磁翻板液位計在水淹廠房的預防措施改進中的應用

 

引言

內蒙古呼和浩特抽水蓄能電站（以下簡稱呼蓄電站）采用地下式廠房，主要包含主廠房、副廠房、主變壓器副廠房、主變壓器運輸洞、母線洞、上層排水廊道、中層排水廊道、底層排水廊道、交通洞和通風洞等。因其環境特殊性，除常規水電站存在如因油電引起的火災、易燃易爆品或帶電設備短路引起的爆炸和觸電傷害等風險外，水淹廠房也是地下式廠房的一大安全隱患。相比電站其他常見事故，抽水蓄能電站水淹廠房具有突發性高、人員財產損失大、損害持續時間長且極不易修復等特點。由于呼蓄電站機組冷卻系統水源大部分取自下水庫，正常運行水頭范圍在503~585 m，額定水頭為521 m，機組運行水頭高，且廠房深處下水庫高程以下排水渠道單一，無法靠自流排水，只能采用加壓泵強排至下水庫，倘若發生水淹廠房事件，一旦處理不當，極易引起廠房水位迅速上漲，導致廠內設備被淹，輕則引起設備損壞，使運行中機組非停跳機，重則影響水工建筑物正常運行，造成電站重大財產損失和人身傷亡事故。本文針對呼蓄電站的排水能力及水淹廠房的來水水源進行分析，并提出預防措施。

 

1 廠區及設備概況

1.1 廠區主要點位高程

呼蓄電站廠區主要點位高程見表1。

1.2 排水系統

呼蓄電站廠房排水系統包括地下廠房滲漏排水系統、機組檢修排水系統。地下廠房滲漏排水系統設有1個滲漏集水井，有效容積364 m 3 ，設5臺滲漏排水泵，3運2備，系統zui大滲漏總排水量為2250m 3 /h。滲漏排水泵正常運行時由廠內滲漏排水控制盤PLC或監控系統自動控制啟停，也可就地通過每臺泵的啟動柜手動啟停。自動控制時整定水位見表2。廠房排水系統設備主要參數見表3。

地下廠房檢修排水系統主要由2臺檢修排水大泵、1臺檢修排水小泵及排水總管、壓力波控制閥等相關設備組成，主要設備布置在地下廠房檢修排水廊道內（參數見表3）。其中檢修排水大泵為上海連成（集團）有限公司生產的SLOW系列臥式雙吸泵；小泵為該公司生產的GDL系列立式多級離心泵。檢修zui大總排水流量1414 m 3 /h，即地下廠房zui大總排水能力為3664 m 3 /h。

 

1.3 滲漏水來源

廠內滲漏來水主要源于地下主廠房、主變壓器運輸洞、交通洞、施工支洞、上層排水廊道、中層排水廊道以及下層排水廊道等圍巖滲漏來水，正常情況下排水系統完全可以及時將滲漏水排出，但在異常情況下，當來水量突然增大至大于地下廠房總排水能力時，就存在水淹廠房風險。

 

2 水淹廠房來水水源分析

2.1 引水系統滲漏

呼蓄電站流道引水系統壓力鋼管采用一管兩機的方式，接口相對較多，存在接縫開裂、爆管，引起引水隧洞產生大量滲水的情況。同時壓力鋼管排水前閥焊口如發生大量漏水，主進水閥測量管路、密封控制取水管路發生破裂或閥門漏水，主軸密封壓力鋼管取水管破裂或主軸密封減壓閥破裂等情況均會導致來水量增大。

 

2.2 機組主設備和尾水系統滲漏

機組主設備和尾水系統滲漏均會導致大量漏水，如球閥本體大量漏水或爆裂，球閥下游伸縮節漏水或爆裂，機組蝸殼爆裂，壓力鋼管排水后閥漏水或爆管，機組尾水管檢修排水閥漏水或爆管，機組蝸殼、尾水門緊固螺栓松動或斷裂，機組技術供/排水管漏水或爆管，水車室供水、排水管路漏水或爆管，調相壓水相關管路漏水或爆管，水力測量管路或表計處漏水，機組主軸密封系統損壞等 [1] 。

 

2.3 供、排水系統自身原因

供、排水系統自身出現問題也會導致大量漏水，如廠房滲漏排水系統管路及閥門漏水或爆管，廠房滲漏排水系統本身故障無法啟動排水，低壓供水系統管路閥門漏水或爆管，機組尾水檢修排水系統管路閥門漏水或爆管，廠房消防系統閥門漏水或水管破裂等 [2-3] 。

 

3 水淹廠房的預防措施

3.1 定期維護防水淹廠房保護系統

呼蓄電站防水淹廠房保護系統可以在電站發生因流道系統異常而導致水淹廠房時，盡量保障設備和人身安全，zui大限度減小損失。在地下廠房母線層1號機風洞外圍副廠房側安裝防水淹廠房保護裝置，裝置設有1個控制柜、9臺聲光報警器分線箱和3個磁翻板液位計。當水位上升至某一位置，3只磁翻板液位計（在同一水位平面）中任意1只動作，并發出“防水淹廠房預警”報警信號。當3只磁翻板液位計中任2只或3只動作，或現地防水淹廠房控制箱手動啟動按鈕動作或中控室啟動水淹廠房信號時，則防水淹廠房系統動作跳閘。之后，1—4號機組機械事故停機，落1—4號機組尾水事故閘門和1—2號上庫進出水口閘門，啟動各區聲光報警器。水淹廠房保護動作會直接導致落上庫進出水口閘門和1—4號機組尾水事故閘門，全廠甩負荷停機，后果嚴重。為確保防水淹廠房保護系統減少誤動，在緊急情況下可靠運行，日常運行維護時應做好磁翻板液位計維護試驗工作，確保磁翻板液位計信號準確，做好水淹廠房保護控制回路維護工作，進行上庫進/出水口閘門和尾水閘門的定期啟閉試驗，確保緊急情況下能迅速準確落門，及時截斷上下庫水流。

 

3.2 將預防工作列入日常管理

將防水淹廠房工作列入日常工作管理，落實到責任部門和責任人，提高員工的思想認識，從源頭杜絕麻痹心理。做到有制度、有職責、有方案、有保障。定期召開防水淹廠房工作專題會，討論并制訂完善的水淹廠房事故防控預案，確保有據可查，事故處理時臨危不亂。

 

3.3 加強對機組參數的分析

定時觀測并分析引水系統在線監測數據，加強對滲漏排水泵運行情況的監視和數據分析；在運行周分析和月分析的基礎上，做好日常機組設備運行健康情況分析，及時了解機組運行工況，做好機組振動和擺度變化趨勢圖，確保機組在zui佳工況運行 [4] 。

 

3.4 加強日常巡視、維護力度

加強對機組運行情況的日常巡視和維護力度。巡檢時對引水鋼管與主進水閥連接處、主進水閥本體、壓力鋼管排水前閥、主軸密封減壓供水回路等進行仔細檢查；檢查管路的連接狀況；檢查管路、法蘭、閥門、進人孔等部件；定期檢查機組主要受力部件螺栓的疲勞情況，對重點監視項目和部位進行無損探傷，確保受力螺栓不超期服役、不帶病運行；定期對滲漏排水泵和檢修排水泵等機電設備進行檢修、維護，確保電機及泵本體完好、絕緣合格、控制回路正常；檢查電源開關應完好、動作可靠，液位裝置應完好、運行可靠 [5] ；做好廠房和廠房周邊各層排水溝及地漏的清理、疏通，確保排水通暢；對存在隱患、缺陷或存在大量漏水的水工建筑物，及時進行補強、加固處理，確保水工建筑物的安全、穩定運行；廠用電檢修時，需提前倒換，保證排水系統的供電系統正常、排水系統功能完整。

 

3.5 完善工業電視監視系統

增設工業電視監視系統，全方位監控機組重點部位的運行工況，加強對廠房漏水情況的監視。對于工業電視攝像頭點位設置不合理的情況，應調整位置，充分發揮工業電視監視系統的zui大效能。

 

3.6 關注天氣變化

關注天氣變化，如電站區域遭遇暴雨天氣時，應加強廠房各部位巡檢工作，并配備防洪沙袋，防止大量積水、漏水倒灌進入廠房，發現異常及時匯報、處理。

 

4 結束語

極端天氣變化、地質災害和設備缺陷及故障等因素都有可能導致外部水流在很短時間內大量涌入廠房，本文通過對呼蓄電站水淹廠房風險進行分析，并提出預防措施，以降低發生水淹廠房的概率，提高機組的安全運行水平。