CCS水电站技术循环供水系统特点浅析

李卓，赵贝

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装分公司，云南昆明650001）

CCS水电站技术循环供水系统特点浅析

李卓，赵贝

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装分公司，云南昆明650001）

科卡科多辛克雷（简称CCS）水电站工程位于厄瓜多尔共和国Napo和Sucumbios省内，工程由引水枢纽、输水隧洞、调蓄水库、压力管道、地下厂房及地面开关站和控制楼等组成。地下主厂房内安装有8台单机容量为184.5 MW的冲击式水轮发电机组，地下主变洞GIS室内安装25台容量为68.3 MVA的单相变压器（1台机组配3台，备用1台）。水轮发电机的空气冷却器、推力轴承油冷却器、上导轴承油冷却器、下导轴承油冷却器、水导轴承油冷却器和主变压器均采用密闭循环冷却水冷却。

传统技术供水特点；密闭循环式冷却水；经济性；可靠性

1　传统技术供水系统

水电站的技术供水系统主要针对水轮发电机组设备进行冷却和润滑，各用水设备对水量、水温、水压、水质均有相应的要求。传统型技术供水系统，比如说：水泵供水、自流供水、水泵和自流混合供水、顶盖取水、蜗壳取水、压力钢管取水等方式，对于技术供水水压及水质均能满足要求的电站是经济可行的。水电站技术供水可靠性及经济性在电站实际运行中非常重要，由于部分电站水头范围大，可取用的冷却水泥沙含量大且杂质过多，很难满足常规传统技术供水方案的水压及水质要求。再加上传统设计中选用的减压阀和滤水器等水处理设备虽然技术上逐渐成熟，但仍存在设备环节的运行隐患，且设备投入较为昂贵。致使技术供水系统的减压及水处理设备设置过于庞大复杂，技术供水系统复杂且难以检修维护，设备投入大且运行可靠性欠佳。

2　循环式技术供水系统在水电站中的应用

为了尽可能提高水电站技术供水系统运行的经济性、可靠性，循环式技术冷却水系统在国内外水电站已得到广泛的应用。其工作原理为采用经过水处理系统处理的清洁水源通过增压泵进入机组各个冷却器系统，出水再通过尾水冷却器，与自然水进行热量交换后回到机组冷却器进水处。机组冷却水在一个往复循环的系统中，通过流动的温度较低的天然河水带走机组运行产生的热量。

由于循环水采用了经过处理的清洁水，可有效防堵塞、防结垢、防腐蚀、防水生物，解决了水电站机组冷却水水质难以满足技术供水要求的问题。

3　 CCS水电站技术供水系统供水方式及工作流程

技术供水系统采用密闭循环供水方式，每台机组供水系统由2台卧式离心泵（1主1备，流量为915 m3/h，扬程为38 m）、1台立式离心泵（流量为60 m3/h，扬程为8 m）、20台尾水冷却器、1个容积为1.0 m3的膨胀补水箱、各种阀门自动化仪表及相关管路等组成。冷却水通过机组各冷却器后，经回水总管流经布置于尾水支洞中的尾水冷却器，利用尾水进行热交换，降低冷却水温度，再通过卧式离心泵加压送至机组各用水设备。整个管路系统的充水、补水由设置在高处的膨胀补水箱来完成。膨胀补水箱的水来自于经过处理的厂外高位水池的清洁水，因此，该系统可有效防止管道堵塞、结垢、腐蚀和水生物滋生。

4　 CCS电站主变冷却器及主轴密封供水

考虑到主变压器存在空载运行和正常运行两种工况，因此，在系统中增加了1台流量较小的立式离心泵，用于主变在空载运行时的供水。主轴密封材料采用进口高分子材料，在水轮机尾水压水运行时自动投入，在正常运行时（无压运行）能自动切除。主轴密封供水水源取自经过处理的厂外高位水池，采用自流供水方式，在取水管路上并联设2台高精度滤水器，以确保密封用水的清洁度。

5　 CCS水电站循环式技术供水系统的主要设备

CCS电站技术供水系统主要分为取水系统、储水系统、循环系统、冷却系统等。

5.1取水系统

CCS电站技术供水清洁水源来自电站高位水池经过水处理系统生产的清洁水，水处理系统取水来自水源井，经过增压泵输水至高位水池，而后经过工业水处理系统，生产出干净的可用水。

5.2储水系统

工业水处理系统生产出的清洁水储存在高位水池产水池中，产水池出水口经过管道接入地下厂房技术供水用膨胀水箱。膨胀水箱内设置有液位浮球开关，信号送至机组监控系统，当发出膨胀水箱液位低报警信号后，由运行人员手动打开膨胀水箱进水阀门，给水箱补水。

5.3循环系统

膨胀水箱内的水通过自流，流入机组技术供水循环系统。技术供水循环系统由控制柜、循环水泵（2台离心泵A和1台离心泵B）、尾水冷却器、管道、减压阀等组成。总进水、出水管上装有流量计，流量信号上送至机组监控系统和技术供水现地控制柜。其他导轴承及空冷器冷却器管路上安装有机械式压力表计、机械式温度计、压力变送器、测温RTD、冷却水流量开关、压力开关等自动化元件。

当水泵控制系统接收到机组监控系统发出的开启技术供水命令时，技术供水主泵A启动，2台离心泵互为主备用，启动条件按照每台泵的启动时间来判断。若控制柜PLC判断1号离心泵运行时间短，则收到监控系统启动命令后，PLC向1号泵软起装置发出启动命令，1号离心泵运行，同时上送运行信号至监控。当1号离心泵连续运行6 h后，轮换启动2号泵，轮换时先启动2号泵，待2号泵启动完成后，延时60 s停1号泵，经过一个轮换后泵的运行时间清零。在启动过程中，当其中1台泵故障报警时，自动发启动另外一台泵的命令。若2台泵启动均失败的情况下，PLC发出启动离心泵B的命令（当然，这种情况下各个冷却器系统的流量是不能满足的，B泵仅供主变压器空载运行时的冷却水）。以上所有泵的运行信号、压力开关、压力变送器、测温RTD及流量开关信号均上送至机组监控系统。

5.4冷却系统

水冷却系统是通过安装在尾水中的冷却器进行热量交换的，循环水在给机组各部位冷却降温后循环至尾水冷却器，通过温度较低的尾水进行冷却后，水又被循环至机组技术供水总进水管，就这样不断的循环。水循环过程中，密闭系统内的水会不同程度的损失，损失的水通过膨胀水箱进行补给。

6　循环式技术供水系统的维护

传统的技术供水系统，冷却水源来自天然河流，水质含有大量泥沙等杂物，技术供水尽管有经过滤水器等滤水设备，但供水管道也会经常出现堵塞、腐蚀等现象，现场维护量较大。在循环冷却水系统中，水源来自经过处理的清洁生活用水，所以不会发生管道堵塞等现象。但是，蒸发、渗漏现象会使密闭循环水量逐渐减少。该系统的维护主要是对膨胀水箱等补给设备、循环水泵、控制柜、尾水冷却器等设备的维护。维护量相对传统技术供水系统减少很多。

7　结语

目前大多数国内外水电站应用了循环冷却技术供水，实践证明，该系统是一种可行、经济、实用的技术供水方案。在进行水电站技术供水设计时，可结合电站实际情况，通过技术经济比较，选择合适的技术供水系统。

［1］CCS水电站技术供水系统厂家技术文件［Z］.

［2］龙海军，耿清华.循环冷却技术供水系统在某水电站的设计及应用［J］.吉林水利，2014（2）：50-52.

［3］杨锐.循环冷却水在水电站技术供水系统的应用［J］.中国水能及电气化，2009（11）：35-37.

TV735

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1672-5387（2016）09-0065-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.022

2016-04-15

李卓（1987-），男，助理工程师，从事电气试验工作。