錦屏二級水電站生活供水系統(tǒng)工作原理與常見問題剖析

郭紅偉 李斌 周小建 楊武 白玉磊 李泉

摘要：本篇論文主要針對于錦屏二級水電站生活供水系統(tǒng)，介紹了供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，詳細(xì)闡述了生活供水系統(tǒng)工作原理，概述了現(xiàn)階段生活供水系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，此外，還收集整理了自生活供水系統(tǒng)移交電廠以來，常見生活供水系統(tǒng)發(fā)生的故障事件，深度剖析了故障發(fā)生原因與處理措施。通過初步對生活供水系統(tǒng)的分析總結(jié)，豐富了運(yùn)行人員的工作維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)加深了對生活供水系統(tǒng)的掌握，提高了個(gè)人的技術(shù)專業(yè)水平。

關(guān)鍵詞：生活供水系統(tǒng);工作原理;常見故障

錦屏二級水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣、冕寧縣、鹽源縣三縣交界處，總裝機(jī)容量4800MW，單機(jī)容量600MW，額定水頭288m，多年平均發(fā)電量242.3億kW·h。電廠總安裝有8臺立軸式水輪發(fā)電機(jī)組，采用發(fā)變組聯(lián)合單元接線方式，電氣主接線采用4串二分之三方式，設(shè)有四條輸出線路，分別輸送至樂山市南天變電站和錦屏換流站，通過錦屏換流站將電量輸送至華東一帶。電廠利用雅礱江150km大河彎的天然落差，截彎取直，開通四條約17km的隧洞為機(jī)組引水，是雅礱江流域水頭最高、裝機(jī)規(guī)模最大的引水式電站。電站主要由主廠房區(qū)、主變洞區(qū)、端副廠房區(qū)以及進(jìn)廠交通洞區(qū)等組成，生產(chǎn)區(qū)域較大，現(xiàn)場值班、工作人員眾多，這就要求電站內(nèi)配置干凈衛(wèi)生、穩(wěn)定可靠的生活供水系統(tǒng)，以保證現(xiàn)場人員日常生活用水。

1生活供水系統(tǒng)

1.1生活供水系統(tǒng)介紹

錦屏二級水電站生活供水系統(tǒng)、副廠房污水處理系統(tǒng)及主變洞污水處理系統(tǒng)、主變含油污處理系統(tǒng)均是由江蘇江華水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)制造、安裝、調(diào)試完成，于2012年12月投入運(yùn)行，2013年01月移交至電廠。

生活水給水設(shè)計(jì)處理工藝流程：全廠公用供水總管→一級提升泵→管道混合器→凝絮反應(yīng)池→沉淀池→中間水池→二級提升泵→石英砂過濾→精密過濾→低位水箱→加壓泵→高位水箱→各用戶。

生活供水系統(tǒng)的水源取自端副消防及生活給水泵房內(nèi)的主廠房消防供水總管，其中主廠房消防水管取自全廠公用供水總管，該總管的取水口設(shè)在#1、#2和#8機(jī)組機(jī)組尾水事故閘門后，經(jīng)三臺公用濾水器過濾后供給，為恒壓水源。

生活供水系統(tǒng)主要用戶：端副廠房各層衛(wèi)生間用水、主變洞安裝間衛(wèi)生間用水、砂濾濾水器與精濾水器反沖洗用水、主變洞電纜廊道細(xì)水霧滅火系統(tǒng)及綜合班打掃衛(wèi)生用水等。端副廠房的生活污水經(jīng)衛(wèi)生間排水支管和立管匯集后排至副廠房底層的生活污水處理設(shè)備（處理水量3 m3/h），經(jīng)污水處理設(shè)備處理達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)后排至滲漏集水井，后經(jīng)廠內(nèi)滲漏泵排至廠外自流廊道。

1.2生活供水系統(tǒng)工作原理

生活供水系統(tǒng)工作原理主要由三級提升泵分別提升至高位水箱，通過高落差實(shí)現(xiàn)水流自流。一級提升泵布置于端副消防及生活給水泵房內(nèi)，給中間水池供水;二級提升泵布置于端副二樓生活給水處理室，經(jīng)過濾后給低位水箱供水;三級提升泵布置于端副三樓生活給水處理室，給高位水箱供水。

1.2.1一級提升泵

1） 一級提升#1、#2泵控制方式分為“自動(dòng)-停-自動(dòng)”，一主一備。

2） 當(dāng)一級提升#1、#2泵控制方式位于手動(dòng)位置時(shí)，可現(xiàn)地手動(dòng)控制泵的啟停，當(dāng)給端副二樓中間水池供水。

3） 當(dāng)一級提升#1、#2泵控制方式處于自動(dòng)位置時(shí)，通過中間水池水位控制泵的啟停，當(dāng)中間水池處于低水位時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)中間水池水位升至高水位時(shí)自動(dòng)停止。

4） 無論一級提升泵控制方式處于何種方式，當(dāng)中間水池水位出油“高水位”時(shí)，一級提升泵均無法自動(dòng)啟動(dòng)，正在運(yùn)行的水泵應(yīng)自動(dòng)停止。

1.2.2二級提升泵

1） 二級提升#1、#2泵控制方式分為“自動(dòng)-停-自動(dòng)”，一主一備。

2） 當(dāng)二級提升#1、#2泵控制方式位于手動(dòng)位置時(shí)，可現(xiàn)地手動(dòng)控制泵的啟停，當(dāng)給端副三樓低位水箱供水。

3） 當(dāng)二級提升#1、#2泵控制方式處于自動(dòng)位置時(shí)，通過低位水箱水位控制泵的啟停，當(dāng)?shù)臀凰涮幱诘退粫r(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)?shù)臀凰渌簧粮咚粫r(shí)自動(dòng)停止。

4） 由于低位水箱供水管路設(shè)有砂過濾器（粗過濾）、精過濾器對生活水進(jìn)行過濾處理，濾水器供出水管路設(shè)有電動(dòng)閥，通過電動(dòng)閥得失電控制閥門開啟與關(guān)閉，繼而實(shí)現(xiàn)濾水器投入與退出。正常情況下濾水器進(jìn)出水電動(dòng)閥應(yīng)處于全關(guān)位置，二級提升泵啟停控制與濾水器進(jìn)出水電動(dòng)閥具有聯(lián)動(dòng)控制邏輯，具體控制邏輯如下表所示：

當(dāng)表內(nèi)電動(dòng)閥按照上表邏輯動(dòng)作延時(shí)30s后，二級提升泵自動(dòng)啟動(dòng)，對低位水箱進(jìn)行補(bǔ)水。

現(xiàn)階段濾水器反沖洗功能暫未實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)反沖洗管路電動(dòng)閥前端機(jī)械閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。

5） 無論二級提升泵處于何種運(yùn)行方式（運(yùn)行或停運(yùn)），當(dāng)中間水池處于低水位或低位水箱處于高水位時(shí)，二級提升泵均停止運(yùn)行，且無法再啟動(dòng)。

6） 當(dāng)二級提升泵處于何種運(yùn)行方式下，當(dāng)M3（砂濾進(jìn)水電動(dòng)閥）處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，二級提升泵均停止運(yùn)行，且無法再啟動(dòng)。

1.2.3加壓泵（三級提升泵）

1） #1、#2加壓泵控制方式分為“自動(dòng)-停-自動(dòng)”，一主一備。

2） 當(dāng)#1、#2加壓泵控制方式位于手動(dòng)位置時(shí)，可現(xiàn)地手動(dòng)控制泵的啟停，當(dāng)給端副八樓高位水箱供水。

3） 當(dāng)#1、#2加壓泵控制方式處于自動(dòng)位置時(shí)，通過高位水箱水位控制泵的啟停，當(dāng)高位水箱處于低水位時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)高位水箱水位升至高水位時(shí)自動(dòng)停止。

4） 無論加壓泵處于何種運(yùn)行方式（運(yùn)行或停運(yùn)），當(dāng)?shù)臀凰涮幱诘退粫r(shí)，加壓泵均停止運(yùn)行，且無法再啟動(dòng)。

5） 生活水經(jīng)加壓泵加壓提升至端副八樓，端副八樓高位水箱和消防水箱水源均取自供水管路，在水箱供水管路均設(shè)有電磁閥，經(jīng)與電氣班確認(rèn)消防水箱水位不參與加壓泵的啟停控制，繼而加壓泵只給高位水箱供水。

6） 加壓泵啟停與高位水箱進(jìn)水電動(dòng)閥由PLC進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。聯(lián)動(dòng)當(dāng)生活供水系統(tǒng)PLC接收到端副八樓高位水箱低水位信號，開啟高位水箱進(jìn)水電動(dòng)閥后，延時(shí)啟動(dòng)加壓泵補(bǔ)水。

1.3生活供水系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

生活供水系統(tǒng)今年屬于第一次定期維護(hù)，具備生活水自動(dòng)三級提升補(bǔ)給，能滿足全廠生活供水?，F(xiàn)階段以下設(shè)備暫未投入運(yùn)行：加藥裝置、在線濁度檢測儀、絮凝攪拌機(jī)、濾水器反沖洗功能（反沖洗管路相關(guān)機(jī)械閥門處于關(guān)閉狀態(tài)），消毒裝置。

1.4投產(chǎn)以來生活供水系統(tǒng)常見問題及原因分析

1） 生活供水系統(tǒng)一級提升#1泵運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)一級提升#2泵低反轉(zhuǎn)運(yùn)行，原因?yàn)闄z查發(fā)現(xiàn)一級提升#2泵泵控閥內(nèi)部雜物較多，影響泵控閥正?；仃P(guān)，導(dǎo)致#1泵運(yùn)行時(shí)水反沖至#2泵，造成#2泵反轉(zhuǎn)。經(jīng)分解泵控閥清理雜物后，一級提升#2泵未出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

2） 一級提升#1泵電機(jī)持續(xù)低速正轉(zhuǎn)，運(yùn)行指示燈熄滅，泵未運(yùn)行。檢查原因?yàn)樘嵘贸隹诒每亻y未可靠逆止嚴(yán)實(shí)，因尾水位高于沉淀池高程，泵進(jìn)口水源經(jīng)提升泵持續(xù)自流進(jìn)入端副廠房二樓沉淀池導(dǎo)致提升持續(xù)正轉(zhuǎn)。分解檢查發(fā)現(xiàn)泵控閥閥芯發(fā)卡，清掃回裝后泵控閥關(guān)閉正常。

3） 端副八樓消防供水室內(nèi)，投產(chǎn)以來共發(fā)生三起全廠生活水中斷事件。

第一起生活水中斷原因?yàn)槎烁比龢巧斑^濾器和精過濾器排污管電動(dòng)閥關(guān)閉不嚴(yán)，造成三樓水箱內(nèi)的水從排污管處排空，導(dǎo)致副廠房無法供應(yīng)生活水。經(jīng)關(guān)閉三樓相關(guān)過濾器排污管處的手動(dòng)閥后，三樓水箱能正常蓄水。

第二起生活水中斷原因?yàn)榫C合班打掃衛(wèi)生用水的取水塑料龍頭脫落，導(dǎo)致端副生活水箱的從水龍頭脫落處排空，進(jìn)而導(dǎo)致生活水中斷，關(guān)閉該供水管路閥門，更換龍頭后生活水恢復(fù)正常。

第三起生活水中斷原因?yàn)樯钏溥M(jìn)水電動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障，導(dǎo)致進(jìn)水電動(dòng)閥無法打開，然而加壓泵啟動(dòng)條件為電動(dòng)閥全開結(jié)點(diǎn)到達(dá)，由于進(jìn)水電動(dòng)閥無法全開，結(jié)點(diǎn)無法到達(dá)，因此加壓泵不能啟動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致生活水不能實(shí)時(shí)補(bǔ)給。 后續(xù)更換進(jìn)水電動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)后，生活水恢復(fù)正常。

4） 端副廠房夾墻大量跑水，滲漏至端副各房間室（端副六樓蓄電池室、端副三樓給水處理室），危及室內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行。原因?yàn)槎烁卑藰巧钏湟何粌x故障，顯示為負(fù)值，進(jìn)而生活水控制系統(tǒng)默認(rèn)為生活水箱水位低（實(shí)際生活水箱水位正常），達(dá)到起加壓泵的條件，進(jìn)而持續(xù)開出啟加壓泵控制信號，不斷給生活水箱供水，當(dāng)達(dá)到溢水管水位時(shí)水流排至夾墻，進(jìn)而滲漏至端副各層房間內(nèi)，威脅設(shè)備正常運(yùn)行。

作者簡介：郭紅偉（1989-），男，河南省平頂山人，大學(xué)本科，雅礱江流域集控中心運(yùn)行工程師。