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為秦皇島“小三峽”安裝一顆綠色“心”

——河北省桃林口水電廠增效擴容改造項目暨編制青龍河生態(tài)修復方案側記

本報記者邢建偉通訊員梁超（轉自邯鄲日報）

  在秦皇島市青龍縣西北部有一處風景優(yōu)美的桃林口景區(qū)，景區(qū)以國家大型水利樞紐工程桃林口水庫為中心，融周邊自然景觀、人文景觀而建成，整片景區(qū)碧水如錦、奇峰林立、空氣清新、百鳥爭鳴，被當?shù)厝朔Q為秦皇島的“小三峽”。作為國家3A級景區(qū)、國家級水利風景區(qū)，桃林口水庫除了自然風光旖旎，還同時為秦皇島、唐山兩地提供著工農(nóng)業(yè)用水保障，它集供水、發(fā)電、旅游、養(yǎng)殖等多項功能于一體，是冀東地區(qū)一項造福多方的現(xiàn)代化大型水利樞紐工程。其中，于1998年12月建成運行的桃林口水電廠屬于桃林口水庫的配套發(fā)電工程，水電廠利用該處得天獨厚的水利資源，每年為冀東地區(qū)供給著3000多萬度的清潔型電力能源，同時也是河北省水利系統(tǒng)規(guī)模最大的水電廠。

  然而，隨著水電廠發(fā)電設備運行日久，機組磨損、銹蝕、氣蝕嚴重，設備逐漸老化，能耗高，故障增多，運行效率不高、安全隱患加大等問題日益凸顯，于是，改變桃林口水電廠機組設備陳舊狀況，增強水電廠發(fā)電能力、提升水電廠發(fā)電效益，實施水電廠增效擴容改造勢在必行。2015年，邯鄲市水利水電勘測設計研究院（以下簡稱邯鄲院）順利承接了作為河北省重點項目的河北省桃林口水電廠增效擴容改造工程，該院工程設計人員迅速著手，以全新的設計、前沿的技術和更為生理系統(tǒng)中的水電廠，這套新型管理系統(tǒng)平臺包括圖檔、文檔、優(yōu)化運行決策支持系統(tǒng)，便于文件的收集、整理、查看、記錄、檔案管理等；此外，該水電廠還是省內(nèi)首家改造工程中安裝機電狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的水電廠，系統(tǒng)包括在線監(jiān)測、分析與診斷功能，同時提供監(jiān)測、報警、狀態(tài)分析、故障診斷等一系列工具和手段，實時掌握機組健康狀況，為安全運行、優(yōu)化調度和檢修指導提供有力的技術支持，為狀態(tài)檢修提供輔助決策，并與運行管理支持系統(tǒng)完美協(xié)同，共同為電廠機電設備組的安全高效運行提供保障。

  在對3號生態(tài)機組的改造上，采用了國內(nèi)最新研發(fā)的專利產(chǎn)品、調速器SDT-3000，該調速器采用無液壓機構的電動機伺服系統(tǒng)替代常規(guī)調速器的機械液壓系統(tǒng)，具有環(huán)保、高效、維護量小等優(yōu)點；針對水電廠發(fā)電設備故有的機組不同心問題，邯鄲院項目設計者多次與設備生產(chǎn)廠家核實溝通，并研究討論，最終給出了最優(yōu)化的解決方案，成功解決了機組不同心的遺留難題；水電廠預留3號機組基坑，坑內(nèi)大量積水，水機層十分潮濕，導致設備銹蝕，存在安全隱患，邯鄲院工程師們精心勘測，為3號基坑量身訂做了一套安放、保護機電設備組的鋼結構，此鋼結構與主廠房鋼結構屋頂也成為邯鄲院到目前為止，設計中跨度最大、尺寸最大、最復雜的鋼結構；生態(tài)機組則由320kW增容為400kW，常年向下游河道下泄流量為1m/s，未再出現(xiàn)生態(tài)水流斷流現(xiàn)象。

  相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，桃林口水電廠的增效擴容改造帶動了該廠經(jīng)濟效益、社會效益的全面提升。經(jīng)濟效益方面，2019至2021年，電廠已累計增加經(jīng)濟收益760余萬元。社會效益方面，增效擴容改造使水資源得到充分利用，增大了水電發(fā)電量在電網(wǎng)中的比重，提高了秦皇島、唐山兩市居民生活農(nóng)業(yè)用水質量，降低火電機組煤耗和廢棄物的排放量，對改善地區(qū)小氣候起到了至關重要的作用。

  “綠水青山就是金山銀山”，桃林口水電廠成功進行擴容改造后，周邊的生態(tài)面貌也有了諸多提升：水庫區(qū)林草植被覆蓋率已上升至90％以上，森林覆蓋率達到60%以上，水質常年保持在國家地表水環(huán)境Ⅱ類以上標準；按照新制定的生態(tài)修復方案，水庫上游設置了攔污網(wǎng)，組織專人開展大壩周邊垃圾的打撈清理工作，徹底杜絕了過去垃圾圍壩的現(xiàn)象，確保了清水入庫；與此同時，水庫區(qū)內(nèi)又種植了大量花草樹木，新建了以桃、櫻、蓮、石為主題的特色景觀園，婉然形成了一幅近景遠山、層次鮮明的自然山水畫。如今，成功換裝綠色“心”引擎的秦皇島“小三峽”，正以“內(nèi)外兼修”的動人氣質為遠近游客敞開一片親近山水、觀景休憩的絕美環(huán)境。

  生態(tài)節(jié)能的環(huán)保理念對水電廠進行了“返老還童”式的升級改造。

  新技術推動水電廠煥發(fā)蓬勃新生機“作為河北省內(nèi)規(guī)模最大的水電廠站，桃林口水電廠增效擴容工程在規(guī)劃設計上采用了多項當前業(yè)界新技術，譬如水電廠運行管理支持系統(tǒng)、水電廠機電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等技術，這些在河北省內(nèi)的水電站改造中均是首次應用，這些新設備可有效提升發(fā)電機組在運行中的穩(wěn)定性、安全性。同時，通過采用一些新技術、克服一些老困難，使得桃林口水電廠不僅提升了發(fā)電能力，還在環(huán)保節(jié)能、安全、外觀形象、舒適人性化等方面均具有可圈可點的長足進步，使一座疲態(tài)漸露的老水電廠站重新煥發(fā)出青春的蓬勃生機�！焙愒贺撠熢撍姀S增效擴容項目的負責人介紹。2021年7月，該項目被河北省工程勘察設計咨詢協(xié)會評選為“2021年河北省工程勘察設計項目三等成果”獎，并被授予榮譽證書。

  經(jīng)過增效擴容改造后，桃林口水電廠的總裝機為2.2萬kW（2×1.1萬kW），年均發(fā)電量4194.35萬度。作為河北省最大的水電廠，它也是省內(nèi)首家將運行管理支持系統(tǒng)應用到電站管外，可靠性更高、安全性更好的GIS（六氟化硫組合電器）的應用，新型油氣分離、氣復歸型制動器的應用等，使得擴容改造后的水電廠充滿了新技術閃光點，再次煥發(fā)出青春的蓬勃生機。

  桃林口水電廠改造完成后，成為全省水電行業(yè)改造范圍最大、最好、最成功的項目。近年來，桃林口水電廠作為全省電站的試點項目、樣板項目、綠色水電項目，不斷有領導、電站及同行業(yè)人員前去參觀、學習，吸取其中的寶貴經(jīng)驗。

  編制青龍河生態(tài)修復方案，養(yǎng)護“綠水青山”

  在承攬?zhí)伊挚谒姀S增效擴容改造工程同時，2016年2月，邯鄲院還承擔了河北省桃林口水庫管理局委托另一項工作——編制青龍河生態(tài)修復實施方案。接受委托后，邯鄲院設計者遵循“尊重自然，保護優(yōu)先”和“以自然修復為主，人工修復為輔”的原則，組織人員進行現(xiàn)場踏勘、調查和收集有關資料，并按相關法規(guī)及有關文件的要求，成功編制完成河北省桃林口水庫水電廠水電增效擴容改造青龍河生態(tài)修復實施方案。在對桃林口水電廠所處區(qū)域位置、地質情況、生態(tài)環(huán)境、自然地貌等進行綜合分析后，邯鄲院項目設計組科學合理地確定了河道生  態(tài)流量及下泄措施，為河流生態(tài)功能自然修復創(chuàng)造了條件；對河流生態(tài)功能自然修復仍存在困難的河段，采取改造生態(tài)小機組的方式，確保河流連通性恢復；在充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自我恢復功能的基礎上，適度進行人工干預，保證河流生態(tài)系統(tǒng)狀況有所改善，使之能夠健康發(fā)展和可持續(xù)性。

  2016年4月16日，河北省水利廳及財政廳召開《河北省桃林口水電廠增效擴容改造青龍河生態(tài)修復實施方案》（送審稿）技術評審會，根據(jù)專家評審意見，邯鄲院對報告書作了修改完善，編制完成了《河北省桃林口水電廠增效擴容改造青龍河生態(tài)修復實施方案》（報批稿）。此舉在增效擴容改造提高水電廠運行效益的同時，有效避免了對生態(tài)環(huán)境的不利影響，實現(xiàn)了水電站改造與綠色生態(tài)修復的和諧統(tǒng)一。

  經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益顯著提升

  桃林口水電廠增效擴容改造和青龍河生態(tài)修復工程于2016年12月1日開工，2019年8月6日完工，2019年12月10日順利通過河北省水利廳組織的竣工驗收。增效擴容改造后，電廠裝機容量由原來的2×10000kW增容為2×11000kW，發(fā)電機額定效率達97%，發(fā)電機組絕緣等級升級為F