龙滩电站检修排水系统设计及缺陷处理.pdf

65 第11卷 (2009年第4期)电 力安全技 术 龙 滩 电站 检 修排 水 系统 设 计及 缺 陷处 理 龙滩电站机组检修技术排水系统主要用于机组 检修期间排空机组引水系统(压力钢管、 蜗壳和尾水 管)的积水及进水口闸门和尾水闸门的漏水。 机组检 修排水系统采用间接排水方式，每台机组设有1台 蜗壳排水阀和 2台尾水管排水盘形阀，并通过全厂 检修排水廊道与集水井相通。检修时，引水系统的 集水通过排水廊道排入集水井， 再用水泵排至下游 河道中。机组检修排水系统包括6台长轴深井泵及 其管路阀门，其中，5台大泵单泵排水流量为1500 m 3/ h，扬程为95 m ，电压等级为 10 kV；1 台小泵 排水流量为 550 m3/ h，扬程为95 m ，电压等级为 380 V。大泵和小泵的排水出口，设置 30 - 20- I SOPN16- BC和 0- 10- I SOPN16- BC型的泵控阀 各1 台，阀门的规格分别为 500 m m和 250 m m ，工 作压力均为 1. 6 M Pa。机组检修排水系统布置在主 安装下高程为219. 7 m层的副厂房内。 1泵控阀的作用及工作原理 1. 1泵控阀的作用 泵控阀能够避免水泵启动、 停止过程中的压力 波动，防止出现水锤现象；意外断电时，起到止回 作用， 预防出现水锤现象。 在水泵启/ 闭过程中， 泵 控阀能按照先启动泵后开阀、 先关阀后停泵的控制 顺序有效隔离水泵与管网，避免水泵启动 / 停止过 程中的压力波动；当意外断电停泵时，又可起到止 回作用，预防出现水锤现象。该型式的阀门融电控 开启 / 关闭、止回和消除水锤 3种功能于一体，能 有效的提高系统安全可靠性， 满足系统自动化控制 要求。 先启动水泵再开阀的目的：保证水泵在0流量 工况时轴功率最小(为额定轴功率的3090)， 待泵转速升至额定转速之后， 控制阀按设定的速度 缓慢开启，保护水泵电机不至于过载。 先关阀后停泵的目的：这时管内介质流速由额 定流速逐渐降至为 ，速度变化梯度极小，可有效 避免停泵水锤的发生和泵的逆转；泵的轴功率由额 徐刚，李世龙 （龙滩水力发电厂，广西 天峨547300） 定功率降至最小的运行功率，有利于机组安全。 1. 2工作原理 1. 2. 1泵控阀开启控制原理 泵控阀是由电磁阀控制、 由管道水压力驱动的 自动控制阀门，具体结构如图1 所示。 1- 电磁阀；2- 流量加速器；3，4- 针阀；5- 隔膜阀 图 1阀门开启控制原理 阀门安装在水泵的出水口，水泵启动后，电磁 阀的线圈励磁， 流量加速器和隔膜阀的控制腔同时 进水， 泵控阀控制腔( 上腔)的压力水通过流量加速 器排至大气， 同时隔膜阀关闭， 主阀门缓慢开启， 逐 步增加管网压力，直至水泵达到正常工作点后，泵 控阀才完全开启。 泵控阀的开启速度由针阀4调节。 1. 2. 2泵控阀关闭控制原理 停水泵前，电磁阀的线圈失磁，流量加速器和 隔膜阀的控制腔的压力水同时排向大气， 泵控阀上 游的压力水通过流量加速器进入阀门控制腔(上腔)， 泵控阀下游的压力水也通过隔膜阀向泵控阀控制腔 (上腔) 进水，泵控阀缓慢关闭。当泵控阀接近完全 关闭时， 阀门上的位置开关会传输信号至水泵控制 板，切断水泵电机电源，这样就进一步防止了因水 泵突然停止、流速突然变化所引发的水锤。泵控阀 的关闭速度由针阀3调节。当水泵运转过程中发生 意外断电时，泵控阀立即开始关闭，起到缓闭止回 阀的作用。 Anji pingtai 安 技 平 台 0 第11 卷 (2009年第 4期)电 力安全技 术 66 2初期运行中出现的问题 2. 1泵控阀隔膜破裂损坏 龙滩电站检修技术排水泵的设计流量为 1 500 m 3/ h，已达到水泵厂家的设计极限，电动机的电压 为10 kV，设计上无软启动措施，采用全压启动的 方式启动。泵控阀在初期运行时，阀体安装方向为 上进下出方式，即反向安装。因此，在深井水泵每 次启动时，阀门的隔膜下面全部是被泵压缩的空 气。随着电机转速的不断升高，空气的压力越来越 大，而阀门的开启是缓慢的，当泵控阀开启后，压 缩空气被立即排走， 这时后面的高速水流会立刻冲 过来，在隔膜的下面形成强大的正水锤，可能在很 短时间内造成泵控阀的隔膜破裂损坏， 引起泵控阀 失控。 针对以上缺陷， 通过采取调换原来泵控阀体的 方向，把原来阀门的安装方向改为下进上出，即正 向安装，同时修改泵控阀控制系统的连接方向，将 薄隔膜更换为厚隔膜的方法， 解决了水泵启动过程 中泵控阀隔膜破裂损坏的问题。 2. 2水泵出水口法兰密封漏水 水泵启动瞬间，由于泵控阀的开启缓慢，此时 大量的压缩空气无法及时排除， 造成水泵出水口压 力很大，导致水泵出水口法兰密封胶垫窜出，大量 漏水。 处理时， 将所有管路法兰的密封胶垫更换为高 压石棉垫， 同时在深井水泵的出水口与泵控阀之间 加装了复合式空气阀。 该空气阀能在水泵启动时自 动打开并将管路中的压缩空气快速排向大气， 当空 气排净后还能自动关闭，从而及时消除了水锤。这 样既保护了管路及附件，又保护了泵控阀。 当水泵 停止工作时， 该空气阀又能向管路及水泵扬水管中 及时补入空气，消除管路内部形成的真空，防止产 生负水锤。 2. 3停泵流程不正确造成管路漏水 水泵停泵时， 泵控阀在初期运行时不是按照先 关泵控阀、后停泵的流程控制。当水泵抽水达到预 定水位时，水泵突然停止运行，此时泵控阀还在全 开状态，阀后的水流立刻反向流动冲回扬水管，造 成水泵反转，对水泵的止逆装置造成很大的冲击。 同时由于阀后的压力瞬间大于阀前， 泵控阀关闭过 快，造成阀后压力突然上升，形成很大的水锤，曾 造成泵控阀后面的管路法兰大量漏水的现象。 针对以上缺陷，及时修改了停泵控制流程。当 集水井的水位达到停泵水位时， 先通过控制板给泵 控阀 1个关闭信号，使泵控阀缓慢关闭，阀后管路 内的水流流速由额定流速逐渐降为 0，速度变化梯 度极小， 泵的轴功率也由额定功率逐渐降至最小的 运行功率，当阀门完全关闭后，再切断水泵电机的 电源，有效地避免了停泵水锤的发生和泵的反转， 保证了水泵、电机等设备及管路系统的安全。 2. 4泵控阀控制电磁阀线圈烧损 从图 1可知，控制泵控阀工作的电磁阀是 1只 2位 3通单线圈单稳态阀，工作电压为直流 220 V 。 水泵运行过程中， 该电磁阀的线圈一直处于通电状 态。水泵根据集水井设定的的动作水位启停，当集 水井的水量较多时，水泵运行的时间则较长，因此 电磁阀通电时间也较长，一般均在 2 h以上。电磁 阀长期通电，容易造成线圈烧损，实际运行中曾发 生过数次电磁阀烧损现象。线圈烧损后，泵控阀逐 渐关闭，引起水泵后面的管路压力过高，如果不及 时发现，则会对管路及其附件的安全运行造成严 重威胁。 为了消除以上缺陷， 电厂对泵控阀的控制系统 进行改造，取消了原 2位 3通单稳态电磁阀，将其 更换为 2只 2位 2通单线圈单稳态的电磁阀，工作 电压仍保持直流 220 V不变，改造后的控制系统如 图 2所示。 图2改进后系统结构 泵控阀控制系统改造后，开阀电磁阀励磁时， 泵控阀则开启；关闭电磁阀励磁时，泵控阀则关 闭。电磁阀不需要长时间通电，只需短时间通电即 可满足泵控阀的开启或关闭， 保证了设备的安全稳 定运行。 Anj ipi ngtai 安 技 平 台 6 第11卷 (2009年第4期)电 力安全技 术 文化建设越来越多的被企业所推崇， 在电网企 业里文化建设已经成了一项重要的工作任务。 安全 文化的提出，也是实现科学发展观，在安全管理中 体现“以人为本”的必然要求。班组在企业的基础 地位决定了其在安全生产工作中的决定性作用。 对班组安全文化建设的分析， 首先要解决的是 概念问题。 文化是人类在社会发展过程中所创造的 物质财富和精神财富的总和。这充分说明，员工素 质、设备状态、安全防护手段、设备运行维护管理 制度、 环境等影响班组安全的要素属于安全文化范 畴。所以，班组开展安全文化建设，是确保安全形 势稳定的必然选择。 经常有人将安全文化定位于狭 义的范畴，即“意识形态及与之相适应的制度和组 织机构” ， 这未尝不可， 但由于安全生产特殊的重要 性，应将安全文化定位于广义的范畴，即物质财富 和精神财富的总和。 关于班组如何进行安全文化建设，有 5个问题 需要注意。 (1) 对员工安全本质的锻造是班组安全文化建 设的第一要务。不管在生产力中，还是在生产关系 中，人永远是第一要素，解剖每起事故，基本上都 能找出人违章、出错的脉络来。也就是说，大多数 事故的发生是由于人的操作不当或违章行为造成 的。建设一支高素质、负责任的员工队伍，是摆在 各级管理者面前的重要任务。 对员工安全本质的锻 造，必须包括警示教育、技能培训、协作精神培养 3方面内容，3者缺一不可。 警示教育， 主要解决的是安全意识问题、 理 念问题。拿案例说话，用事实讲理，能收到事半功 倍的效果。安全活动有许多形式，但警示教育是最 重要的， 千万不能马虎。 对新员工开展警示教育， 能 贾辉 （定西供电公司，甘肃 定西743000） 班 组 如 何 进 行 安 全 文 化 建 设 迅速固化其职业初始安全理念， 对其职业生涯将产 生积极的影响。 技能的提高，尤其是新技术、新技能的掌 握，能够使员工少出错、不出错。高素质的、熟练 的员工对风险的辨识及防范能力明显高于其他员 工。有时由于对事故处罚力度较大，使得一些员工 躲避工作，推卸责任，宁肯失去实践提高的宝贵机 会。这需要对他们进行更多地心理辅导，树立信心 和工作勇气，促进他们刻苦学习技能，掌握安全知 识，成为一名合格员工。在技能培训方面，一定不 能拘泥于简单、机械的读教科书或念文件，而是要 开展立足于实践演练、比武竞赛、师傅带徒弟、脱 产强化学习、交流学习等多种形式的技能培训，并 将其制度化、 常态化， 使之成为班组的职业习惯， 这 样的培训才不会走过场。 班组必须有明确目标，分工科学，相互协 作。 一个优秀的班组长总是能发现每位员工的长处 并调动其积极性，建立起一套运转灵活、科学有效 的运行机制， 以自己的人格魅力和科学管理使这个 团队有良好的协作习惯。这样的班组，员工总是能 互相提醒，化险为夷。 ( 2) 不能盲目依赖新型设备。 在诸多事故发生 后， 人们往往本能地将事故的发生归结为设备的老 旧、 功能的退化， 事实上， 这只是一个次要因素。 先 进的设备及大冗余的网络无疑会使电网的可靠性上 升，但这绝不是说人们就此高枕无忧了。大规模的 城农网改造使得电网设备、 网络先进程度进一步提 高，但也绝不是意味着就不会有事故了。在设备相 对先进，电网基础较好的情况下，千万不能麻痹大 意，而是要从更高的要求和标准出发，加紧人员培 训和制度创新，实现电网的顺利发展。 Banzuyua ndi 班 组 园 地 设置小水箱的目的是为了防止由于接头密封不 严密，造成主阀门在水泵运行中突然关闭，进而造 成泵控阀后面的管路压力过高。 3结束语 龙滩电站机组检修技术排水系统自6年 月 开始投入运行，初期多次出现了泵控阀隔膜破裂、 管路法兰漏水、电磁阀线圈烧损等缺陷。经过电厂 工程技术人员的不懈努力和改进， 最终解决了上述 问题， 保证了机组检修技术排水系统的安全稳定运 行， 为电站其他排水系统更好地应用泵控阀积累了 成功的经验， (收稿日期 ：) 7 20042008-08-12