技术供水改为循环供水看电站技术供水的设计和运行

从机组技术供水改为循环水冷却技术供水
看水电站机组技术供水的设计和运行

水电站机组技术供水中的冷却水对电站机组的安全运行有着至关重要的作用，冷却水运行不正常，会造成机组温度升高，报警、甚至停机。而冷却水的水质（漂浮物、泥沙、结垢、水生物、腐蚀等）如不能满足要求，对电站运行都会造成影响。
由于冷却水取自河水，而影响河水水质的因素很多，因此到目前为止还很难制定一个冷却水水质的设计标准。现有设计上大都按无漂浮物情况下允许一定含量的泥沙，并控制机组PH值，暂时硬度的方法。首先无漂浮物的电站在汛期很难达到。不可避免地存在水质问题。采用地下水存在结垢、水量不稳定等问题。
机组供水采用循环冷却水，可以彻底解决水质难题，这一新技术从一九八九年产生以来，现已推广使用上百座电站，已运行的最大容量达3×60=180MW。经十多年推广使用，不断总结完善，现已发展成为一种既经济又成熟可靠的供水方式。
通过对八盘峡、南桠河三级、洛泽河、邱北格雷一、二级，新疆喀群二级，洛泽河等电站的技术供水技改，可以看出水电站机组循环冷却技术供水是目前能彻底解决水质难题的最好方式，这是因为：
(一) 漂浮物对冷却水的影响
漂浮物主要表现是对冷却水进口，滤水器及机组冷却器的堵塞。防止的办法是改进滤水器及进口拦污栅的设计。其发展是从最早的固定滤水器改为旋转滤水器（全自动）。利用旋转清污、排污。现在发展为充分利用漂浮物轻、浮原理，从滤水器上部进水，下部出水，从上面排污及单元自动定时反冲。虽然从滤水器本身来看在不断提高其滤水功能。但是堵排总是不能彻底解决问题。而且还要消耗一定量冷却水。随着泥沙的进入也仍然不能解决泥沙磨损的问题。而且滤水器造价在不断增加。由于水电站自身的特点无论常规的发电机空气冷却、蒸发式冷却或热管冷却器都离不开利用河水进行冷却。因此，应该寻找新的彻底防止漂浮物的技术供水方式。尽可能取消或不用滤水器及冷却水进水口拦污栅避开与河水直接打交道。
取地下水是一种获取清水的方法，但地下水有不稳定和不确定因素，有的电站在使用一段时间后会发现水量不足，必须另外解决。这是因为地下水受水文地质条件影响，比较难确定。当然地下水一般含结垢的盐类较多，而结垢是很难处理的。
甘肃八盘峡右岸厂房、四川九寨沟二道桥水电站的技术供水改造，都主要是对付漂浮物。
八盘峡水电厂 技改后的四川九寨沟二道桥水电站
技改后的黄河干流八盘峡水电厂循环冷却技术供水装置1、机组排水总管(DN800)； 2、循环水泵房及循环水池；3、尾水冷却器； 4、机组循环水进水总管。八盘峡水电厂装机(1X40+5X36+2X3=223MW)左岸一台40MW扩建机组因地理条件修漩流沉沙池困难,技术供水采用了循环冷却水, 右岸6台机主要因漂流物影响而用循环水改造了技术供水。 二道桥水电站装机2X6MW,额定水头100M, 九寨沟水土保持很好,河水清澈见底,汛期泥沙含量很少.但漂浮物（树枝、树叶、塑料食品袋、旅游人工拉圾）严重危害电站运行，由于堵塞机组冷却水量严重不足，甚至于6000KW机组只能发4000KW，机组技术供水改为循环冷却器后解决了这一难题。

(二) 泥沙对冷却水的影响
泥沙主要是指悬移质泥沙，其主要表现是对技术供水系统的磨损、淤堵，而磨损是主要的，因若无漂浮物的联合作用，则泥沙是可以通过技术供水系统的。泥沙的磨损最严重的表现就是将发电机空冷器和轴承油冷却器铜管磨穿,磨损的严重程度与泥沙的含量和泥沙的硬度有关。如四川大渡河上的龚咀电站，大渡河支流南桠河上的南桠河三级电厂以及长江葛洲坝水电厂等。（对于采用水泵技术供水方式的电站，水泵的磨损，盘根漏水、水泵叶轮磨蚀也很普遍）。
解决泥沙问题，靠滤水器是不行的，因为滤水器的滤孔对悬移质泥沙来讲无能为力，因此解决的办法主要是用技术供水清水池进行沉淀，或利用漩流沉沙池（或漩流器）利用泥沙与水的质量差进行分离。也有采用斜板除沙，甚至采用了修建自来水厂的方案，修建清水池、漩流沉淀池都存在一个取水问题，无论上游坝前取水或下游尾水取水，都必须与河水打交道。漂浮物的防止又提上日程来了。取地下水，又存在结垢与地下水稳定的问题。
泥沙的危害对水电站来讲造成了一种安全隐患，南桠河水三级水电厂技术供水改为循环冷却水，主要出发点完全是泥沙的磨损，该电站曾为此投资8万元研究热空气冷却器。

四川明台水电站大坝 四川明台电站循环水池及循环水泵
明台水电站位于四川嘉陵江支流涪江上，是一座装机3×15MW=45MW的河床式水电站，由于漂浮物和泥沙严重，根据该河上已建电站运行的实践，已批准的初步设计，技术供水为修建一座投资600多万元的水厂。技施设计为技术供水改为循环冷却水，不仅节约投资600万元左右，而且彻底解决了漂浮物、泥沙、结垢、水生物等水质难题。 1、循环水池 2、循环水泵 循环冷却器型号：XLQ-15/350-L XLQ-循环冷却器 15-所配机组容量15MW 350-单机冷却水量（m³/h） 循环水泵为负吸出高程，起动时无需充水

南桠河水厂3#机循环冷却器正在安装 南桠河电厂3#机尾水冷却器
南桠河电厂装机3×40MW为一座水头为265m的水电站，位于大渡河一级支流南桠河上，尾水渠分成三组，经尾水检修闸后流入下游。因泥沙将机组冷却器磨穿而将技术供水改为循环水 南桠河电厂3#机循环冷却器正在安装，1-2#机尾水渠安装尾水冷却器时在运行， 2-3#机尾水渠（正在停机安装尾水冷却器），3-尾水冷却器，尾水冷却口型号为：XLQ-40/300-L

(三) 结垢对冷却水的影响
结垢是指冷却水中的盐类由于水温升高碳酸根与氧气结合产生水垢的现象，例如Ca，附着在机组冷却器的表面，降低了冷却器散热效果。至使机组温度升高，影响机组正常运行。清除冷却器结垢可以有多种方法。如超声波等。当然，目前的冷却水排至尾水，不断流动，将冷却水变成软水的投资很大，有的电站结垢严重，不得不更换冷却器或将已结垢的埋管废弃而采用明管。例如：云南邱北格雷二级，一级电站和新疆喀群二级电站机组冷却器的结垢已造成了电站运行的困难。因此这二个电站专为解决结垢而对技术供水系统进行了改造。改造方案即将机组技术供水改为了循环水冷却技术供水。



(四) 水生物对冷却水的影响
水生物的生长对水电厂的危害主要是堵塞技术供水系统，使供水管道过水断面减小，从而使冷却水量减少，不能满足机组对冷却水量的要求，造成机组空冷器轴承温度升高甚至不能运行。虽然水生物的生长只在河水温度较高，而且有水生物繁殖的河流，但一旦出现危害极大。例如四川的达州平昌水电厂、沪洲的黄葛颢水电厂、金华水电厂、贵州漾头水电厂等。对于目前的技术供水方式，要解决水生物的问题很困难。因为冷却水是排至下游加药处理不可能，检修时技术供水系统埋管无法清除。机组冷却器的清除也很费时费工，防止方法可以采用地下水同时的地下式的结垢及稳定问题也是不能忽视的。
四川金华水电厂装机3×15MW，位于涪江上（嘉陵江的支流），为发防止泥沙、漂浮物、设计上机组技术供水采用了循环冷却技术供水，循环冷却水虽然很好地解决了漂浮物与泥沙问题，及技术供水系统内部生长水生物的问题，但忽略了水生物在循环尾水冷却器的外部生长，降低了散热效果的问题。金华水电厂后下一个梯级小龙门水电站（3×13MW）就提出了防止水生物危害问题。决定仍然采用循环冷却技术供水以解决技术供水内部生长水生物的问题。对于外部根据金华水电厂的经验，在运行的初期一年来，尾水冷却器外部生长水生物还无影响，因此修改了尾水冷却设计：尾水冷却器每年枯水期吊起检修，（在尾水平台上用农药喷杀死水生物后极易脱落）。加大冷却器换热管间隙，以利于检修时喷杀工艺的实施（现在已安装）。

平昌电站1平昌电站装机3X KW是种低水头溢流式水电站，由地处四川东部的达州为嘉陵江的支流，气温较高，适合生长水生物 平昌电站2平昌电站布置在尾水中排水管表面长满了水生物，若长在尾水冷却器，通过吊至平台检修（一年一次），可以用农药杀死，冲洗清除

(五) 减压阀
减压阀在水电站中也普遍使用。当水头在60m至120m范围时，与采用水泵供水经过方案比较后采用，现在减压阀的质量、可靠性都不断在提高。因此也是很好的方法。例如我国三峡水电站就采用了进口减压阀，但是减压阀对漂浮物和泥沙也是很害怕的，当漂浮物解决后，泥沙的磨损也不可避免，我们认为在方案比较时不仅比较一次性投资还应对节能进行比较，尤其在枯水季节电能价值高的时候，考虑节能更重要。四川马拟电站原采用减压阀，后因投资，漂浮物和泥沙放弃了。将技术供水改为循环冷却技术供水。
云南洛泽河水电站总机2×12.5MW，水头125米采用了减压阀，由于泥沙磨损，漂浮物危害，还有结垢，早在一九九四年实用循环冷却水对机组供水进行了技术改造。