龙滩电站检修排水系统设计及缺陷处理

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1500m3/h，扬程为95m，电压等级为10kV；1台小泵排水流量为550m3/h，扬程为95m，电压等级为380V。大泵和小泵的排水出口，设置30-20-ISOPN16-BC和0-10-ISOPN16-BC型的泵控阀各1台，阀门的规格分别为500mm和250mm，工作压力均为1.6MPa。机组检修排水系统布置在主安装下高程为219.7m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30％～90％)，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。Anjipingtai安技平台0第11卷(2009年第4期)电力安全技术662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1500m3/h，已达到水泵厂家的设计极限，电动机的电压为10kV，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