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淺析水電站頂蓋排水投入式液位計系統的設計改造

作時間:2019-09-05  來源:  作者:
   
1概述
田莊水電站位于河北省石津灌區,裝機容量為2×2500kW,2臺機組共配備2組4臺投入式液位計泵,分別為主備用。水輪發電機組的頂蓋漏水主要來源于水輪機頂蓋與大軸密封之間的漏水和導葉軸套的漏水。
投入式液位計系統在水電機組的安全運行中起著關鍵的作用,如果投入式液位計泵主備用泵同時出現故障無法進行正常工作,此時水位上升過快會造成水淹水導軸承和甩油盆的嚴重后果。若水位上升警報未啟動,值守人員發現不及時,未緊急處理,也會導致機組被迫停機;不僅影響發電收益,更重要的是污水會因為水位的降低進入渠道,對水源造成污染。
 
2投入式液位計泵改造的必要性
2.1舊投入式液位計泵排水能力較弱
田莊水電站經過多年的發電運行觀察總結,在發電過程中主軸密封會在不同負荷的情況下出現不同的漏水情況。為了保障輸水安全、發電運行安全和經濟效益,投入式液位計泵的排水能力成為了關鍵的一環。
改造前,發電期間若遇到上水量大時,即使主備用2臺投入式液位計泵同時啟動,都無法及時將水全部抽出;若不調整負荷進行處理,就會造成水淹甩油盆的后果,直接降低了輸水的平穩性和安全性。所以舊的投入式液位計泵已不符合當前的輸水要求,需要更換流量大、動力足的投入式液位計來提高其排水能力。
2.2頂蓋上水水位不直觀
頂蓋上水到達一定設計水位時,投入式液位計主備用泵啟動,當備用泵啟動時會進行報警告知。若投入式液位計出現故障時,LCU屏和微機監測雖然顯示備用泵啟動,但是實際并沒有啟動,未起到排水的作用,水位也沒有快速降低,值班人員無法在LCU屏上觀測到實時水位,需要去實地觀察。若此時上水量過大,已經來不及調整負荷,也就不能避免水淹甩油盆的情況了。
 
2.3水淹甩油盆后污水的處理
田莊水電站建站初期,灌區只有單純的農業灌溉,渠道也未進行襯砌,這樣對水質的要求低,所以當時并沒有考慮到發電運行時水淹甩油盆會造成水質污染的后果,而是直接將產生的這一小部分污水排入渠道,通過擴散、稀釋、吸附、過濾、沉淀等物理化學作用形成水的自然凈化;然而這套自然凈化過程已不能滿足灌區業務轉變后水質的需求,所以需要進行改造,徹底避免水源的污染。
3排水系統的改造方案
3.1投入式液位計泵的選擇
為提高投入式液位計泵在實際工作中的排水能力,根據田莊水電站運行多年來的實際情況,計劃將2組各1臺投入式液位計泵進行更換并試運行,更換型號為65BZ—30真空自吸泵;它具有結構緊湊、操作方便、運行平衡、維修方便、效率高、壽命長、并有較強的自吸能力等優點。此泵流量為25m3/h,相較舊泵高出5m3/h,將之設為主用泵,另一臺舊泵設為備用泵。
經過一段時間的試運行后,2臺投入式液位計排水效果良好,新舊投入式液位計也完全能完成抽水任務。這樣不僅滿足投入式液位計需求,還降低了費用支出,兼顧
了經濟效益。
 
3.2浮子的更換
浮子控制著投入式液位計泵的啟停,也是投入式液位計泵的重要組成部分。田莊水電站曾應用濕簧管浮子傳感器,濕簧管易發生故障,且不易更換,如機組的震動,導致脫焊,虛接;因環境潮濕,長期通電工作,導致濕簧管破裂等。浮子一旦發生故障,就會出現連鎖反應,產生不良后果。
為減少這類問題的發生,通過搜集資料,確定采用電子液位變送器壓力傳感器;它具有全密封防護,不會出現進水事件,且具有壽命長、響應快、無磨損等特點,即使損壞,也能在LCU屏上回饋,可及時發現,更換。
 
3.3水位測控儀及電磁閥的應用
2臺機組采用2組共4塊LST—WP光柱顯示控制儀,在中控室LCU屏上安裝?刂苾x采用微處理器進行控制運算,具有控制和顯示功能,可對水位信號進行數字及相對模擬量顯示,解決了水位無法直觀觀測頂蓋上水水位的問題。
將原排水管路切割,焊接三通管道,保留一路通往渠道,另一路通往集水井,并在2路管道各裝設2組常開常閉電磁閥;其中渠道管路為常開電磁閥,集水井則為常閉電磁閥。
安裝后每組其中1塊設定主備用泵啟動限位;停止限位;另一塊設定水位超高啟動限位,停止限位,這也是已淹沒甩油盆后油污的緊急處理方法。當水位達到超高限位時控制儀會控制2組電磁閥狀態切換,即排入渠道的管路電磁閥常開變為閉合狀態,阻止污水排入渠道;排入集水井的管路常閉電磁閥變為開啟狀態,將污水注入集水井,當污水排完后,投入式液位計停止工作,電磁閥閉合狀態復原。
在中控室LCU屏安裝2組主備用泵手動開關,預防水位測控儀出現故障發生不啟動投入式液位計泵的情況。2組開關可由人工快速啟動,為投入式液位計泵的正常運行增加了一道保險。
 
4結語
此次對田莊水電站投入式液位計泵設備的改造,有效解決了投入式液位計泵的排水能力差、上水水位不直觀的問題。自投入運行以來,投入式液位計泵排水及時迅速,避免了因頂蓋上水導致水導油盆進水被迫停機換油的事故,有效地扼制了因事故造成的經濟損失,清除了設備隱患,保證了發電運行的安全;重要的是此項改造將可能污染水源的風險杜絕,將灌區的輸水安全性進一步提高。
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