三门峡水利枢纽工程开工60年纪念——
三门峡水电厂:战泥沙,破解多泥沙河流发电难题
黄河哺育了中华民族的成长,但又是一条河情特殊、复杂难治的河流。相传大禹治水,斧劈三门,疏通了河道。1957年4月13日举世瞩目的黄河三门峡工程正式开工建设,大禹的传人在这里展开了一场人民治理开发黄河的一项重大实践。而今,象征着中华民族不屈不挠精神的中流砥柱巍然屹立在大坝下游,在三门峡市开发区广场依然矗立着一块工程施工的截流石,犹如人民治黄的不朽丰碑。
黄河难治,根在泥沙。三门峡工程开工60年来,三门峡枢纽局水电厂人勇立潮头,搏击泥沙,通过水库蓄清排浑、浑水发电突破、机组抗磨蚀攻关、管理优化提升,破解了多泥沙河流上发电的一道道难题,强大的电流源源不断地输送到了豫西城乡,照亮了人们的美好生活。
(图1 大禹塑像。刘国献 摄影)
一、蓄清排浑,确保有效库容发电
1962年,三门峡水电厂首台前苏联制造的14.5万千瓦机组试发电,但水库泥沙淤积很快,有效库容减小,试发电2个多月后即停止运行(后拆迁至湖北丹江口水电厂)。在吸取"蓄水拦沙"运用和"滞洪排沙"运用的经验与教训后,工程改建采用国产单机5万千瓦的低水头机组,逐步探索出了独特的"蓄清排浑,调水调沙"运用方式,即在来沙少的非汛期高水位蓄水发电,在来沙多的汛期低水位泄洪排沙,把非汛期淤积在库区内的泥沙在洪水期泄排出库,使库内泥沙年内进出平衡,发电有效库容得以长期保留。
(图2、图3 1989年起,三门峡水电厂开始了浑水发电探索试验工作,逐步确立了汛期"洪水排沙,平水发电"的运用原则。刘国献 摄影)
二、浑水发电,突破汛期发电禁区
三门峡水电厂是黄河上输沙量最大的水电厂,枢纽多年平均年输沙量16亿吨,平均含沙量33公斤/立方米,汛期最大含沙量911公斤/立方米。在1974—1979年间的全年发电阶段,水电厂水轮机过流部件磨蚀破坏严重。1980年始,水电厂被迫停止了汛期发电。
为攻克这一难题,1989年汛期,三门峡水电厂开始了漫长而艰难的浑水发电探索试验工作,逐步确立了汛期"洪水排沙,平水发电"的运用原则,力求躲开沙峰发电,减小高含沙率水流对机组的磨蚀破坏。
同时,经抗磨蚀性能、堆焊工艺等全面严格的筛选,从38种抗磨蚀材料中优选出了GB1焊条、合金粉末、环氧金刚砂等优良材料,掌握了抗磨施工工艺,从而延长了机组的大修周期。此项科研成果荣获水利部1995年科技进步一等奖。
(图4 2014年,水电厂对2号发电机组进行全面技术改造,采用全球型转轮室设计,轮叶有较大改进,利用碳化钨和聚氨酯涂层对水轮机过流部件进行防护。图为吊2号机转子。刘国献 摄影)
三、扩装改造机组,深入挖掘黄河水能
三门峡水电厂自1973年发电以来的运行实践表明,每年非汛期有约30亿立方米弃水不能利用。为充分利用黄河水能资源,他们利用原有机坑于1994年、1997年先后实现了6、7号扩机发电,增加容量15万千瓦。
2000年,水电厂开始对1号发电机组进行全面技术改造,采用全球型转轮室设计,轮叶有较大改进,利用碳化钨和聚氨酯涂层对水轮机过流部件进行防护。2014年起,又逐年对4、2、3、5号机组进行技术改造,使全厂总装机容量增加到44万千瓦。
(图5 水电厂发电运行人员在中央控制室认真监盘。以分析、评价、综合、判断并报警,使发电设备随时保持在良好可控状态。刘国献 摄影)
四、精细管理,发电技术不断进步
多年来,大禹精神在三门峡演绎传承为"团结协作,能打硬仗,不断创新,务实高效"的水电厂精神。他们不断推进精细化管理,经过发电40多年来的研究探索,积累了丰富的运行管理经验,科学统筹协调发电生产、调水调沙和设备检修,及时转换机组运行方式,确保机组在最优工况下运行。1991年,水电厂提出了"加快技术改造,大打设备翻身仗"的工作目标,加强科技攻关和技术进步,延长机组发电运行可用小时,提高了机组负荷率。2000年以来,水电厂探索采取机组蜗壳反冲清污杂草技术,提升机组水下检修的效率。对机组顶盖排水系统采用软启动技术,在机组顶盖上加装清水环管冲淤装置,基本解决了汛期发电顶盖排水淤积的难题。2012年水电厂成为安全生产标准化二级企业,安全生产纪录逾6000天。
三门峡水电厂人还以黄河母亲的博大胸怀,成为名副其实的水电人才的摇篮。为大河上下的多个水电站培训培养了一批又一批技术人才,成为多所高等院校的实习基地,为我国水电事业的发展做出了贡献。
(撰文/摄影:三门峡水电厂 刘国献,联系电话:0398-2992228)
图6 水电厂发电运行人员在220KV保护室认真进行监控现地单元8LCU设备巡检。(刘国献 摄影)
图7 三门峡水电厂人还以黄河母亲的博大胸怀,成为名副其实的水电人才的摇篮。为大河上下的多个水电站培训培养了一批又一批技术人才,成为多所高等院校的实习基地,为我国水电事业的发展做出了贡献。(刘国献 摄影)