關(guān)河至云竹水庫管線試通水處理預(yù)案

車 岳

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 項(xiàng)目概述

山西省東山供水工程為山西省大水網(wǎng)工程之一，供水工程分為調(diào)出區(qū)及調(diào)入?yún)^(qū)兩部分，調(diào)水水源有關(guān)河水庫、云竹水庫、石匣水庫、二期水源以及雙峰水庫（備用調(diào)水水源）等，調(diào)出區(qū)涉及的行政區(qū)包括晉中市的左權(quán)縣、榆社縣和長治市的武鄉(xiāng)縣3 縣。工程等別為Ⅲ等，主要建筑物為3 級，次要建筑物為4 級。工程輸水管（洞）線路全長254.64 m，壓力管線總長178.06 km。

關(guān)河水庫—云竹水庫段輸水線路起點(diǎn)為關(guān)河泵站，終點(diǎn)為云竹水庫，線路總長32.41 km。輸水線路分為兩部分：第一部分為關(guān)河水庫—北圖劃（關(guān)河支線）段線路。本段線路起點(diǎn)為關(guān)河泵站，輸水方式采用泵站加壓和重力流組合輸水，樁號GH 1+133.00 m 處設(shè)調(diào)壓井一座。調(diào)壓井前為泵站加壓輸水，輸水管道采用DN 1 400 的防腐鋼管；本段線路全長20.89 km，其中隧洞長1.18 km，壓力管道長20.89 km（含洞穿管1.18 km）。第二部分為北圖劃—云竹水庫段線路。本段線路起點(diǎn)位于北圖劃村。采用雙管并行輸水方案，分別為DN 1 400 PCCP（接關(guān)河支線）與DN 1 600 PCCP（接2 號隧洞出口—北圖劃支線），沿云竹河右岸公路邊布設(shè)，向西北至云竹水庫下游約300 m 處進(jìn)入3 號隧洞(BYG 10+689.7 m)，于 BYG 10+965.7 m 出洞至云竹流量調(diào)節(jié)閥室，后接355 m 長的4 號隧洞進(jìn)入云竹水庫。輸水方式為有壓重力流輸水。本段線路總長11.52 km，其中隧洞長0.626 km，壓力管道長2×10.97 km（含洞穿管0.276 km）。

2 試通水試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

按照東山供水工程關(guān)河水庫—云竹水庫段輸水線路工程的設(shè)計(jì)、施工、安裝等相關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)文件，通過試通水檢驗(yàn)工程設(shè)計(jì)、土建工程質(zhì)量、管材制造及安裝質(zhì)量、機(jī)電設(shè)備制造與安裝質(zhì)量等，發(fā)現(xiàn)工程存在的問題并及時(shí)處理，積累經(jīng)驗(yàn)，以便為下一步本工程的其它線路試通水及全線通水提供必要的資料和技術(shù)支撐，關(guān)河水庫—云竹水庫段輸水線路的具體檢驗(yàn)指標(biāo)有：

檢驗(yàn)水工、水機(jī)、電氣及金結(jié)等專業(yè)設(shè)計(jì)的合理性；對土建工程質(zhì)量進(jìn)行檢查和鑒定，包括閥室（井）、進(jìn)水塔、鎮(zhèn)墩及隧洞等；對管道制作、安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查和鑒定；對沿線閘閥制作、安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查和鑒定，初步掌握閘閥設(shè)備的運(yùn)行性能，測定并記錄運(yùn)行中必要的技術(shù)數(shù)據(jù)；通過關(guān)河泵站試運(yùn)行，檢驗(yàn)機(jī)電設(shè)備的制作、安裝質(zhì)量，初步掌握機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行性能，測定并記錄運(yùn)行中必要的技術(shù)數(shù)據(jù)，為編制泵站運(yùn)行規(guī)程提供相關(guān)資料；通過云竹流量調(diào)節(jié)閥室試運(yùn)行，檢驗(yàn)相關(guān)機(jī)電設(shè)備的制作、安裝質(zhì)量，初步掌握機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行性能，測定并記錄運(yùn)行中必要的技術(shù)數(shù)據(jù)，為閥室編制運(yùn)行規(guī)程提供相關(guān)資料；通過云竹水庫進(jìn)水塔試運(yùn)行，檢驗(yàn)相關(guān)機(jī)電、金結(jié)設(shè)備的制作、安裝質(zhì)量，初步掌握機(jī)電、金結(jié)設(shè)備的運(yùn)行性能，測定并記錄運(yùn)行中必要的技術(shù)數(shù)據(jù)；及時(shí)發(fā)現(xiàn)水機(jī)、電氣設(shè)備運(yùn)行及工程中存在的問題，并進(jìn)行處理；通過試通水，檢驗(yàn)工程總體運(yùn)行的可靠性，為工程全線通水安全可靠運(yùn)行提供依據(jù)。

3 試通水方案

3.1 管線充水

關(guān)河水庫—云竹水庫段充水時(shí)，利用關(guān)河水庫作為水源地，關(guān)河泵站采用單泵小流量0.46 m3/s 充水，直至管道全部充滿。所有流向云竹流量調(diào)節(jié)閥室出水池的閥門全部關(guān)閉，排水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，排氣閥處于開啟狀態(tài)。在充水過程中，如發(fā)生無法控制的異?，F(xiàn)象，應(yīng)研究考慮采用更小流量充水或其他措施。

3.2 關(guān)河泵站啟動程序

第一步，泵站向管線充水（1 臺低揚(yáng)程機(jī)組試運(yùn)行）。在單機(jī)試運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行啟動關(guān)河泵站4 號（或 5 號）機(jī)組，設(shè)計(jì)流量為 0.68 m3/s，現(xiàn)以0.46 m3/s 充水（壓閥運(yùn)行），待管線全部充滿后，轉(zhuǎn)入試運(yùn)行。

第二步，出水池水位達(dá)到1 045.00 m，啟動關(guān)河泵站變頻機(jī)組1 號，設(shè)計(jì)流量0.68 m3/s。完成泵站1 臺機(jī)組的試運(yùn)行。

第三步，啟動關(guān)河泵站變頻機(jī)組2 號，設(shè)計(jì)流量0.68 m3/s，總流量1.36 m3/s。完成泵站2 臺機(jī)組的試運(yùn)行。

第四步，啟動關(guān)河泵站變頻機(jī)組3 號，設(shè)計(jì)流量0.68 m3/s，總流量2.0 m3/s。完成泵站3 臺機(jī)組的試運(yùn)行。

第五步，正常停機(jī)應(yīng)逐臺關(guān)停，禁止泵站同時(shí)關(guān)停多臺機(jī)組的操作方式。

3.3 云竹流量調(diào)節(jié)閥室啟動程序

包括啟動前的準(zhǔn)備、流量調(diào)節(jié)閥的啟動運(yùn)行調(diào)度、流量調(diào)節(jié)閥的正常運(yùn)行調(diào)度。

3.3.1 啟動前的準(zhǔn)備工作

關(guān)河泵站調(diào)壓井水位在基準(zhǔn)值。檢修閥室檢修閥處于全開狀態(tài)，旁通閥處于全關(guān)閉狀態(tài)。有關(guān)流量調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)閉狀態(tài)，投入運(yùn)行的流量調(diào)節(jié)閥前的檢修閥處于全開狀態(tài)。再次確定關(guān)河泵站出水池水位。各種輔助、監(jiān)控、通訊設(shè)備及儀表等均處于完好狀態(tài)。全線各閥室閥門供電電源開關(guān)處于合閘狀態(tài)。根據(jù)用水需要，確定Q需。出水池水位在基準(zhǔn)水位±0.1 m 范圍內(nèi)。流量調(diào)節(jié)閥的啟動運(yùn)行調(diào)度，調(diào)度中心設(shè)定工作閥（包括主工作閥和輔助閥）的流量，然后發(fā)出同時(shí)開啟減壓閥室內(nèi)的工作閥的指令。工作閥開啟后，由工作閥的PLC 采集流量計(jì)的數(shù)據(jù)Q現(xiàn)。

3.3.2 流量調(diào)節(jié)閥的正常運(yùn)行調(diào)度

當(dāng)在線式調(diào)流閥做為調(diào)節(jié)閥時(shí)，以關(guān)河泵站調(diào)壓井水位為控制，要求調(diào)壓井水位控制在1 021.00 m 以下，對調(diào)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，流量計(jì)數(shù)據(jù)為監(jiān)測數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)按每次動作1%開度，開或關(guān)進(jìn)行微調(diào)節(jié)。

3.3.3 流量調(diào)節(jié)閥運(yùn)行控制要點(diǎn)

關(guān)河泵站調(diào)壓井水位值是運(yùn)行控制要素，調(diào)度中心應(yīng)對調(diào)壓井水位加強(qiáng)監(jiān)測，保證運(yùn)行良好。由于流量調(diào)節(jié)閥的流量參數(shù)來源于該閥前的支流量計(jì)，為保證對流量調(diào)節(jié)閥的監(jiān)測和調(diào)節(jié)精度，應(yīng)密切關(guān)注流量計(jì)與泵站流量計(jì)。

3.4 管線試通水檢測

試通水運(yùn)行過程中，應(yīng)密切關(guān)注關(guān)河泵站不同機(jī)組運(yùn)行時(shí)的異?，F(xiàn)象，并做好相關(guān)記錄。

試通水運(yùn)行過程中，應(yīng)密切關(guān)注管線沿線及泵站進(jìn)出口各壓力表的讀數(shù)在不同條件（不同臺數(shù)）或異常條件下的變化情況，如發(fā)生異常變化，應(yīng)及時(shí)檢查管道，是否有漏水，必要時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查。

試通水運(yùn)行過程中，應(yīng)密切關(guān)注沿線各流量計(jì)在不同條件（不同臺數(shù)）下的讀數(shù)，并做好詳細(xì)的記錄，如與設(shè)計(jì)有較大變化，應(yīng)及時(shí)檢查管道，是否有漏水，必要時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查。

3.5 自動化控制檢測

關(guān)河泵站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，對全站的主機(jī)和附屬設(shè)備進(jìn)行操作控制?？刂品绞讲捎眠h(yuǎn)方自動控制、現(xiàn)地自動控制和現(xiàn)地手動控制。集中自動控制，利用設(shè)置中控室的操作員工作站進(jìn)行遠(yuǎn)方控制?，F(xiàn)地手/自動控制，利用機(jī)組LCU 現(xiàn)地控制裝置，對機(jī)組參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，在LCU 屏面板上設(shè)有現(xiàn)地、自動和遠(yuǎn)方控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。沿線閥室通過設(shè)置于現(xiàn)地的LCU 屏進(jìn)行自動控制，LCU 屏功能要求同泵站要求。

4 試通水事故及故障處理預(yù)案

4.1 管線段事故處理預(yù)案

通過觀測分析全線檢修閥室的壓力變送器數(shù)值與設(shè)計(jì)值的相對關(guān)系，分析關(guān)河泵站出水流量與云竹流量調(diào)節(jié)閥室前流量計(jì)讀數(shù)的關(guān)系，以及輸水線路巡查，綜合判斷管線有無漏水。

4.1.1 管道漏水處理預(yù)案

充水過程中若發(fā)現(xiàn)某一處管道漏水、管道爆裂及管道接口脫開等事故，關(guān)河泵站應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行停機(jī)，并關(guān)閉事故處管道上、下游距離最近的檢修閥，使該段管道與系統(tǒng)隔離，視其漏水情況，決定是否排空該段管道。如需要，可打開該區(qū)段內(nèi)的所有排水閥，先利用自排然后再用水泵從排水井中抽排，必要時(shí)打開相應(yīng)排氣閥井的進(jìn)人孔盲法蘭，用水泵從進(jìn)人孔中抽排，排空管道以便檢修。

4.1.2 排氣閥漏水處理預(yù)案

若排氣閥漏水，應(yīng)關(guān)閉排氣閥下的截止閥，對排氣閥進(jìn)行檢修或更換，處理后打開截止閥。

4.1.3 排水閥漏水處理預(yù)案

若排水閥漏水，應(yīng)檢查漏水情況，并分析漏水原因，做好記錄，試通水完成后再進(jìn)行處理。若漏水量過大應(yīng)泵站停機(jī)檢修或更換漏水的排水閥。

4.2 水泵機(jī)組處理預(yù)案

機(jī)組在運(yùn)行中因外界或自身原因，可能會出現(xiàn)異?，F(xiàn)象與故障。這些異常與故障會通過震動、噪聲及儀表等反映出來，如保護(hù)動作、發(fā)出音響和燈光信號。運(yùn)行人員要按照水泵電動機(jī)組運(yùn)行規(guī)程，根據(jù)故障性質(zhì)分析判斷并及時(shí)處理，不使故障擴(kuò)大，避免造成嚴(yán)重后果。

機(jī)組事故時(shí)，通過保護(hù)裝置自動停機(jī)，但運(yùn)行人員不能因此放松警惕，謹(jǐn)防保護(hù)裝置失靈。如發(fā)現(xiàn)事故苗頭，危及機(jī)組安全，應(yīng)按運(yùn)行規(guī)程及時(shí)停機(jī)。

4.3 管線各種閥門處理預(yù)案

在試通水時(shí)，如果閥門出現(xiàn)震動和噪音過大等情況，應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)措施。原因大致有兩種：一是可能有異物堵塞閥門的傳動機(jī)或流道；二是閥門局部產(chǎn)生汽蝕。

4.4 備案記錄

在試通水過程中的每次異常事件處理，不論大小均要做好詳細(xì)的記錄和音像資料，形成正式報(bào)告，為后續(xù)運(yùn)行積累經(jīng)驗(yàn)，報(bào)告內(nèi)容包括事故現(xiàn)象描述、原因分析，處理方法，處理效果等。

5 結(jié)論

本次試通水過程中，編制了詳細(xì)的試通水預(yù)案，盡可能將出現(xiàn)的問題及解決方法考慮到位。關(guān)河泵站機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行時(shí)間為6 h，機(jī)組無故障停機(jī)3 次，每次無故障停機(jī)時(shí)間0.8 h。經(jīng)檢測，機(jī)組在起動、停機(jī)和持續(xù)運(yùn)行時(shí)各部位工作均正常，壓力管道接口無漏水、損壞現(xiàn)象，達(dá)到設(shè)計(jì)流量，試通水一次成功。