大型水利工程技术供水系统优化与改造探讨与研究

鲁健 倪春 张念龙

摘 要：大型水利工程技术供水系统是工程辅机设备中最重要的一环，关系到机组设备安全运行，其基本功能是利用水流热交换，降低机组等设备温度，一旦技术供水系统出现问题，直接影响工程调度与运用效益的正常发挥。因此，大型水利工程技术供水的可靠性、高效性、稳定性尤为重要，对此，文章主要举例分析大型水利工程技术供水系统优化与改造的可行性，促使设备设施运行可靠，保障效益正常发挥。

关键词：技术供水;供水系统;风冷机组;循环水池;热交换

由于大型水利工程供水系统的设计与管理直接关系工程安全，现今，供水系统还面临着一些问题，导致系统故障，严重时会导致机组效率低下、事故停机、烧毁等事故，所以，对于技术供水系统优化设计与改造提升尤为重要，加之后期人员管理措施的加强，监控设备设施的完善，能够保障工程正常运转。

1. 大型水利工程供水系统安装现状

大型水利工程供水系统的主要功能一般而言是对主电机、齿轮箱、轴承等设备进行冷却用，保障设备运行温度在合理区间，一旦设备内部温度过高，影响机械设备运转，严重时由于机组绝缘皮老化烧毁、机械设备热胀冷缩作用等，引发电气、机械设备烧毁等连带事故。

年限较久的水利工程一般冷却水系统采用下游取水方式，水草杂物及水生生物较多，易发生供水系统管道阻塞，致使供水母管水压力达不到要求，机组冷却不到位，危及机组安全运行，同时由于水温波动大，造成冷却效果不稳定，严重时可能影响机组正常运行。

一般工程供水系统基本如下图所示：从下游取水口引水，采取双管口双重保障设计，管口处设置围网等简易过滤装置，经过相连的管道、供水泵、滤水装置，配送至厂区管网中，用过的水流直接排入河道。

2. 分析研究

对于上述现状，最根本的问题便是冷却水的质量，水内含有的水草、浮萍、生物、泥沙、杂物等都会是致使设备问题的根本原因，一般而言，现在的大型水利工程、大型水利工程一般配套设置管理樓，基本配备自来水，可以通过自来水，控制好水的质量，但考虑经济性，还待商榷。

第二种研究方案便是水采取静止水，与河道不参与、不相通，这便是内循环系统，但内循环系统也需要冷却，外面再加一道外循环，经济性是否可行？下面着重对着几种思考思路进行重点分析，以及提供改造的相关方案，因现行水利工程、水利工程结构的不同，可参照相关方案，结合自身实际采取优化与改造模式。

3. 技术对策优化与改造建议

方案一：内外双循环技术供水系统设计。中心思想是参与在机组、齿轮箱等重要设备的技术供水系统构成内循环，与河道不参与、不相同，在厂区内部设置高位水箱，水箱中的水定期由自来水进行更换。外循环仍采取固有模式，从河道引水，双重保障，排入河道，其与内循环相交处设置热交换器，即内循环给重要设备冷却，外循环给内循环冷却，即使外循环出现管道阻塞等问题，也因高位水箱和内循环封闭的特点不会对重要设备造成损害，期间可立即对外循环进行检查，排除故障后重新投运，基本满足工程需要。

方案二：新型风冷技术供水系统设计。该系统中心原理是相当于内循环系统，外循环直接为风冷机组，系统管道内冷却水封闭式强制循环，冷却水循环流动的动力来自增压管道泵，由主机泵冷却器经热交换流出的热水由增压管道泵送至冷却器，强降温再次由管道进入主机泵冷却器，使热量进行封闭式循环。这种新结构，大大增加了改造空间，可在增压管道泵进水口增加过滤装置进一步过滤水中杂质，管路进出水管上安装的两个减震接头可最大限度地减少来自增压管道泵等传来的震动，设置自动放气阀可及时排除内部气体，管道内故障引起的缺水，也可通过高位膨胀水箱进行补充。冬天，主机组停机时，可打开排水阀放尽循环水以避免由于气温下降等原因冻坏管道等元件。

4. 管理对策优化与改造建议

我国大型水利工程在信息化的当天，基本可做到无线覆盖，这时，可适当对供水系统增加警示系统，通过技术供水母管压力的变化下限值，提前预测机组温度的变化，采取对值班控制室、值班手机等紧急警告，提醒值班人员进行现场处理，避免问题扩大。类似这种警示系统可应用与机组运行各个层面，改造相对简单，不仅仅是供水系统。

另外加强信息化设计，对于水利工程故障信号、停机信号等分级设置，全面掌握各参数上下限值，及时发生故障首先能最大限度切断开关，保障设备完好，并采取紧急故障维修，恢复工程功能。

二是加强对辅机系统技术供水系统的检查，可采取每月定期检查、运行每日定期巡查等方式，维护设备完好，并采取双套技术供水轮流运行，能够及时检查并发现问题故障，进一步保障设备可靠性。

三是加强对管理人员的培训教育，认真对工程重点部位及风险点的安全措施进行宣贯和演练，保障每一位值班人员能够做到及时应对，应对有效。

此外，管理人员应熟知整个供供水系统的工作原理和要点，熟练掌握每个操作的步骤，谨慎对待闸阀的关闭与开启，重视每个参数指标的变化，保障工程运行安全。

结束语：综上所述，在大型水利工程工程中，供水系统尤为重要，它是整个辅机系统中的重点环节，牵一发而动全身，无论是设计、安装、管理等各个层面出现问题，都影响工程安全运行。因此，各未动工、已建成的各个水利工程，应以安全运行为纲，强化设备设施设计，落实施工安装质量，研究优化提升措施，严格人员管理行为，为工程正常、安全、稳定运行提供切实保障，确保工程效益得到有效发挥，从而推进社会繁荣稳定。

参考文献：

[1]《南水北调水利工程工程管理规程（试行）》NSBD 16-2012;

[2]《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577-2004。

（南水北调东线江苏水源有限责任公司徐州分公司，江苏 徐州221000）