水電站水淹廠房風(fēng)險(xiǎn)分析及預(yù)防措施

盧熹 曹歡 吳明

【摘要】近些年我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，在暴雨天氣下，容易發(fā)生滑坡和泥石流，堵塞河道，形成堰塞湖，導(dǎo)致水淹廠房，帶來(lái)較為嚴(yán)重的損失并且修復(fù)難度巨大。為了防止水淹廠房事故發(fā)生，分析了水淹廠房的可能性，提出了防止水淹廠房的措施，為水電廠的安全運(yùn)行提供了保障。

【關(guān)鍵詞】水電站；水淹廠房；預(yù)防措施

1.水淹廠房危害性

除水電站常見(jiàn)的火災(zāi)、爆炸、電傷害等安全事故外，水電站水淹廠房也時(shí)有發(fā)生。2004年天荒坪抽水蓄能電站由于高壓水擊穿高壓隧洞內(nèi)已封堵的固結(jié)灌漿孔，造成隧洞內(nèi)大量高壓水突然涌出，后來(lái)通過(guò)將高壓輸水管道排空對(duì)擊穿處灌漿，迫使機(jī)組停運(yùn)，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失；2009年，俄羅斯薩揚(yáng)舒申斯克水電站發(fā)生水淹廠房事故，導(dǎo)致數(shù)臺(tái)水輪機(jī)組報(bào)廢，廠房坍塌，變壓器爆炸和環(huán)境污染，并且造成75名人員死亡；2012年響洪甸抽水蓄能電站在試驗(yàn)時(shí)水泵水輪機(jī)水環(huán)排水管直接聯(lián)通尾水管的閥門(mén)破裂，使得下游水庫(kù)水經(jīng)此涌入廠房，造成水淹廠房事故。自然災(zāi)害、發(fā)電設(shè)備設(shè)施故障均可導(dǎo)致水流大量涌入廠房，倘若處理不當(dāng)就會(huì)造成水淹廠房，引起重、特大人身傷亡和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞事故。

2、水淹廠房的可能性分析

（1）機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)。運(yùn)行機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)，導(dǎo)致水輪機(jī)發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，壓力水會(huì)從水輪機(jī)組涌入廠房。

（2）壓力鋼管破損。如操作不當(dāng)或者水電廠壓力鋼管存在質(zhì)量缺陷，產(chǎn)生嚴(yán)重水錘，以致壓力鋼管產(chǎn)生破損，高壓水將會(huì)兇猛地涌入廠房，造成極其惡劣的破壞。所以，在鋼管充水、排空操作過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)及運(yùn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行速度控制，避免嚴(yán)重水錘產(chǎn)生，避免山體滲水壓力對(duì)鋼管的破壞；調(diào)速器緊急關(guān)閉時(shí)間必須滿足設(shè)計(jì)要求；必須定期對(duì)鋼管進(jìn)行金屬探傷檢查，確認(rèn)是否有缺陷，若有則消除缺陷。而在滲漏集水井口、機(jī)組進(jìn)口球閥處安裝視頻攝像頭，觀察壓力鋼管是否漏水也是快速響應(yīng)最為直觀的監(jiān)視途徑。

（3）排水管破損。排水泵排水管存在質(zhì)量缺陷，運(yùn)行操作不當(dāng)、自動(dòng)啟?？刂瞥绦蝈e(cuò)誤、多臺(tái)泵同時(shí)啟停產(chǎn)生的嚴(yán)重水錘，水泵正常啟停工作過(guò)程中產(chǎn)生的水錘疲勞破壞均能引起排水泵排水管破損。實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)避免多臺(tái)泵同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)停止的操作，采用能減緩水錘的帶有緩閉功能的逆止閥，以免產(chǎn)生嚴(yán)重的水錘破壞；應(yīng)做好管路防腐維護(hù)工作，必要時(shí)，對(duì)管路進(jìn)行金屬探傷檢查，保證設(shè)備的健康水平。

（4）嚴(yán)重自然災(zāi)害。其中包括：超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水，下游水位到達(dá)設(shè)計(jì)洪水位▽76.4m，下游水位預(yù)報(bào)繼續(xù)上漲時(shí)，江水可能倒灌進(jìn)入電站廠房，造成機(jī)電設(shè)備損壞。超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)地震，可能造成廠房擋水結(jié)構(gòu)開(kāi)裂或結(jié)構(gòu)局部破壞導(dǎo)致漏水，或電力設(shè)備損壞導(dǎo)致泵站損壞無(wú)法排水，致使水淹廠房。

3、防止水淹廠房的措施

3.1 水淹廠房保護(hù)預(yù)案

為保證在發(fā)生水淹廠房時(shí)能高效、有序地做好應(yīng)急處置和救援工作，最大程度地減輕主設(shè)備和輔助設(shè)備的損壞程度，保障現(xiàn)場(chǎng)員工的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，水電站制定了完善的《電站防汛現(xiàn)場(chǎng)處置方案》。方案包括事故風(fēng)險(xiǎn)分析、應(yīng)急工作職責(zé)、應(yīng)急處置、事故處理注意事項(xiàng)等幾個(gè)方面。

3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

實(shí)時(shí)掌握機(jī)組的運(yùn)行工況，特別是加強(qiáng)對(duì)機(jī)組主要受力部件、關(guān)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)部件、過(guò)水流道部件的日常監(jiān)控檢查和檢修維護(hù)力度，確保機(jī)組各關(guān)鍵部件安全，使其健康運(yùn)行。

（1）增設(shè)機(jī)組在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組的振擺情況。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組推導(dǎo)、上導(dǎo)、水導(dǎo)等重點(diǎn)部位的振動(dòng)和擺度。當(dāng)機(jī)組振動(dòng)和擺度超標(biāo)時(shí)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)信告警，從而方便運(yùn)行人員迅速采取措施。

（2）在全廠增設(shè)水位檢測(cè)裝置。由于盤(pán)形閥操作廊道地勢(shì)最低，如果發(fā)生廠房進(jìn)水事故，水會(huì)在此廊道匯集，造成廊道水位顯著上升，因此在廠房盤(pán)形閥操作廊道增設(shè)11套水位信號(hào)器，直接上送至監(jiān)控系統(tǒng)。

（3）增設(shè)工業(yè)電視系統(tǒng)，全方位監(jiān)控機(jī)組重點(diǎn)關(guān)鍵部位的運(yùn)行工況。加強(qiáng)對(duì)廠房滲漏水情況的監(jiān)視，在全廠共計(jì)11個(gè)點(diǎn)位增設(shè)攝像機(jī)。主要目的是監(jiān)控廊道內(nèi)發(fā)生的各種情況，對(duì)盤(pán)形閥主廊道在汛期期間的情況做到及時(shí)、有效的了解。

（4）在機(jī)組檢修期間，將機(jī)組主要受力部件螺栓的疲勞情況、無(wú)損探傷等作為重點(diǎn)監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)行處理。結(jié)合機(jī)組大、小修周期，制定機(jī)組主要受力部件螺栓的檢修項(xiàng)目，保證機(jī)組主要受力螺栓不帶病運(yùn)行、不超期服役。

（5）加強(qiáng)日常運(yùn)行分析，及時(shí)了解機(jī)組運(yùn)行工況。做好機(jī)組振動(dòng)、擺度的日常趨勢(shì)分析，根據(jù)運(yùn)行趨勢(shì)的發(fā)展過(guò)程及時(shí)調(diào)整運(yùn)行工況，確保機(jī)組在最佳工況下運(yùn)行；做好機(jī)組漏水量的日常分析，及時(shí)分析判斷出機(jī)組漏水部位的運(yùn)行狀況；通過(guò)分析廠房排水系統(tǒng)的啟停間隔、排水時(shí)間的變化情況，確保排水系統(tǒng)的的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 廠房排水系統(tǒng)組成

水電站電站廠房排水系統(tǒng)包括機(jī)組檢修排水、廠房滲漏排水和抽排廊道滲漏排水系統(tǒng)組成。確保發(fā)生廠房漏水時(shí)能有效控制廠房積水，降低發(fā)生水淹廠房的風(fēng)險(xiǎn)，避免發(fā)生重大事故。

機(jī)組檢修排水系統(tǒng)通過(guò)排水廊道排水至檢修集水井后，經(jīng)深井泵排至下游。廠房滲漏排水系統(tǒng)通過(guò)各層廊道排水溝排水至集水井后，經(jīng)深井泵排至下游。大壩排水系統(tǒng)用于排除大壩的滲漏集水，將集水排至廠壩平臺(tái)的排水溝內(nèi)。

4、結(jié)語(yǔ)

水電站水淹廠房具有損失大、影響面廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、恢復(fù)投產(chǎn)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。水電站通過(guò)總結(jié)水淹廠房事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加強(qiáng)日常管理、技術(shù)監(jiān)控和技術(shù)改造，給出切合實(shí)際的應(yīng)對(duì)措施，提高防止水淹廠房事故的能力，并制定了相應(yīng)的預(yù)案，也為其他電廠提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：盧熹（1987—），男，陜西韓城人，工程師，研究方向：水電站運(yùn)行管理。