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        水電站技術(shù)供水系統(tǒng)堵塞及工程處理實(shí)踐

        2019-05-21 04:54:36何勝明
        關(guān)鍵詞:堵塞

        何勝明

        摘 要:某水力發(fā)電廠機(jī)變技術(shù)供水系統(tǒng)主要為上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、水導(dǎo)軸承、推力軸承冷卻器以及發(fā)電機(jī)空冷器、主變冷卻器、主軸密封水、大軸補(bǔ)氣潤(rùn)滑水等供水。一旦供水中斷,輕則造成機(jī)組超溫跳閘,重則造成機(jī)械設(shè)備不可逆轉(zhuǎn)的損傷,因此機(jī)變技術(shù)供水系統(tǒng)對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組的重要性不言而喻。某水力發(fā)電廠自投產(chǎn)發(fā)電以來(lái),機(jī)變技術(shù)供水濾水器普遍存在頻繁的堵塞問(wèn)題,對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了極大困擾。該文擬對(duì)該機(jī)變技術(shù)供水系統(tǒng)堵塞及處理措施進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,分析故障成因,并提供工程解決措施。這不僅對(duì)水電站類似故障處理提供了實(shí)踐案例,也對(duì)水電站技術(shù)供水系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、檢修維護(hù)提供非常有價(jià)值的參考意見。

        關(guān)鍵詞:技術(shù)供水;堵塞;工程處理

        中圖分類號(hào):TV674 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        1 某站技術(shù)供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        某電站由一庫(kù)兩級(jí)電站組成,上游電站為高壩地下式結(jié)構(gòu),安裝有6臺(tái)單機(jī)容量600 MW機(jī)組,機(jī)組額定水頭200 m;其下游電站為低壩引水式,安裝有8臺(tái)單機(jī)容量600 MW的機(jī)組,機(jī)組額定水頭288 m。

        兩站技術(shù)供水系統(tǒng)均采用水泵單元供水方式,水源取自尾水管,濾水方式采用濾芯過(guò)濾式濾水器。上游電站機(jī)組技術(shù)供水由2臺(tái)臥式離心泵組成;主變技術(shù)供水由2臺(tái)立式離心泵組成。下游電站技術(shù)供水由2臺(tái)臥式離心泵組成,一臺(tái)工作一臺(tái)備用,提供機(jī)組和主變技術(shù)供水;2臺(tái)主變空載冷卻水泵,提供主變空載運(yùn)行時(shí)供水;同一水力單元機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)有聯(lián)絡(luò)閥,可以互為備用。每臺(tái)機(jī)組在技術(shù)供水泵出口各設(shè)1臺(tái)主用濾水器。

        2 技術(shù)供水堵塞情況

        電站運(yùn)行初期,兩站部分機(jī)組均導(dǎo)致不同程度技術(shù)供水流量下降,水導(dǎo)軸承溫度、發(fā)電機(jī)定子溫度、主變溫度持續(xù)上升等問(wèn)題。其中的下游電站問(wèn)題較嚴(yán)重,雖經(jīng)采取加大技術(shù)供水流量等措施后,溫度上升仍然無(wú)法緩解,最后被迫停機(jī)進(jìn)行處理。象下游電站#2機(jī)組投運(yùn)初期水導(dǎo)軸瓦瓦溫初始溫度為18.5 ℃,經(jīng)過(guò)14 h運(yùn)行后,#6軸瓦溫度升至64.2 ℃(報(bào)警定值65 ℃,停機(jī)定值70 ℃),油溫升高至43.7 ℃。同時(shí)發(fā)現(xiàn)推力外循環(huán)、主變、發(fā)電機(jī)定子溫度均在持續(xù)上升中,且沒(méi)有穩(wěn)定的趨勢(shì)。最后被迫停機(jī)進(jìn)行檢查處理。

        在打開該機(jī)濾水器,水導(dǎo)冷卻器上端密封蓋板,主變冷卻器濾水器等位置后,發(fā)現(xiàn)大量泥沙、焊渣、雜草、編織袋等異物已嚴(yán)重堵塞相應(yīng)濾芯。至此,機(jī)組運(yùn)行過(guò)程溫度升高的直接原因已經(jīng)被找到。

        后續(xù)經(jīng)過(guò)多次清理,焊渣、雜草、編織袋等異物逐步減少,但下游電站技術(shù)供水濾水器的泥沙和雜物堵塞情況始終未見明顯改善。特別是汛期堵塞尤為嚴(yán)重。經(jīng)統(tǒng)計(jì),2015年6月至8月60天內(nèi),共進(jìn)行技術(shù)供水濾水器清洗68臺(tái)次。嚴(yán)重時(shí),剛清理完畢幾小時(shí)后又被迫再次清洗,為保證機(jī)組運(yùn)行安全并在#1技術(shù)供水泵出口重新加裝1臺(tái)備用濾水器,這不僅給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患,也極大地增加了現(xiàn)場(chǎng)工作量。

        3 堵塞原因分析

        通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查,導(dǎo)致該廠技術(shù)供水濾水器以及各部設(shè)備堵塞的異物,最明顯的來(lái)源有以下3點(diǎn):

        一是電站水庫(kù)蓄水初期,庫(kù)區(qū)植被被水淹沒(méi)后腐爛,隨發(fā)電引水系統(tǒng)流動(dòng),最后被技術(shù)供水系統(tǒng)吸入。

        二是電站建設(shè)階段,庫(kù)區(qū)兩岸建有大量的加工及生活設(shè)施,廢棄物收集處理不徹底,庫(kù)岸廢棄物在蓄水后進(jìn)入水庫(kù),最后被技術(shù)供水系統(tǒng)吸入。

        三是機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程不規(guī)范,管路清掃檢查、沖洗不徹底,導(dǎo)致焊渣、焊條、金屬碎屑、建筑材料等異物遺留在管路中,最后隨技術(shù)供水堵塞相關(guān)設(shè)備。

        除以上異物原因外,長(zhǎng)期困擾該電站維護(hù)人員的是泥沙堵塞問(wèn)題卻難以找到原因。由于該電站所在的河流為輕度泥沙含量河流,其上下游已投運(yùn)的多座電站,在相同的技術(shù)供水取水方式下,并未出現(xiàn)如此嚴(yán)重的泥沙堵塞問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)不同電站技術(shù)供水系統(tǒng)細(xì)部結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析,終于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的原因可能出現(xiàn)在技術(shù)供水取水口位置設(shè)置上。

        該站技術(shù)供水取水口設(shè)置在尾水管的軸管部位,而其他電站技術(shù)供水取水口都設(shè)置在尾水管的擴(kuò)散段部位。

        經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析和模擬實(shí)驗(yàn),確定機(jī)組尾水管軸管部位,水流流速較高、流態(tài)紊亂,水中的懸移質(zhì)物質(zhì)來(lái)不及沉降,最后被積水供水系統(tǒng)吸入,從而堵塞積水供水濾水器等部件。雖然該電站所在河道水質(zhì)較好,但是由于技術(shù)供水的流量大,短時(shí)間內(nèi)還是容易聚集足夠多的泥沙造成堵塞。

        4 處理方案及效果評(píng)估

        針對(duì)以上分析結(jié)果,該電站及時(shí)采取了以下工程措施。

        (1)在上游電站壩前,盡快完善了攔漂措施的建設(shè),修建了一道可隨庫(kù)水位變化而自動(dòng)升降的攔漂埂,以阻擋庫(kù)區(qū)漂浮物靠近電站進(jìn)水口位置。對(duì)攔漂埂外側(cè)的漂浮物,及時(shí)采用清漂船進(jìn)行打撈清理(這也是目前大型水電站最常見的一種漂浮物攔截及處理方式)。

        (2)利用停機(jī)檢修的時(shí)機(jī),對(duì)技術(shù)供水相關(guān)的管路和濾水設(shè)備進(jìn)行徹底清理,清除內(nèi)部異物。

        (3)對(duì)下游電站技術(shù)供水取水口進(jìn)行調(diào)整,將技術(shù)供水取水管向尾水管擴(kuò)散段側(cè)面下游方向延伸33 m,將取水口升高3 m,并在取水口加裝過(guò)濾網(wǎng),以過(guò)濾較大的砂石、木塊等,減少對(duì)水泵、濾水器等的沖擊磨損和堵塞。改造前后的技術(shù)供水取水口示意圖如圖1所示。

        經(jīng)過(guò)以上工程和實(shí)行技術(shù)措施后,該電站技術(shù)供水系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到了根本改善。經(jīng)過(guò)近4年的運(yùn)行檢驗(yàn),主濾水器及各部件濾水器的清洗頻次降到每年一次。證明以上措施是有效且可靠的。

        5 工程建議

        該電站投運(yùn)初期,因技術(shù)供水問(wèn)題而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)被迫頻繁提及處理,極大地影響了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。由于停機(jī)導(dǎo)致的發(fā)電損失以及異常處理、設(shè)備改造付出的人工成本都是一筆不小的數(shù)目。為避免后續(xù)水電站出現(xiàn)類似問(wèn)題,特作如下工程建議:

        (1)技術(shù)供水方式的確定應(yīng)根據(jù)電站運(yùn)行水頭以及水源情況進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,對(duì)于發(fā)電水頭在20 m~80 m的水電站,宜優(yōu)先采用自留式技術(shù)供水方式。直接從水庫(kù)或上游取水,機(jī)電設(shè)備少,維護(hù)工作量小,可靠性較高。在水頭低于12 m或高于80 m的水電站才采用水泵取水式技術(shù)供水。

        (2)高度重視庫(kù)區(qū)漂浮物對(duì)機(jī)組技術(shù)供水的影響。水庫(kù)蓄水前應(yīng)對(duì)庫(kù)岸盡可能地進(jìn)行清理,并采取攔漂工程措施,以減小漂浮物的影響。

        (3)加強(qiáng)工程建設(shè)過(guò)程的質(zhì)量控制。所有的機(jī)電設(shè)備、管路不是簡(jiǎn)單拼裝起來(lái)就能穩(wěn)定運(yùn)行,就能見效益,一定要做好過(guò)程控制、質(zhì)量控制。尤其是隱蔽過(guò)程的處理,細(xì)節(jié)的處理——象該文所述的管路清掃、清洗,直接關(guān)系機(jī)組運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。

        (4)加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的繼承和借鑒,該文所述的泥沙堵塞問(wèn)題,在過(guò)去的工程實(shí)踐中肯定有過(guò)很多成功和失敗的先例。只要稍微注意是完全可以避免的。

        參考文獻(xiàn)

        [1]戴寧,陽(yáng)新峰,武豐林.淺析官地水電站技術(shù)供水濾水器堵塞成因及對(duì)策[J].四川水力發(fā)電,2012(5):142-144.

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