丁 鈺

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,新疆 烏魯木齊 830000）

1 電站概況

MMK水利樞紐工程是某河流域規(guī)劃推薦的某河上的控制性樞紐工程，起著龍頭水庫的重要作用，主要承擔(dān)防洪、灌溉和發(fā)電的工程任務(wù)，水庫為中型Ⅲ等工程。工程位于某河山區(qū)中游河段上，地處喀什地區(qū)葉城縣某亞鄉(xiāng)境內(nèi)，工程區(qū)距葉城縣110 km左右，距某鄉(xiāng)政府30 km左右。水庫正常蓄水位1894.0 m，死水位1873.0 m，電站裝機(jī)容量為26 MW。工程由擋水壩、泄洪沖沙洞、溢洪道、發(fā)電引水系統(tǒng)及電站廠房等組成。工程電站裝機(jī)容量26 MW（2×10 MW+2×3 MW），電站在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)基荷。

2 輔助機(jī)械設(shè)備

輔機(jī)設(shè)備系統(tǒng)是水電站的油、氣、水系統(tǒng)等的統(tǒng)稱，對水電廠的安全運(yùn)行來說是不可或缺的。

2.1 技術(shù)供水系統(tǒng)

機(jī)組技術(shù)供水對象有發(fā)電機(jī)空氣冷卻器、推力軸承油冷卻器、下導(dǎo)軸承油冷卻器、水輪機(jī)導(dǎo)軸承油冷卻器。水輪機(jī)主軸工作密封采用無接觸的間隙密封，不需要冷卻水的自潤滑結(jié)構(gòu)[1]。供水系統(tǒng)總用水量和其管徑大小見表1。

電站水輪機(jī)水頭范圍為26.8 m～52.4 m，考慮到本電站洪水季節(jié)泥沙含量較大，機(jī)組技術(shù)供水采用清水期自流供水、洪水期循環(huán)供水的方案[2]。

清水期發(fā)電以蝸殼取水自流供水方式作為主供水方案，單元供水形式，水源取自壓力鋼管進(jìn)水閥前。10 MW機(jī)組配置全自動濾水器型號為FZLQ-125，流量為120 m3/h，公稱通徑125 mm，承壓1.0 MPa；3 MW機(jī)組配置全自動濾水器型號為FZLQ-50，流量為20 m3/h，公稱通徑50 mm，承壓1.0 MPa，供水管路上布置有閥門、壓力表、流量計(jì)、溫度計(jì)等元器件。

表1 供水系統(tǒng)參數(shù)表

洪水期發(fā)電以循環(huán)供水方式作為主供水方案，單元供水形式，水源取自循環(huán)水池，經(jīng)過尾水循環(huán)冷卻器冷卻后接入每臺機(jī)技術(shù)供水總管，冷卻機(jī)組各軸承后由技術(shù)排水總管接回循環(huán)水池。每臺10 MW機(jī)組循環(huán)供水選用兩臺長軸深井泵，型號為200 RJC125-18，流量125 m3/h，揚(yáng)程50 m，配備電機(jī)功率22 kW，一臺工作一臺備用。每臺3 MW機(jī)組循環(huán)供水選用兩臺長軸深井泵，型號為100 RJC10-4，流量10 m3/h，揚(yáng)程50 m，配備電機(jī)功率5.5 kW，一臺工作一臺備用。

2.2 消防供水方案

滿足消防給水要求的水量與水壓是消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，是有效撲救火災(zāi)的重要保證。給水設(shè)施系統(tǒng)的完善與否又直接影響火災(zāi)撲救效果，不僅要保證水源可靠，還要提高整個消防給水系統(tǒng)的可靠性，合理設(shè)計(jì)，定期檢查維護(hù)。消防供水主水源取自壓力鋼管，采用自流供水方式。從壓力鋼管取水經(jīng)濾水器過濾后送至全廠消防供水環(huán)管，供室內(nèi)外消火栓使用。

消防給水水量宜按以下2 項(xiàng)滅火水量的較大者確定：一個建筑物一次滅火的最大滅火水量和一個設(shè)備一次滅火的最大滅火水量。按室外消火栓用水量為15 L/s、室內(nèi)消火栓用水量為10 L/s、火災(zāi)延續(xù)時間2 h計(jì)算，滅火時流量為90 m3/h，一次滅火最大用水量為180 m3。

消防供水配置全自動濾水器型號為FZLQ-100，流量為90 m3/h，公稱通徑100 mm，承壓1.0 MPa，供水管路上布置有閥門、壓力表、流量計(jì)等。備用水源取自廠內(nèi)循環(huán)水池，經(jīng)消防水泵抽水加壓后送至全廠消防供水環(huán)管，選用2 臺長軸消防泵，型號為200 RJC90 -20，流量為90 m3/h，揚(yáng)程為50 m，配套電機(jī)功率為22 kW。以上設(shè)備均為兩路布置，互為備用。

2.3 排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)分為機(jī)組檢修排水和廠房滲漏排水兩部分。為保證電站安全運(yùn)行，將兩部分分開設(shè)置。

2.3.1 機(jī)組檢修排水

結(jié)合本電站廠房布置特點(diǎn)，檢修排水采用間接排水方式。即機(jī)組流道內(nèi)的積水經(jīng)排水盤形閥及排水管排至檢修集水井內(nèi)再用長軸深井泵排至下游尾水。

一臺10 MW機(jī)組檢修時按另外三臺機(jī)發(fā)額定出力時下游尾水位來計(jì)算排水量。檢修排水量包括進(jìn)水閥后壓力鋼管、蝸殼、尾水管的積水量及進(jìn)水閥和尾水閘門的漏水量，各部排水量估算如下：壓力管道約50 m3；蝸殼約51 m3；尾水管約79 m3；進(jìn)水閥及尾水閘門漏水量約157 m3/h。

蝸殼排水通過管路將水排入尾水管。尾水管排水閥采用盤型排水閥，通過管路將水排入檢修排水廊道內(nèi)，機(jī)組檢修排水廊道總?cè)莘e約為250 m3。

機(jī)組檢修排水選用2 臺長軸深井泵，型號為300 RJC160-11.5，水泵流量160 m3/h，揚(yáng)程25 m，配備電機(jī)功率18.5 kW。水泵的起、停由投入式水位計(jì)自動控制。

2.3.2 滲漏排水

廠房滲漏排水主要包括水輪機(jī)機(jī)坑排水、部分輔助設(shè)備冷卻水、廠房及機(jī)電設(shè)備消防排水、廠房水下部分水工結(jié)構(gòu)滲漏水等。在確定滲漏集水井容積時，首先應(yīng)先確定廠房滲漏水量，根據(jù)水工專業(yè)提供的主廠房建筑物滲漏水量和參考類似電站資料并考慮機(jī)電設(shè)備滲漏量，總滲漏水量按估算約為q=100 m3/h。廠內(nèi)設(shè)置一個滲漏集水井，集水井有效容積為100 m3。

滲漏排水泵選用2 臺長軸深井泵將滲漏水排至下游尾水，其中一臺工作，一臺備用。長軸深井泵型號為300 RJC185-12，流量185 m3/h，揚(yáng)程24 m，配備電機(jī)功率18.5 kW，水泵的起、停由投入式水位計(jì)自動控制。

2.4 油系統(tǒng)

本電站的油系統(tǒng)分為透平油系統(tǒng)（包括機(jī)組軸承潤滑、調(diào)速系統(tǒng)和液壓閥等設(shè)備操作用油）、絕緣油系統(tǒng)（變壓器用油）。透平油主要用于機(jī)組各部軸承潤滑、冷卻和調(diào)速系統(tǒng)操作用油等，透平油系統(tǒng)的任務(wù)是接受新油、貯備凈油、設(shè)備充排油、添油、油的凈化處理等工作，以及經(jīng)常性的對油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)、分析等。絕緣油的作用主要是絕緣、散熱和消弧，主要任務(wù)是主變壓器用油。

2.4.1 透平油系統(tǒng)

根據(jù)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，透平油系統(tǒng)設(shè)備選用以最大機(jī)組一臺機(jī)用油量計(jì)算。經(jīng)初步估算，單臺10 MW機(jī)組的最大用油量約為2 m3，故透平油系統(tǒng)設(shè)置3 m3戶內(nèi)凈油罐、污油罐各1 個。根據(jù)廠房布置要求，透平油庫及油處理室布置在安裝場下層1841.80 m高程，故用油設(shè)備的充油以自流供油方式供給?？紤]油室對外聯(lián)絡(luò)需要，設(shè)一臺移動式油泵，按3 小時充滿一臺機(jī)組考慮。

設(shè)備選用如下：油處理設(shè)備選用透平油過濾機(jī)1 臺，型號為 ZJCQ-3，流量3000 L/h，總功率19.5 kW，真空度-0.092 MPa，工作壓力≤0.5 MPa；精密濾油機(jī)1 臺，型號為JYG-50，流量50 L/min，功率1.5 kW，工作壓力≤0.5 MPa；齒輪油泵2 臺，型號為2 CY3 /3.3 -1，輸油量3.3 m3/h，排出壓力0.33 MPa，功率1.1 kW；為方便加油，另配置0.5 m3移動油車一輛。透平油牌號TSA-46。

2.4.2 絕緣油系統(tǒng)

國產(chǎn)絕緣油有：10#、25#、45#三種，本電站選用絕緣油牌號45#。由于目前變壓器均采用20 年免維護(hù)設(shè)計(jì)，故本電站不單獨(dú)設(shè)置絕緣油系統(tǒng)，但考慮到變壓器首次充油的要求，需設(shè)置必備的相關(guān)設(shè)備。選擇設(shè)備如下：設(shè)置1 臺真空凈油機(jī)，型號為ZJB-3 KY，流量為3000 L/h，功率為32.6 kW，工作壓力≤0.5 MPa；1 臺真空抽氣機(jī)組，型號為ZKJ-30，抽氣速率30 L/s，極限真空≤7 Pa；工作真空≤133 Pa，功率為1.65 kW ；1 臺精密濾油機(jī)，型號為JYG-50，流量3 m3/h，功率1.5 kW，工作壓力≤0.5 MPa；1 臺齒輪油泵，型號為2 CY3 /3.3-1，輸油量3.3 m3/h，排出壓力0.33 MPa，功率1.1 kW。

2.5 壓縮空氣系統(tǒng)

本電站壓縮空氣系統(tǒng)為低壓（1.0 MPa）供氣系統(tǒng)。本電站壓縮空氣系統(tǒng)為低壓供氣系統(tǒng)。供氣對象為機(jī)組制動用氣和檢修用氣，主要是機(jī)組制動用氣、維護(hù)檢修、吹污清掃以及水輪機(jī)檢修密封圍帶用氣。為保證機(jī)組制動氣源的可靠性和用氣質(zhì)量，機(jī)組制動用氣和檢修用氣分別設(shè)置，兩系統(tǒng)間設(shè)有止回閥相連，檢修氣系統(tǒng)可做為制動氣系統(tǒng)的備用氣源，以保證機(jī)組制動供氣的可靠。

機(jī)組制動用氣系統(tǒng)：根據(jù)本電站電氣主接線分析，電站有可能4 臺機(jī)組同時制動停機(jī)，故機(jī)組制動按同時制動4 臺機(jī)組考慮。機(jī)組制動耗氣量參照國內(nèi)已運(yùn)行的類似水電站機(jī)組的實(shí)際耗氣量，同時考慮留有一定裕度，每臺機(jī)組制動耗氣量實(shí)際取值為4 L/s。制動系統(tǒng)選用螺桿式低壓空壓機(jī)2 臺，互為備用，空壓機(jī)型號為WF-2 /F，排氣量2 m3/min，排氣壓力1.0 MPa，電機(jī)功率15 kW。設(shè)有工作壓力為1.0 MPa、容積為3 m3儲氣罐1 只。

檢修用氣系統(tǒng)：供氣對象為機(jī)組檢修、風(fēng)動工具、空氣圍帶及吹掃用氣。按1 臺機(jī)擴(kuò)大性大修和1 臺機(jī)小修進(jìn)行設(shè)計(jì)。選用螺桿式低壓空壓機(jī)1 臺，型號WF-2 /F，為排氣量2 m3/min，排氣壓力1.0 MPa，電機(jī)功率15 kW。設(shè)有工作壓力為1.0 MPa、容積為3 m3儲氣罐1 只。

低壓壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備布置在安裝間下層1841.80 m高程的空壓機(jī)室內(nèi)。

3 結(jié)語

MMK水利樞紐工程的輔機(jī)設(shè)備系統(tǒng)的選擇對其水電廠的安全運(yùn)行來說是至關(guān)重要的。本文結(jié)合電站規(guī)模對其油系統(tǒng)、技術(shù)供水和排水系統(tǒng)、高壓和低壓氣系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行計(jì)算選用，得以讓輔助設(shè)備配合主電站使得電廠安全有效的運(yùn)行?？傊?，對于水電站而言，輔助設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所參照的要素是多方面的。若要做到安全經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可靠是一個永恒的話題，需要進(jìn)行不斷地研究和探索。