水電廠檢修排水系統(tǒng)在尾水抽空中的應(yīng)用

楊勇

摘 要：針對(duì)在某水電廠尾水排空過程中遇到的實(shí)際困難，從全廠設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)合各種排水方法，大膽將檢修排水系統(tǒng)參應(yīng)用于尾水排空過程中，全面闡述了該方法在某水電廠尾水排空過程中的應(yīng)用情況，詳細(xì)介紹了該方法的具體實(shí)施過程，最后就檢修排水系統(tǒng)在尾水排空過程中的應(yīng)用實(shí)施效果進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：檢修排水；尾水排空；水電廠

1 應(yīng)用檢修排水系統(tǒng)排空尾水的必要性

某水電站引水方式為一管三機(jī)方式，最大水頭、額定水頭、最小水頭分別為117m、102m、75m，單機(jī)容量95MW，總裝機(jī)容量為285MW，電廠在系統(tǒng)中主要承擔(dān)基荷、腰荷和調(diào)峰任務(wù)，該廠采用3臺(tái)混流式水輪機(jī)，機(jī)組投產(chǎn)以來尾水內(nèi)部存在如下問題：

（1）尾水渠局部裂縫，存在漏水現(xiàn)象。在尾水水位降低時(shí)可看到尾水渠裸露部分存在裂縫噴水現(xiàn)象，初步判斷尾水渠在水力作用下可能已發(fā)生局部位移，但位移情況、受損情況有待確定。（2）三臺(tái)機(jī)尾水檢修閘門關(guān)閉不嚴(yán)，歷年檢修均需潛水員封堵。在歷年的檢修中發(fā)現(xiàn)，尾水檢修閘門關(guān)閉不嚴(yán)，為滿足檢修條件，幾乎每次都要請(qǐng)潛水員封堵，一方面增加了檢修費(fèi)用，另一方面嚴(yán)重耽誤檢修工期。（3）三號(hào)機(jī)尾水管鋼板里襯脫落后阻塞尾水檢修閘門關(guān)閉。在2011年對(duì)3號(hào)機(jī)組檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)尾水管里襯底部鋼板脫落，已脫落的鋼板大部分沉于尾水渠內(nèi)部，隨時(shí)影響著機(jī)組的安全運(yùn)行。（4）基建期大量金屬部件沉積于尾水渠和尾水管底部，急待清除。機(jī)組尾水管、尾水檢修閘門門槽內(nèi)存在大量廢棄焊條、管件夾扣、焊接殘余金屬碎片等雜物，直接影響尾水閘門的關(guān)閉，對(duì)門槽和尾水檢修閘門造成威脅。（5）投產(chǎn)后尾水渠迎水面受沖刷，受損程度需排水確定。該廠自2007年機(jī)組投運(yùn)后未檢查過尾水渠迎水面受沖刷情況，其受損程度不明，需排水檢查。

2 水電廠檢修排水系統(tǒng)應(yīng)用于尾水排空過程中的具體方法

水電廠檢修集水井位于廠房最底部，用于檢修時(shí)收集尾水管積水并用檢修排水泵排至尾水河道，排水泵選用高揚(yáng)程、高流量設(shè)備，工作可靠性高，排水速度較快。檢修排水系統(tǒng)在尾水排空過程中的應(yīng)用主要利用檢修集水井處于整個(gè)廠房最底部、高程最低、排水泵流量大、排水泵吸水口高程低、水泵揚(yáng)程高等優(yōu)勢，由檢修集水井收集尾水渠、尾水管的水流，在檢修排水管出口處安裝法蘭，采用輕型耐壓管道將檢修集水井排水管延伸至下游河床。當(dāng)所有工作準(zhǔn)備就緒后，打開檢修集水井盤型閥，水流從尾水渠、尾水管進(jìn)入檢修集水井，檢修集水井水位到達(dá)水泵啟動(dòng)值時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)水泵進(jìn)行工作，尾水逐漸從檢修排水泵排至下游河床。在尾水排空過程中使用檢修排水系統(tǒng)可以有效提高排水速度和效率，提高安全性，減少資金和人力投入，有效縮短檢修工期，由于工期縮短3臺(tái)機(jī)組可以提前恢復(fù)并網(wǎng)發(fā)電，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3 水電廠檢修排水系統(tǒng)在尾水排空過程中的應(yīng)用特點(diǎn)

3.1 利用已安裝的永久性水泵和管道，減少資金和人力投入

尾水排空需要借助一定的設(shè)備進(jìn)行，主要設(shè)備有水泵、輸水管道、管道連接材料等，常規(guī)方法在項(xiàng)目實(shí)施過程中需要購置新設(shè)備，召集隊(duì)伍進(jìn)行搬運(yùn)、安裝，在水泵的動(dòng)力源選擇上，一方面可以選擇柴油機(jī)拖動(dòng)，另一方面可以選擇三相電機(jī)拖動(dòng)。由于尾水渠結(jié)構(gòu)的特殊性施工人員會(huì)從安裝、水泵動(dòng)力源等方面考慮，電源不便時(shí)多選用柴油機(jī)作為水泵動(dòng)力源，具備電源的場地則采用大功率排水泵。按照某水電廠尾水渠存尺寸計(jì)算，其存水量較大，加上在排水過程中引水隧洞內(nèi)的漏水、尾水渠泄壓孔漏水，配套的水泵排水量需要600m3/h，無論選用三相電源還是柴油機(jī)作為動(dòng)力，在費(fèi)用投入和安裝難度上都很大，而且在排水過程中需要根據(jù)水位降低情況人為調(diào)整水泵和吸水管的位置，工作量繁重，調(diào)整過程增加人員觸電、落水的危險(xiǎn)性。引入檢修排水系統(tǒng)后可以解決上述問題。

3.2 用檢修排水系統(tǒng)可有效決常規(guī)排水方法繁瑣、復(fù)雜的安裝過程

檢修排水系統(tǒng)各設(shè)備作為水電廠的永久設(shè)備，其可靠性、工作效率高，水泵和管道已經(jīng)在基建期安裝完成，在尾水排空過程中使用檢修排水系統(tǒng)只需延長現(xiàn)有管道，免去了水泵及部分管道的安裝，即在原排水管出口增設(shè)橡膠軟管，將檢修排水泵出口管道延長至下游河道，從而實(shí)現(xiàn)將水流引向下游河床的目的，同時(shí)，因?yàn)椴簧婕八玫陌惭b，所以不產(chǎn)生動(dòng)力電纜敷設(shè)、控制系統(tǒng)安裝等內(nèi)容，臨時(shí)增加的橡膠排水軟管也較短，重量較輕，安裝簡便，速度快，安裝費(fèi)用低，而傳統(tǒng)尾水排空方法受排水泵吸水高度、現(xiàn)場安裝位置影響，在排水過程中需要根據(jù)尾水位的變化情況及時(shí)調(diào)整水泵的安裝位置、水泵的吸水口高度，必要時(shí)還可能涉及二次管道安裝，增加了安裝成本。

3.3 用檢修排水系統(tǒng)解決常規(guī)排水方法中的安全和環(huán)保問題

常規(guī)排水方法無論采用柴油機(jī)還是三相交流電作為水泵的動(dòng)力源均會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響，這是因?yàn)椴裼捅媒M涉及燃油泄漏和潤滑油泄漏問題，在燃油加注和潤滑油加注過程中難免出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象，同時(shí)運(yùn)行過程中各密封件損壞也會(huì)引起油料泄漏，泄漏的油料進(jìn)入河床后對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)破壞附近水域生態(tài)環(huán)境。另一方面，采用三相交流電源拖動(dòng)的水泵，其工作過程中如果產(chǎn)生泄漏電流將引起人身安全或者破壞水中生態(tài)環(huán)境。

3.4 利用檢修排水系統(tǒng)提高排水效率

傳統(tǒng)尾水排空方法由于涉及大量安裝工作，安裝時(shí)間長，在運(yùn)行過程中需要對(duì)管道和水泵進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過程中必須停泵、停電方可進(jìn)行，相對(duì)于有限的檢修時(shí)間而言頻繁的設(shè)備啟停、漫長的管道安裝時(shí)間都直接影響整個(gè)檢修進(jìn)度，輕則可能受到電網(wǎng)或者公司內(nèi)部通報(bào)，重則直接影響發(fā)電量，甚至受到電網(wǎng)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)考核，所以檢修就是在爭分奪秒，任何一點(diǎn)需要延長時(shí)間的事件都可能延誤工期。傳統(tǒng)排水方式除了設(shè)備本身的能量轉(zhuǎn)化效率低、排水效率低外，上述因素也直接影響著排水的整體效率。利用水電廠內(nèi)安裝的永久性檢修排水系統(tǒng)排水可以提高排水效率，爭取檢修時(shí)間。

3.5 引入檢修排水系統(tǒng)可有效降低能耗和運(yùn)行的穩(wěn)定性

檢修排水系統(tǒng)是在主廠房整體排水設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)的，其排水量和設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)、安裝標(biāo)準(zhǔn)均符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)備安裝規(guī)范，特別是電氣回路較為明顯，安裝質(zhì)量有保障，不涉及油料泄漏形成的江面污染，且控制系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定，水泵效率較高，滿足節(jié)能、減排的要求。

3.6 引用檢修排水系統(tǒng)參與尾水排空，有效提高安全系數(shù)，合理利用人力資源

檢修排水系統(tǒng)具有合理、科學(xué)的控制系統(tǒng)，水泵啟停由控制系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)水位變化情況完成，且其啟停信號(hào)已進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中由運(yùn)行人員遠(yuǎn)程監(jiān)視即可，同時(shí)檢修集水井水位可以通過盤型閥控制，一方面可以使人員遠(yuǎn)離電源，杜絕了因?yàn)椴僮?、誤碰等導(dǎo)致觸電的事件，安全系數(shù)較高。另一方面，由于無需再安排人員重復(fù)監(jiān)視和操作水泵，人力資源得到合理利用。

4 檢修排水系統(tǒng)在尾水排空過程中的應(yīng)用實(shí)施效果

檢修排水系統(tǒng)在尾水排空過程中的應(yīng)用無需重新采購排水泵和控制系統(tǒng)，不涉及水泵和控制系統(tǒng)安裝，免去了水泵的安裝過程，有效節(jié)省了檢修資金投入，最大限度減少了人員觸電危險(xiǎn)，提高了排水效率，縮短了檢修時(shí)間，為機(jī)組提前恢復(fù)并網(wǎng)提供了有力保障，有效解決了水電廠尾水內(nèi)部存在的設(shè)備問題，項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)濟(jì)效益顯著，在今后系統(tǒng)內(nèi)各水電廠的尾水渠檢查、為水閘門底坎、門槽檢查過程中值得推廣。

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