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        水電站主變壓器事故排油池設(shè)計

        2010-03-15 14:43:18陶承鼎
        湖南水利水電 2010年6期
        關(guān)鍵詞:排油通氣孔虹吸管

        陶承鼎

        (湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007)

        水電站的主變壓器均有事故排油裝置,主變壓器發(fā)生事故時常將變壓器油排出,流入事故油池暫存。早期某些電站設(shè)計中將油直接排入集水井,或間接、直接排入河流,一旦發(fā)生事故排油,將對河流造成污染。現(xiàn)在環(huán)保法不允許往河道排油,必須設(shè)置油池存貯事故排油,并回收污油。

        主變壓器事故排油機(jī)率很低,一旦排油,往往和消防用水同時發(fā)生,油水混合排入油池。為保證無論何時發(fā)生事故排油,能將全部排出的油留貯于事故油池內(nèi),只排出消防水,且無須人工操作控制事故油池的運用,可選用兩種事故油池。這兩種油池均利用油水比重不同能自行分離的特點,并適當(dāng)考慮排油時,油水混合物分離時間差的影響。現(xiàn)介紹兩種事故油池的設(shè)計方法,供參考。

        1 雙池式

        1.1 油池型式:為了方便布置,多采用矩型

        池中用墻分隔成雙池。排油前,池內(nèi)維持初始水位,在排油并消防時,隨油、水注入,將存水和油水分離后的水排出池外,油始終存于池內(nèi)。見圖1。

        圖中 b1——水池凈寬;

        b2——油水池凈寬;

        h——排水管底至排油后池內(nèi)最終水位的高度,h= 0.89h2;

        h1——事故排油后油水池內(nèi)水位至池底的高度;可取≥2h5或考慮回收油的方便,≥600mm;

        圖1 矩型油池

        h2——設(shè)計排油深度,為油水池凈面積的函數(shù),適當(dāng)選取面積,求得h2;

        h3——油池超高;

        h4——排油管底距最高油位高度,可取h4=(200~ 300)mm,油池高度布置不受限時可以大些;

        h5——雙池間連通孔高。

        1.2 油池設(shè)計

        (1)事故排油量Q(t):取排油量最大的1臺主變壓器的排油量。

        (2)排油量體積 V:取油容量 γ=0.89t/m3,則 V= Q/0.89≈1.12Q(m3)。

        (3)選擇排油后池內(nèi)底水深h1(m):考慮油回收管閥布置和隔墻底部連通孔設(shè)置需要,宜h1≥0.6m,如采用從池頂設(shè)泵抽取事故排油,h1可適當(dāng)減少。

        (4)排油后最高油位:應(yīng)低于主變壓器坑最低高程或事故排入池處的底高程。

        (5)中隔墻連通孔:可按孔洞面積≥2倍排油管面積確定,孔高可為孔洞面積的平方根。

        (6)通氣孔:當(dāng)油池全封閉時,池壁和隔墻上部應(yīng)設(shè)置通氣孔,其面積≥排油管面積,孔底應(yīng)高于最高油位0.3 m,當(dāng)池上部設(shè)有進(jìn)人孔或有開敞口時,不需通氣孔。

        (7)進(jìn)人孔:油池有封頂面時,在頂部或池壁上部設(shè)置進(jìn)人孔,頂面進(jìn)人孔尺寸可按≥600mm×600mm;池壁進(jìn)人孔尺寸最小為800mm×600mm(寬×高),油水池和水池均各設(shè)一個,進(jìn)人孔底高程應(yīng)高于最高油位,≥0.3m;設(shè)置是為了池內(nèi)模板拆除、防滲處理、清理方便,是否設(shè)爬梯可視具體情況確定。

        (8)水池寬度b1:最小寬度不宜小于0.6m,長度不宜小于1.2m,以方便清淤和施工。

        (9)池總高和池長:總高H=h1+h2+h3;h3——最高油位至池頂?shù)母叨?,分別考慮進(jìn)人孔,通氣孔等基本布置要求后分別求得,采用最大值。當(dāng)池頂開敞時,h3最小值可按低于事故排油管底確定;當(dāng)實際池底高程較低,池高不受布置限制時,可根據(jù)實際情況取較大的h3,甚至省去通氣孔和進(jìn)人孔,池頂上部任其開敞。

        (10)h2的確定:與油水池的平面尺寸(面積)相關(guān),根據(jù)平、立面布置選擇適當(dāng)?shù)膆2;

        式中 l2——設(shè)定油池長度;V——排油體積;h2=1.12Q/b2l2。

        (11)排水管:管底高程平初始水位(事故排油前的油池和水池的水位,為同一水位),按h=h2/1.12確定或按確定的最高油位減去0.11h2確定;管道面積宜≥(1.5~2.0)排油管面積;排水可引至廠房滲漏集水井,排水管出口高程應(yīng)高于集水井起排水位。外河水位較低的也可考慮直接排入河流。

        (12)初始水位:一般設(shè)置在排水管管底高程以下。

        (13)油池補(bǔ)水管閥:油池初始水位以上設(shè)置補(bǔ)水管閥,以補(bǔ)充水池滲漏損失或水蒸發(fā)損失,維持初始水位,補(bǔ)水閥稍開啟,使長年漏滴即可。對露天式主變壓器的戶內(nèi)事故油池,在初次對池內(nèi)注水后,可不設(shè)補(bǔ)水閥。

        (14)油回收管:萬一發(fā)生事故排油,可利用回收管閥用油桶回收污油;亦可用于放空油池內(nèi)部分存水;當(dāng)采用其他方式回收污油的,可以不設(shè)油回收管。

        2 虹吸式(單池式)

        2.1 油池型式:可為圓型、矩型等,常用矩型

        油池利用虹吸原理排水蓄油,在一個池內(nèi)實現(xiàn)排水蓄油功能,亦稱單池式。原理如圖2所示。

        圖2 虹吸式事故油池

        2.2 油池設(shè)計

        (1)h1,h2——分別為油池排油后的水深和油深,排油量確定后為油池面積的函數(shù),視具體布置比較確定。

        (2)h——虹吸管出口距排油后水位高度。

        由圖可見:γ1h+Pa=γ2h2+Pa

        式中 Pa——大氣壓力;γ1——水容重;γ2——油容重。

        即h=0.89h2或h2=1.12h。

        (3)虹吸管與排水管:不能直接連接以保虹吸有效。

        (4)池壁進(jìn)人孔:宜高于虹吸管頂0.4m或以上,以保證虹吸形成前油不溢出;一般虹吸管頂高程不宜高于排油后油位過多,以免油池高度過大而影響布置。

        (5)通氣孔:不應(yīng)將油池設(shè)計成全封閉式,應(yīng)有進(jìn)人孔或通氣孔。

        (6)油回收管:低于排油后池內(nèi)水位(0.05~0.1)m。

        (7)其他要求:類同雙池式油池,事故排油管與虹吸管布置相距宜遠(yuǎn)些,以利油水分離確保只排水不排油。

        (8)超高:宜大于虹吸管頂高程0.4m。

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