淺析水電站頂蓋排水投入式液位計系統的設計改造

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(fā)電機組的頂蓋漏水主要來(lái)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(zhù)關(guān)鍵的作用，如果投入式液位計泵主備用泵同時(shí)出現故障無(wú)法進(jìn)行正常工作，此時(shí)水位上升過(guò)快會(huì )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(dòng)，值守人員發(fā)現不及時(shí)，未緊急處理，也會(huì )導致機組被迫停機；不僅影響發(fā)電收益，更重要的是污水會(huì )因為水位的降低進(jìn)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(jīng)過(guò)多年的發(fā)電運行觀(guān)察總結，在發(fā)電過(guò)程中主軸密封會(huì )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(fā)電運行安全和經(jīng)濟效益，投入式液位計泵的排水能力成為了關(guān)鍵的一環(huán)。

改造前，發(fā)電期間若遇到上水量大時(shí)，即使主備用２臺投入式液位計泵同時(shí)啟動(dòng)，都無(wú)法及時(shí)將水全部抽出；若不調整負荷進(jìn)行處理，就會(huì )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(dòng)力足的投入式液位計來(lái)提高其排水能力。

２．２頂蓋上水水位不直觀(guān)

頂蓋上水到達一定設計水位時(shí)，投入式液位計主備用泵啟動(dòng)，當備用泵啟動(dòng)時(shí)會(huì )進(jìn)行報警告知。若投入式液位計出現故障時(shí)，ＬＣＵ屏和微機監測雖然顯示備用泵啟動(dòng)，但是實(shí)際并沒(méi)有啟動(dòng)，未起到排水的作用，水位也沒(méi)有快速降低，值班人員無(wú)法在ＬＣＵ屏上觀(guān)測到實(shí)時(shí)水位，需要去實(shí)地觀(guān)察。若此時(shí)上水量過(guò)大，已經(jīng)來(lái)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(yè)灌溉，渠道也未進(jìn)行襯砌，這樣對水質(zhì)的要求低，所以當時(shí)并沒(méi)有考慮到發(fā)電運行時(shí)水淹甩油盆會(huì )造成水質(zhì)污染的后果，而是直接將產(chǎn)生的這一小部分污水排入渠道，通過(guò)擴散、稀釋、吸附、過(guò)濾、沉淀等物理化學(xué)作用形成水的自然凈化；然而這套自然凈化過(guò)程已不能滿(mǎn)足灌區業(yè)務(wù)轉變后水質(zhì)的需求，所以需要進(jìn)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(shí)際工作中的排水能力，根據田莊水電站運行多年來(lái)的實(shí)際情況，計劃將２組各１臺投入式液位計泵進(jìn)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(cháng)、并有較強的自吸能力等優(yōu)點(diǎn)。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(jīng)過(guò)一段時(shí)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(wù)。這樣不僅滿(mǎn)足投入式液位計需求，還降低了費用支出，兼顧

了經(jīng)濟效益。

 

３．２浮子的更換

浮子控制著(zhù)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(fā)生故障，且不易更換，如機組的震動(dòng)，導致脫焊，虛接；因環(huán)境潮濕，長(cháng)期通電工作，導致濕簧管破裂等。浮子一旦發(fā)生故障，就會(huì )出現連鎖反應，產(chǎn)生不良后果。

為減少這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，通過(guò)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(huì )出現進(jìn)水事件，且具有壽命長(cháng)、響應快、無(wú)磨損等特點(diǎn)，即使損壞，也能在ＬＣＵ屏上回饋，可及時(shí)發(fā)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(jìn)行控制運算，具有控制和顯示功能，可對水位信號進(jìn)行數字及相對模擬量顯示，解決了水位無(wú)法直觀(guān)觀(guān)測頂蓋上水水位的問(wèn)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(kāi)常閉電磁閥；其中渠道管路為常開(kāi)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(dòng)限位；停止限位；另一塊設定水位很高啟動(dòng)限位，停止限位，這也是已淹沒(méi)甩油盆后油污的緊急處理方法。當水位達到很高限位時(shí)控制儀會(huì )控制２組電磁閥狀態(tài)切換，即排入渠道的管路電磁閥常開(kāi)變?yōu)殚]合狀態(tài)，阻止污水排入渠道；排入集水井的管路常閉電磁閥變?yōu)殚_(kāi)啟狀態(tài)，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(tài)復原。

在中控室ＬＣＵ屏安裝２組主備用泵手動(dòng)開(kāi)關(guān)，預防水位測控儀出現故障發(fā)生不啟動(dòng)投入式液位計泵的情況。２組開(kāi)關(guān)可由人工快速啟動(dòng)，為投入式液位計泵的正常運行增加了一道保險。

 

４結語(yǔ)

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(guān)的問(wèn)題。自投入運行以來(lái)，投入式液位計泵排水及時(shí)迅速，避免了因頂蓋上水導致水導油盆進(jìn)水被迫停機換油的事故，有效地扼制了因事故造成的經(jīng)濟損失，清除了設備隱患，保證了發(fā)電運行的安全；重要的是此項改造將可能污染水源的風(fēng)險杜絕，將灌區的輸水安全性進(jìn)一步提高。