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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美的桃林口景區，景區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，整片景區碧水如錦、奇峰林立、空氣清新、百鳥爭鳴，被當地人稱為秦皇島的“小三峽”。作為國家3A級景區、國家級水利風景區，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業用水保障，它集供水、發電、旅游、養殖等多項功能于一體，是冀東地區一項造福多方的現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規模最大的水電廠。

  然而，隨著水電廠發電設備運行日久，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，增強水電廠發電能力、提升水電廠發電效益，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中的水電廠，這套新型管理系統平臺包括圖檔、文檔、優化運行決策支持系統，便于文件的收集、整理、查看、記錄、檔案管理等；此外，該水電廠還是省內首家改造工程中安裝機電狀態監測系統的水電廠，系統包括在線監測、分析與診斷功能，同時提供監測、報警、狀態分析、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、優化調度和檢修指導提供有力的技術支持，為狀態檢修提供輔助決策，并與運行管理支持系統完美協同，共同為電廠機電設備組的安全高效運行提供保障。

  在對3號生態機組的改造上，采用了國內最新研發的專利產品、調速器SDT-3000，該調速器采用無液壓機構的電動機伺服系統替代常規調速器的機械液壓系統，具有環保、高效、維護量小等優點；針對水電廠發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廠家核實溝通，并研究討論，最終給出了最優化的解決方案，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，未再出現生態水流斷流現象。

  相關統計數據顯示，桃林口水電廠的增效擴容改造帶動了該廠經濟效益、社會效益的全面提升。經濟效益方面，2019至2021年，電廠已累計增加經濟收益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，增大了水電發電量在電網中的比重，提高了秦皇島、唐山兩市居民生活農業用水質量，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，周邊的生態面貌也有了諸多提升：水庫區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境Ⅱ類以上標準；按照新制定的生態修復方案，水庫上游設置了攔污網，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象，確保了清水入庫；與此同時，水庫區內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、觀景休憩的絕美環境。

  生態節能的環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蓬勃新生機“作為河北省內規模最大的水電廠站，桃林口水電廠增效擴容工程在規劃設計上采用了多項當前業界新技術，譬如水電廠運行管理支持系統、水電廠機電設備狀態監測系統等技術，這些在河北省內的水電站改造中均是首次應用，這些新設備可有效提升發電機組在運行中的穩定性、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電能力，還在環保節能、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，使一座疲態漸露的老水電廠站重新煥發出青春的蓬勃生機。”邯鄲院負責該水電廠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），年均發電量4194.35萬度。作為河北省最大的水電廠，它也是省內首家將運行管理支持系統應用到電站管外，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、電站及同行業人員前去參觀、學習，吸取其中的寶貴經驗。

  編制青龍河生態修復方案，養護“綠水青山”

  在承攬桃林口水電廠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，組織人員進行現場踏勘、調查和收集有關資料，并按相關法規及有關文件的要求，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修復實施方案。在對桃林口水電廠所處區域位置、地質情況、生態環境、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  態流量及下泄措施，為河流生態功能自然修復創造了條件；對河流生態功能自然修復仍存在困難的河段，采取改造生態小機組的方式，確保河流連通性恢復；在充分發揮生態系統自我恢復功能的基礎上，適度進行人工干預，保證河流生態系統狀況有所改善，使之能夠健康發展和可持續性。

  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修復實施方案》（送審稿）技術評審會，根據專家評審意見，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，有效避免了對生態環境的不利影響，實現了水電站改造與綠色生態修復的和諧統一。

  經濟效益、社會效益、生態效益顯著提升

  桃林口水電廠增效擴容改造和青龍河生態修復工程于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，發電機額定效率達97%，發電機組絕緣等級升級為F