磁翻板液位计在水淹厂房的预防措施改进中的应用

 

引言

内蒙古呼和浩特抽水蓄能电站（以下简称呼蓄电站）采用地下式厂房，主要包含主厂房、副厂房、主变压器副厂房、主变压器运输洞、母线洞、上层排水廊道、中层排水廊道、底层排水廊道、交通洞和通风洞等。因其环境特殊性，除常规水电站存在如因油电引起的火灾、易燃易爆品或带电设备短路引起的爆炸和触电伤害等风险外，水淹厂房也是地下式厂房的一大安全隐患。相比电站其他常见事故，抽水蓄能电站水淹厂房具有突发性高、人员财产损失大、损害持续时间长且极不易修复等特点。由于呼蓄电站机组冷却系统水源大部分取自下水库，正常运行水头范围在503~585 m，额定水头为521 m，机组运行水头高，且厂房深处下水库高程以下排水渠道单一，无法靠自流排水，只能采用加压泵强排至下水库，倘若发生水淹厂房事件，一旦处理不当，极易引起厂房水位迅速上涨，导致厂内设备被淹，轻则引起设备损坏，使运行中机组非停跳机，重则影响水工建筑物正常运行，造成电站重大财产损失和人身伤亡事故。本文针对呼蓄电站的排水能力及水淹厂房的来水水源进行分析，并提出预防措施。

 

1 厂区及设备概况

1.1 厂区主要点位高程

呼蓄电站厂区主要点位高程见表1。

1.2 排水系统

呼蓄电站厂房排水系统包括地下厂房渗漏排水系统、机组检修排水系统。地下厂房渗漏排水系统设有1个渗漏集水井，有效容积364 m 3 ，设5台渗漏排水泵，3运2备，系统zui大渗漏总排水量为2250m 3 /h。渗漏排水泵正常运行时由厂内渗漏排水控制盘PLC或监控系统自动控制启停，也可就地通过每台泵的启动柜手动启停。自动控制时整定水位见表2。厂房排水系统设备主要参数见表3。

地下厂房检修排水系统主要由2台检修排水大泵、1台检修排水小泵及排水总管、压力波控制阀等相关设备组成，主要设备布置在地下厂房检修排水廊道内（参数见表3）。其中检修排水大泵为上海连成（集团）有限公司生产的SLOW系列卧式双吸泵；小泵为该公司生产的GDL系列立式多级离心泵。检修zui大总排水流量1414 m 3 /h，即地下厂房zui大总排水能力为3664 m 3 /h。

 

1.3 渗漏水来源

厂内渗漏来水主要源于地下主厂房、主变压器运输洞、交通洞、施工支洞、上层排水廊道、中层排水廊道以及下层排水廊道等围岩渗漏来水，正常情况下排水系统完全可以及时将渗漏水排出，但在异常情况下，当来水量突然增大至大于地下厂房总排水能力时，就存在水淹厂房风险。

 

2 水淹厂房来水水源分析

2.1 引水系统渗漏

呼蓄电站流道引水系统压力钢管采用一管两机的方式，接口相对较多，存在接缝开裂、爆管，引起引水隧洞产生大量渗水的情况。同时压力钢管排水前阀焊口如发生大量漏水，主进水阀测量管路、密封控制取水管路发生破裂或阀门漏水，主轴密封压力钢管取水管破裂或主轴密封减压阀破裂等情况均会导致来水量增大。

 

2.2 机组主设备和尾水系统渗漏

机组主设备和尾水系统渗漏均会导致大量漏水，如球阀本体大量漏水或爆裂，球阀下游伸缩节漏水或爆裂，机组蜗壳爆裂，压力钢管排水后阀漏水或爆管，机组尾水管检修排水阀漏水或爆管，机组蜗壳、尾水门紧固螺栓松动或断裂，机组技术供/排水管漏水或爆管，水车室供水、排水管路漏水或爆管，调相压水相关管路漏水或爆管，水力测量管路或表计处漏水，机组主轴密封系统损坏等 [1] 。

 

2.3 供、排水系统自身原因

供、排水系统自身出现问题也会导致大量漏水，如厂房渗漏排水系统管路及阀门漏水或爆管，厂房渗漏排水系统本身故障无法启动排水，低压供水系统管路阀门漏水或爆管，机组尾水检修排水系统管路阀门漏水或爆管，厂房消防系统阀门漏水或水管破裂等 [2-3] 。

 

3 水淹厂房的预防措施

3.1 定期维护防水淹厂房保护系统

呼蓄电站防水淹厂房保护系统可以在电站发生因流道系统异常而导致水淹厂房时，尽量保障设备和人身安全，zui大限度减小损失。在地下厂房母线层1号机风洞外围副厂房侧安装防水淹厂房保护装置，装置设有1个控制柜、9台声光报警器分线箱和3个磁翻板液位计。当水位上升至某一位置，3只磁翻板液位计（在同一水位平面）中任意1只动作，并发出“防水淹厂房预警”报警信号。当3只磁翻板液位计中任2只或3只动作，或现地防水淹厂房控制箱手动启动按钮动作或中控室启动水淹厂房信号时，则防水淹厂房系统动作跳闸。之后，1—4号机组机械事故停机，落1—4号机组尾水事故闸门和1—2号上库进出水口闸门，启动各区声光报警器。水淹厂房保护动作会直接导致落上库进出水口闸门和1—4号机组尾水事故闸门，全厂甩负荷停机，后果严重。为确保防水淹厂房保护系统减少误动，在紧急情况下可靠运行，日常运行维护时应做好磁翻板液位计维护试验工作，确保磁翻板液位计信号准确，做好水淹厂房保护控制回路维护工作，进行上库进/出水口闸门和尾水闸门的定期启闭试验，确保紧急情况下能迅速准确落门，及时截断上下库水流。

 

3.2 将预防工作列入日常管理

将防水淹厂房工作列入日常工作管理，落实到责任部门和责任人，提高员工的思想认识，从源头杜绝麻痹心理。做到有制度、有职责、有方案、有保障。定期召开防水淹厂房工作专题会，讨论并制订完善的水淹厂房事故防控预案，确保有据可查，事故处理时临危不乱。

 

3.3 加强对机组参数的分析

定时观测并分析引水系统在线监测数据，加强对渗漏排水泵运行情况的监视和数据分析；在运行周分析和月分析的基础上，做好日常机组设备运行健康情况分析，及时了解机组运行工况，做好机组振动和摆度变化趋势图，确保机组在zui佳工况运行 [4] 。

 

3.4 加强日常巡视、维护力度

加强对机组运行情况的日常巡视和维护力度。巡检时对引水钢管与主进水阀连接处、主进水阀本体、压力钢管排水前阀、主轴密封减压供水回路等进行仔细检查；检查管路的连接状况；检查管路、法兰、阀门、进人孔等部件；定期检查机组主要受力部件螺栓的疲劳情况，对重点监视项目和部位进行无损探伤，确保受力螺栓不超期服役、不带病运行；定期对渗漏排水泵和检修排水泵等机电设备进行检修、维护，确保电机及泵本体完好、绝缘合格、控制回路正常；检查电源开关应完好、动作可靠，液位装置应完好、运行可靠 [5] ；做好厂房和厂房周边各层排水沟及地漏的清理、疏通，确保排水通畅；对存在隐患、缺陷或存在大量漏水的水工建筑物，及时进行补强、加固处理，确保水工建筑物的安全、稳定运行；厂用电检修时，需提前倒换，保证排水系统的供电系统正常、排水系统功能完整。

 

3.5 完善工业电视监视系统

增设工业电视监视系统，全方位监控机组重点部位的运行工况，加强对厂房漏水情况的监视。对于工业电视摄像头点位设置不合理的情况，应调整位置，充分发挥工业电视监视系统的zui大效能。

 

3.6 关注天气变化

关注天气变化，如电站区域遭遇暴雨天气时，应加强厂房各部位巡检工作，并配备防洪沙袋，防止大量积水、漏水倒灌进入厂房，发现异常及时汇报、处理。

 

4 结束语

极端天气变化、地质灾害和设备缺陷及故障等因素都有可能导致外部水流在很短时间内大量涌入厂房，本文通过对呼蓄电站水淹厂房风险进行分析，并提出预防措施，以降低发生水淹厂房的概率，提高机组的安全运行水平。