向家坝水电站右岸地下厂房排水系统.pdf

第 4 0卷 第 1期 2 0 1 4 年 1 月 水 力 发 电 向 家 坝 水 电 玷 右 库 地 下 厂 房 排 水 系 统 原 伟 ( 长 江三峡技 术经济发展有 限公 司向家坝工程监理部 ，四川宜宾 6 4 4 6 1 2 ) 摘要 ：介绍 了向家坝水 电站右岸地下厂房渗漏 、检修排水系统设备 和管路布置 以及深井泵 自动启停控制 系统 。工 程实践表 明，排水 系统设计 和实施的排水系统 网络层次 明晰 、配置合 理、容错 性高、安全可靠 ，为向家坝水 电站正 常运行发挥 了巨大作用 。 关键 词 ：地下厂房 ；排水系统 ；自动化控制 ；向家坝水 电站 D r a i n a g e S y s t e m i n t h e R i g h t B a n k Un d e r g r o u n d P o w e r h o u s e o f X i a n g j i a b a Hy d r o p o w e r S t a t i o n YUAN W e i ( T h r e e G o re s D e v e l o p m e n t X i a n g j i a b a P r o j e c t S u p e r v i s i o n D e p a r t m e n t , Y i b i n 6 4 4 6 1 2 ， S i e h u a n , C h i n a ) Ab s t r a c t T h e e q u i p me n t s a n d p i p e l a y o u t o f l e a k a g e a n d r e p a i r d r a i n a g e s y s t e m i n t h e r i g h t b a n k u n d e r g r o u n d p o w e r h o u s e o f X i a n g j i a b a H y d r o p o w e r S t a t i o n a r e i n t r o d u c e d a n d t h e a u t o m a t i c c o n t r o l s y s t e m o f d e e p w e l l p u mp s a r e a n a l y z e d The a c t u a l o p e r a t i o n s h o ws t h a t t h e d e s i g n a n d i mp l e me n t a t i o n o f d r a i n a g e s y s t e m h a s a c l e a r n e t wo r k l a y o u t,r e a s o n a b l e c o n fi g u r a t i o n , h i g h f a u h t o l e r a n c e a n d h i g h s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y T h e d r a i n a g e s y s t e m p l a y s a g r e a t r o l e o n t h e n o r ma l o p e r a t i o n o f X i a n g j i a b a Hy d r o p o we r S t a t i o n Ke y Wo r d s ： u n d e r g r o u n d p o w e r h o u s e ； d r a i n a g e s y s t e m； a u t o ma t i c c o n t r o l ； X i a n g j i a b a H y d r o p o w e r S t a t i o n 中图分类号 ： T U 9 9 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 3 7 0 2 地 下 式 水 电 站 厂 房 排 水 系 统 埋 管 布 置 较 多 ， 设 备 布 置较 紧 凑 。向家 坝 右 岸地 下 厂 房 作 为 目前 世 界 上 最 大 单 机 容 量 机 组 的 地 下 厂 房 ， 了 解 其 排 水 系 统 的具体 布 置 ，对指 导 类 似 大 型 电站 排 水 系统 设 计 的 优 化 提 高 排 水 系统 的可 靠性 以及 减 小水 淹 厂 房 的 重 大风 险具 有一 定 的指导 意义 1 排水系统结构 向 家 坝 水 电 站 右 岸 地 下 厂 房 设 置 了 检 修 、 渗 漏 排 水 系 统 。 检 修 排 水 系 统 包 括 机 组 检 修 时 压 力 钢 管 排 水 、金 属 蜗 壳排 水 以及 尾水 管 排 水 。渗 漏 排 水 系 统 包括 水 轮 机 顶盖 与大 轴 密封 的排 水 ，机 坑 、座 环 的排水 ， 2 6 3 2 4 m 高程水 轮 机层 、2 4 3 0 0 m高 程廊 道 层 、母 线 洞 以及 主 变 洞 的 地 漏 排 水 冲 洗 滤 水 器 、 减 压 阀 的污 水 排水 ，单 元 柜式 空 调 机 的排 水 ，生 活 用 水 的 排 水 等 。 生 产 排 水 如 发 电 机 上 导 轴 承 、 下 导 轴 承及 推 力 轴 承 、水 导 轴 承 、油 冷 却 器 的冷 却 排水 等 靠 自压 由 D N5 0 0排 水管 道 排至 尾水 管 ，经 由尾水 管 直 接 排 出 厂 外 ，故 不 列 入 排 水 系 统 。 ( 1 )检 修排 水 系 统 均采 用 间 接 排水 方 式 。机 组 检 修 时 ， 引 水 压 力 钢 管 及 蜗 壳 内 的 积 水 通 过 设 在 蜗 壳 进 口的 DN8 0 0蜗壳 盘 形 阀( 采用 手动 油 压 操 作 ) 排 至 尾 水 管 ，尾 水 管 积 水 再 通 过 2只 D N8 0 0的 尾 水 盘形 阀排至 2 1 9 6 2 m高程 的检修 排水 廊 道 ，经 由检 修排 水廊 道 排 至设在 2 6 1 2 4 m高 程排 水 泵房 的检修 集水 井 中 ，最 终 由深井 泵 排 至 下游 尾 水 。检 修排 水 管 路 设 置 见 图 1 ( 2 )渗漏 排 水 系统 通过 设 置在 2 3 9 0 0 m高程 的 DN1 5 0 0渗 漏 排 水 总 管 以 及 设 置 在 2 4 2 1 0 m 高 程 的 厂 房 下 游 侧 渗 漏 排 水 总 管( 均 为 埋 管 ) 排 至 渗 漏 集 水井 ，并 由深 井 泵 排 至下 游 尾水 。渗 漏排 水 系统 见 图 2。 2 排水系统设备 排水 系 统 设 备 主要 有 检修 集 水井 及 排 水 泵 、渗 漏 集 水 井 及 排 水 泵 、潜 水 排 污 泵 等 。 收稿 日期 ：2 0 1 3 0 9 1 7 作者简介 ：原伟 ( 1 9 8 9 一 ) ，男 ，河 南辉县 人 ，助理 工程 师 ，从 事水 电站机电安装与调 试监理工作 Wa t e r P o w e r V o 1 4 0 N o 1 团 一 一鋈 拉 l 墨 凳 茸 是 操作廊道 一 ； 上 一 【 ： ! 差 差 I y 【 嗖 、 I 、 I ： - i l 榆修排 脯道 i l 图 1 检修排水 敬 她 * 她 她 她 蜷 她 如 * 嫘 拉 蠼 妥 她 碧 蟊 喽 噻 * 蠼 藩 翊 舞 L 、 匿 L 世 錾 牡 蠼 商 ， 鐾 颦 罪 寒 嘏 R 撂 塞 督 驿 长 面 悄 DNI 5 0 0 渗漏排 水管 图 2渗 漏 排水 2 1 检修 集水 井及长 轴深 井泵 右 岸检 修 集 水井 设 置在 主厂 房安 装 场 正下方 的 水 轮机 层 其底 部 地 面 高程 为 2 1 5 6 0 m设 有 进 人 门和排 气 管 ，并 设 有 3套压 力 式 水位 测 控装 置 。水 泵 地 面 安 装 高程 2 6 3 2 4 r n，检 修 集 水 井泵 房设 置 6 台套低 磨损 长轴 深井泵( 按 水位 自动控 制启停 ) ，其 技 术 和 电气 参 数 见 表 1 、2。 表 1 检修排水深井泵技术参数 表 2检修 排水深井泵电气参数 井 内设 置 1台套 带 导 轨 自耦 合 式 潜 水 排 污 泵 ， 用 于 排 出 井 内 泥 沙 或 污 水 等 杂 物 ，其 技 术 参 数 见 表 3、 4。 检 修 集 水 井 启 停 水 位 为 ：2 l 8 m 高 程 为 停 泵 水 位 ，2 2 2 1 3 1 高程 1 、2号泵 启动 ，2 2 4 m高程 3、4号 泵 启 动 ，2 2 5 m 高 程 5 、6号泵启 动 。通 过水 位 测 控 装 置 自动控 制水泵 启停 。 表 3检修潜水 排污泵技术参数 表 4检修潜水排污泵 电气参数 2 2渗漏集水并及检修长轴深井泵 右 岸渗 漏 集 水井 设 置在 主 厂房 安 装 厂下 水 轮 机 层 ，其底 部 地 面高 程 为 2 2 5 0 0 m，设 有 进人 门 ，并 设 有 3套 压 力 式水 位测 控 装 置 。渗 漏水 泵 地 面安 装 高程 2 6 3 2 4 m，渗 漏集 水 井泵 房 设 置 4台套 低 磨损 长轴 深井 泵( 按 水位 自动控 制启 停 ) ，2备 2用 ，深 井 泵 按 水 位 自动 控 制 启 停 ，其 技 术 参 数 和 电 气 参 数 见 表 5、6 表 5 渗漏排水深井泵技术参数 表 6 渗漏排水深井泵电气参数 井 内设 置 1台 套 带 导 轨 自耦 合 式 潜 水 排 污 泵 用 于 排 出井 内泥 沙 或 污水 等 杂物 ，其技 术 参数 见 表 7 。其 电气参 数 同检修集 水井 。 表 7渗漏潜水 排污泵技术参数 渗漏 集 水井 启停 水 位 为 ：2 2 7 m 高 程 为 停 泵 水 位 ， 2 3 1 m高 程 为 工作 泵 启 动 水位 2 3 2 m 高 程 为 备用 泵 启 动水位 ， 2 3 3 1T I 高程 为报警 水 位 。通过 水 位测 控装 置 自动控制 水泵 启停 。 2 3深井泵 启停 流程 ( 1 )启 动 倒计 时 。 当需要 启 动 长 轴 深 井 泵 时 ， 在 中控 室或 现地 控 制 柜按 下 启 动按 钮 ，处 于 值 班状 态 的长 轴 深井 泵 组 进 入 2 mi n倒 计 时 ，并启 动 电磁 阀接 通 外接 深井 泵 轴 承旋 转 所 需 的润 滑水 ，与 检修 深井泵( 4 0 0 DMV1 6 5 0 4 3 X2)配套 的 1 0 k V 5 6 0 k W 深 井 泵 电 机 亦 于 启 动 前 2 mi n接 通 用 于 电 机 冷 却 的 外 接冷 却水 。 ( 2 ) 启 动 。2 rai n倒 计 时 结 束( 下 转 第 4 2页 ) ZU1 4 1月 后 应作 3 ( 额定 电压 值 )直 流 耐压 试 验 ，按 0 5、 1 0、1 5、2 0、2 5、3 0 分 阶 段 升 高 电 压 ，每 阶 段要 停 留 1 mi n记 录泄漏 电流 及其 变化情 况 。 ( 4 )起 晕 试验 。 整机 作 1 1 U o 起 晕 试 验 ，也 可 同交 流 耐压 试 验 同作 。 对 绕组 起 晕 位 置重 新 清 理 干 净 。 ( 5 ) 交 流 耐 压 试 验 。 作 2 0 + 3 0 k V l mi n交 流 耐 压 试 验 。 3 汇流环接头优化 天 津 阿 尔 斯 通 机 组 汇 流 环 共 有 8层( 径 向双 层 ) 。汇 流铜 环 采 用柔 性 软 连 接 ，约每 2 0 m 配置 1 个软 连接 ，共 5 6个 。为吸 收热 变形引 起 的位移 ，软 连 接 采 用 螺 栓 连 接( 见 图 2 a ) ， 并 在 接 头 处 采 用 空 心绝 缘盒 进 行 绝缘 保 护 。但 这 种该 方 案 软接 头 数 量 较 多 且 为 螺 栓 连 接 。在 长 期 运 行 中会 发 生 接 头 松 动 ， 容易 出现接 触 电阻变 大 而 产生 发 热 的 问题 ，并 且 风 洞 内 的灰 尘会 慢 慢堆 积 在 软接 头 上 ，使 空 心绝 缘 盒 内的绝 缘 强度 下 降 ，机 组 运行 存 在较 大 风 险 。为 此 对 汇流 环接 头 进 行 了优 化 ，将 汇 流环 上 的软接 头 更 一 一 a优化前 b优化后 图 2汇 流 环接 头 改 为 Q 形 ，如 图 2 b所示 。汇 流 环 接 头改 进 后 ，按 设计 要求 对首 台机定 子绕 组进 行 了直流 6 0 k V1 mi n、 交 流 4 7 k V1 mi n耐 压 试 验 。 首 台 机 组 经 调 试 后 运 行 状 况 良好 。 4 结语 向 家 坝 右 岸 电 站 发 电 机 组 总 体 结 构 简 洁 、 合 理 定 子绕 组 安装 工 艺方 便 、简单 ，便 于 日后 的检 修 维 护 。但 机 组 汇流 环 的设 计 存 在不 足 之 处 ，安 装 过程 中对 汇流 环 接头 进行 了优 化 ，提 高 了机组 运 行 的安 全性 和可 靠性 。首 台 机组 经调 试 后 运行 至今 状 况 良好 。 ( 责任 编辑王 琪 ) ( 上 接 第 3 8页 ) 时 ，润 滑水 电磁 阀关 闭 ，关 闭启 用 润滑 水 ， 自动启 动泵 用 电机 ，深井 泵 电机带 动 长 轴 深 井 泵 工 作 。 ( 3 )运 行 。运 行 过程 中要 保证 管 路 畅通 ，长 轴 深井 泵 在 出 口阀门 完全 关 闭情 况 下 的运 行 时 间一 般 不 宜 超 过 1 mi n否 则 水 泵 有 可 能 因 振 动 大 和 导 轴 承 干摩擦 发热 出 现损坏 ，甚 至造成 事故 。 ( 4)停 止 。当 要停 止 长 轴深 井 泵及 深 井 泵用 电 机运转 时 切 断深 井 泵用 电机 电源 即可 进入 停 机状 态( 对检修 泵而 言需停 止供 应冷 却水 ) 。 排 水 系 统 正 常 运 行 模 式 为 自动 运 行 ， 由 液 位 计 测 出的水 位信 号控制 工作 泵及 备用 泵 的启 停 。 3 排水系统优缺点 3 1 优 点 ( 1 )检修 、渗漏排水 系统分开设置 ，各设 置 了专 用排水 泵且均有备用水泵 。保证 了排水系统 的可靠性 。 除设备外 ，排 水管路均 为埋管 ，大大节省 了空间 。系 统 设 计 的原 则 是 将 各 个 排 水 埋 管 汇 聚 到 操 作 廊 道 下 的 排水总管( 检 修排水 为廊道 )内 ，通过 总管排至集 水 井 保 证了系统的简洁性 ，节约 了管道投入 。 ( 2 )检修 、渗漏 排水 泵均设 置 了 自动 化控 制 柜 。 囱w ( tt e r P o w e r V o 1 4 0 N o 排 水 泵启 动后 ，先 打 开润 滑 水管 路 上 的 电磁 阀 ，待 润滑 好长 轴 后 开机 。水 位 测 控装 置 实 现 了水 位 至 停 泵水 位时 自动停 机 ，保 证 了排水 系统 的 自动化 。 ( 3 )设 备设 置 集 中 。检 修 和渗 漏 长轴 深 井 泵 以 及相 应 的操 作 盘柜接 布置在 泵 房 ，便 于操 作管理 。 3 2缺点 ( 1 )埋 管 布 置较 多 ，若 埋 管堵 塞 则 检修 难 度 大 甚 至 无 法 检 修 。 目前 ，已确 定 渗 漏 埋 管 一 根 堵 塞 ， 影 响使 用 ，设 计 院已另 行设计 排水 管路 。 ( 2)渗漏 深井 泵使 用 的形 式 为空冷 ，噪音较 大 ， 且 漏 水 量 较 大 影 响 泵 房 的工 作 环 境 。 4 结语 排 水 系 统 对 向 家 坝 水 电 站 机 组 正 常 运 行 具 有 重 要 的辅 助作 用 ，特 别 是 对 于右 岸 地下 电站 整个 排 水 系 统 的 结 构 布 局 及 设 备 联 控 操 作 具 有 重 要 意 义 。 结 合 地下 电站建 筑 物 结构 ，排水 系统设 计 和 实施 的排 水 系统 网络 层次 明晰 、配 置 合理 、容错 性 高 、安 全 可靠 。该 系 统 既能 满 足 电站 安 全生 产 、保 持 厂 房 干 燥 的 要 求 又 便 于 集 中管 理 和 设 备 检 修 ， 为 向 家 坝 水 电站 正 常 运 行 发 挥 了 巨 大 作 用 。 ( 责 任编 辑杨健 )