右延长至60分钟左右。

3.4尾水门更换、渗漏点灌浆处理

通过更换尾水门、调整主轴密封和局部灌浆使厂内集水井来水量降低，平时只投一台射流泵就能满足集水井安全水位，两台深井泵无需启动，从而使厂用电能消耗也降低；地面积水有效减少；通过对渗水点进行更换和灌浆处理，渗水减少，维护工作量降低，减少巡回的次数。

4改造效果

改造前照明总功率为25.96kW，年电能消耗量227409.6kW·h，改造后降到6.548kW和57360.48kW·h，相比改造前节约电能170049.12kW·h。

改造前油泵3天启动两次，每次约2分钟，一个月约启动20次，时间约40分。全年油泵90KW电机消耗的电能为720KWh。改造后油泵15天启动一次，每次约2分钟，一个月约启动2次，时间约4分钟。全年油泵90KW电机消耗的电能为72KWh，全年节约电能648KWh。

改造前每年单台机电能消耗115200KWh，改造后每年单台机电能消耗7200KWh，节约电能约为108000KWh，全年4台压油泵节约电能约为432000KWh。

改造前深井泵每年单台机电能消耗：1号泵全年单台消耗的电能为54000KWh+2号泵全年单台消耗的电能为189000KWh，总电能消耗约为243000KWh。技改后由于一台射流泵已满足厂内排水需求故深井泵未启动，电能消耗为零。

5结语

经对厂内部分照明系统、调速器、压油装置、快速闸门系统等项目改造完善后，提高了设备安全运行的可靠性、大大减少了厂用电能消耗、减轻了维护工作量及改善了环境。通过改造和完善，降低了厂用电能的消耗。经计算，经过此次改造，本水电站全年总节约电能为845697.12KWh，每月平均节约电能为70474.76KWh。

（作者单位：国家电力投资集团公司

黄河上游水电开发有限责任公司龙羊峡发电分公司）