王新兵

（晉城市郭壁供水工程管理處,山西 晉城 048000）

1 栓驢泉水電站現(xiàn)狀

拴驢泉水電站位于澤州縣山河鎮(zhèn)小驢圈村東,是沁河流域裝機容量較大的水電站，整個電站坐落在山里泉旅游區(qū)內,距晉城市區(qū)55km，壩址以上流域面積9060km2，控制干流長352.2km，多年平均年徑流量為14.97億m3，多年平均流量47.47m3/s。沁河從太行太岳的高山峽谷間蜿蜒南下，在潤城水文站以上，下墊面多為砂頁巖地層，水量滲漏損失小，電站所處河段蜿蜒曲折、地勢落差大、動能資源豐富，壩址距廠房直線距離1200m，其間河道曲折流長16km，取得了60余m的發(fā)電水頭，水能利用條件和經濟指標均較優(yōu)越。

拴驢泉水電站于1991年建成，至今運行已有20多年，由于受當年技術條件和資金限制，施工質量較差，加上運行時間長久，水電站多處工程出現(xiàn)了嚴重隱患。主要問題是機電設備陳舊老化、效率低下；金屬結構設備不同程度存在腐蝕、變形、振動、漏水現(xiàn)象，這些因素導致電站不能正常滿負荷運行、并存在著一定的安全隱患，水資源得不到有效利用，經濟效益和社會效益明顯降低，亟待解決。

1.1 水電站建筑物

拴驢泉水電站屬?。ㄒ唬┬凸こ蹋こ痰燃墳棰舻娶艏?，主要建筑物和次要建筑物及臨時建筑物均按Ⅳ等Ⅳ級建筑物設計。

本電站樞紐工程有攔河引水樞紐、引水隧洞、交通橋、交通洞、調壓井、壓力管道、主副廠房、開關站和利用尾水向“引沁濟莽”渠道送水工程等組成。電站樞紐及廠房、生活區(qū)等都能正常運行。主要問題是引水壩下游左岸沒有做岸坡防護工程、廠房和啟閉機房陳舊破損，屋面滲水嚴重。

1.2 水力機械

拴驢泉水電站為引水式徑流水電站，水輪機為擴大單元系統(tǒng)引水，引水系統(tǒng)的調節(jié)方式為設置調壓井，下游尾水通過橫穿沁河河底的倒虹吸管送往河南。

全廠安裝兩臺水輪發(fā)電機組，容量為2×8750kW水輪機型號為HL220-LJ-140型;發(fā)電機型號為SF8750-14/2600;調速器型號為T-100型機械調速器；蝶閥為DN2000液壓操作立式;并設有起重50/10噸，跨度為12.5m的電動雙梁橋式起重機一臺。

全廠分別設有供排水系統(tǒng)、透平油系統(tǒng)、絕緣油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、水力量測系統(tǒng)等附屬設備。

主要問題是水輪機組設備嚴重老化，絕緣電阻下降嚴重，過流部件磨損和空蝕，噪音增大，機組出力明顯下降，穩(wěn)定性差，經常停機和檢修，安全隱患嚴重。

1.3 金屬結構

1.3.1 壓力管道

電站壓力管道上接調壓井，下端與機組蝶閥相連，全長146.16m，其中地下埋鋼管的直管段長23.5m，管內徑4.4m，壁厚16mm；鋼管明管段全長34.7m，自上而下由進人孔、伸縮節(jié)、漸變管、三梁式岔管和直管段等組成，管內徑有4.4m、3.2m、2.0m三種，對應的壁厚分別為18mm、16mm、14mm。

主要問題為壓力管道不同程度產生腐蝕、剝落，個別地方甚至有漏水現(xiàn)象，急需進行修復和防腐。

1.3.2 閘門及啟閉機

主要設備有沖沙閘平板工作閘門三扇，配備80t卷揚式啟閉機三臺；沖沙閘平板檢修閘門一扇，配備80t電動葫蘆一臺；進水閘平板工作閘門和檢修閘門各一扇，分別配備2×15t卷揚式啟閉機一臺;進水閘攔污柵一扇，配備2×7.5t電動臺式啟閉機一臺；潛孔式尾水檢修閘門二扇，單門門重3t，配備2×7.5t電動臺式啟閉機；引沁濟蟒送水倒虹吸工程渠首控制閘門兩扇，配備2×7.5t電動臺式啟閉機兩臺。

共性缺陷，閘門門體有銹蝕現(xiàn)象；止水老化；止水連接螺栓銹蝕和小部分缺失，松動部位不便檢修；滾輪有銹蝕現(xiàn)象，不能正常工作；閘門加重塊缺失現(xiàn)象嚴重，致使閘門關閉不嚴；啟閉設備有腐蝕現(xiàn)象，部分零件工作不正常。致使產生了不同程度的啟閉不暢、振動、漏水等現(xiàn)象。

2 主要改造措施

2.1 工程任務和規(guī)模

拴驢泉水電站是澤州縣小水電骨干電源之一，1978年主體工程動工興建，1991年建成投產，設計水頭57.65m，設計引水流量32.8m3/s，總裝機2臺，每臺容量8750kW，設計年平均發(fā)電量9460萬kW·h。電站自運行以來，為緩解水電供電壓力和當地的工農業(yè)生產用電起了積極作用，為農民脫貧致富起到了的推動作用。

水能計算：根據規(guī)范要求，設計保證率選用85%。電站保證出力公式：N=AQH

式中：A——出力系數。取8.0；

Q——保證流量，為7.0m3/s；

H——水頭為57.65m。

經計算，保證出力N為3228kW。

根據五龍口水文站代表年徑流資料，計算得出電站多年平均發(fā)電量為9460萬kW·h，年利用小時數為5406h。本次改造工程不對水電站進行擴容，仍沿用原來的裝機容量。

2.2 水電站建筑物

岸坡防護工程。引水壩下游兩岸部分沒有進行岸坡防護，現(xiàn)狀為土坡，由于在岸坡上部均為旅游區(qū)道路，考慮到其位置的重要性，根據現(xiàn)場情況應設置總長約300m漿砌石重力式擋土墻進行岸坡防護。

維修、裝飾工程。對電站廠房和啟閉機房部分設施進行維修和簡單的裝飾，主要工程措施有更新屋面板、內外墻的涂料涂裝、更新塑鋼門窗等。

廠房發(fā)電機組機墩改造。機組安裝位置基本不變，僅在對機組更新改造過程中，對舊的發(fā)電機和水輪機拆除的同時，對埋入基礎混凝土內的發(fā)電機機座、蝸殼等部件及二期混凝土進行拆除，安裝新機組后再澆注二期混凝土，混凝土標號采用C20。

2.3 水力機械

根據復核后電站設計參數，對水輪發(fā)電機組重新選型。本電站設計水頭57.65m，根據反擊水輪機適用水頭范圍和現(xiàn)行的中小型水輪機型譜，結合原有廠房條件和單機容量，適合本電站機組的轉輪型號有HL702X和HLA616，設計工況點，轉速n1`=79.1r/min；流量Q1`=1102.4L/s；對應兩轉輪綜合特性曲線，HL 702X對應的效率為88%，空化系數為0.15；HLA616對應的效率為92%，空化系數為0.072。經比較確定本電站機組擬選用混流式水輪機，立式安裝，水輪機型號為HLA616-LJ-140型，配套發(fā)電機型號為SF8750-14/2600。

擬選用的HLA616-LJ-140型水輪機性能和特點：轉輪葉片和導葉加工精度高，轉輪采用不銹鋼制作，其抗空蝕、磨損能力強，能夠適應豐水期泥沙大的運行條件。該水輪機空化系數較低，穩(wěn)定性較強，高效范圍寬。

2.4 金屬結構

壓力管道漏水部位通過焊接消除缺陷，更換伸縮節(jié)止水圈。

攔河壩進水閘和沖砂閘的閘門和啟閉機系統(tǒng)部分構件更新和維護。更新止水和連接螺栓；對滾輪進行維護，必要時要更新；配齊閘門加重塊；對啟閉設施進行維護。

金屬結構防腐。壓力管道外壁防腐措施，冷底子油一道，瀝青瑪瑙脂兩道；管內壁防腐措施，磷化底漆一道，環(huán)氧瀝青漆一道。閘門防腐前應清理表面雜質和銹渣，然后進行除銹，對于因腐蝕而形成的孔縫應焊填并表面磨平。最后采用涂料防護層，一層鋁粉環(huán)氧樹脂、一層環(huán)氧瀝青樹脂、最終干膜厚度不小于265μm。

2.5 消防設計

根據有關消防規(guī)范，主、副廠房、設備室和其它建筑物的基本構件耐火等級為二級。根據建筑物的功能及現(xiàn)狀，主要消防措施如下：

消防用水取自壓力管道（備用水源為廠外生活用水通過消防水泵加壓），后接供水消防總管。

主廠房是布置機電設備比較集中的場所，在設備運行和檢修中都有可能引起火災，在主廠房的每個機組段設置一些消防器材，選用干粉滅火器MFZL4型，共10只。

安裝間配置推車式干粉滅火器MFTZL25型一只。

高壓開關室配置推車式干粉滅火器MFTZL25型一只和干粉滅火器MFZL4型4只。

中控室配置推車式干粉滅火器MFTZL25型一只和干粉滅火器MFZL4型4只。

透平油庫及油處理室配置推車式干粉滅火器MFTZL25型一只和干粉滅火器MFZL4型2只。

值班室配置干粉滅火器MFZL4型4只。

在升壓站和主變壓器周圍分別干粉滅火器MFZL4型2只。

主、副廠房的發(fā)電機層、水輪機層還需設有必要的消火栓、砂箱、沙袋等供消防使用。

本電站不設置火災自動監(jiān)測和報警系統(tǒng)。

3 結語

隨著用電需求不斷增加，水電站增效改造，可緩解用電矛盾，降低供電成本，保護生態(tài)環(huán)境。工程實施后，對于鞏固澤州縣退耕還林成果、減少環(huán)境污染、保持環(huán)境生態(tài)具有重要意義。為了提高農村水電能效，降低配套電網網損，增加清潔可再生電能供應，促進節(jié)能減排，消除水電站安全隱患，保障公共安全，開展農村水電增效擴容的工作是非常必要的。