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淺析水電站頂蓋排水投入式液位計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造

作時(shí)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(qū),裝機(jī)容量為2×2500kW,2臺(tái)機(jī)組共配備2組4臺(tái)投入式液位計(jì)泵,分別為主備用。水輪發(fā)電機(jī)組的頂蓋漏水主要來源于水輪機(jī)頂蓋與大軸密封之間的漏水和導(dǎo)葉軸套的漏水。
投入式液位計(jì)系統(tǒng)在水電機(jī)組的安全運(yùn)行中起著關(guān)鍵的作用,如果投入式液位計(jì)泵主備用泵同時(shí)出現(xiàn)故障無法進(jìn)行正常工作,此時(shí)水位上升過快會(huì)造成水淹水導(dǎo)軸承和甩油盆的嚴(yán)重后果。若水位上升警報(bào)未啟動(dòng),值守人員發(fā)現(xiàn)不及時(shí),未緊急處理,也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組被迫停機(jī);不僅影響發(fā)電收益,更重要的是污水會(huì)因?yàn)樗坏慕档瓦M(jìn)入渠道,對(duì)水源造成污染。
 
2投入式液位計(jì)泵改造的必要性
2.1舊投入式液位計(jì)泵排水能力較弱
田莊水電站經(jīng)過多年的發(fā)電運(yùn)行觀察總結(jié),在發(fā)電過程中主軸密封會(huì)在不同負(fù)荷的情況下出現(xiàn)不同的漏水情況。為了保障輸水安全、發(fā)電運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)效益,投入式液位計(jì)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(tái)投入式液位計(jì)泵同時(shí)啟動(dòng),都無法及時(shí)將水全部抽出;若不調(diào)整負(fù)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(wěn)性和安全性。所以舊的投入式液位計(jì)泵已不符合當(dāng)前的輸水要求,需要更換流量大、動(dòng)力足的投入式液位計(jì)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(dá)一定設(shè)計(jì)水位時(shí),投入式液位計(jì)主備用泵啟動(dòng),當(dāng)備用泵啟動(dòng)時(shí)會(huì)進(jìn)行報(bào)警告知。若投入式液位計(jì)出現(xiàn)故障時(shí),LCU屏和微機(jī)監(jiān)測(cè)雖然顯示備用泵啟動(dòng),但是實(shí)際并沒有啟動(dòng),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(cè)到實(shí)時(shí)水位,需要去實(shí)地觀察。若此時(shí)上水量過大,已經(jīng)來不及調(diào)整負(fù)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(qū)只有單純的農(nóng)業(yè)灌溉,渠道也未進(jìn)行襯砌,這樣對(duì)水質(zhì)的要求低,所以當(dāng)時(shí)并沒有考慮到發(fā)電運(yùn)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,通過擴(kuò)散、稀釋、吸附、過濾、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程已不能滿足灌區(qū)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)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(tǒng)的改造方案
3.1投入式液位計(jì)泵的選擇
為提高投入式液位計(jì)泵在實(shí)際工作中的排水能力,根據(jù)田莊水電站運(yùn)行多年來的實(shí)際情況,計(jì)劃將2組各1臺(tái)投入式液位計(jì)泵進(jìn)行更換并試運(yùn)行,更換型號(hào)為65BZ—30真空自吸泵;它具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、運(yùn)行平衡、維修方便、效率高、壽命長、并有較強(qiáng)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(shè)為主用泵,另一臺(tái)舊泵設(shè)為備用泵。
經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行后,2臺(tái)投入式液位計(jì)排水效果良好,新舊投入式液位計(jì)也完全能完成抽水任務(wù)。這樣不僅滿足投入式液位計(jì)需求,還降低了費(fèi)用支出,兼顧
了經(jīng)濟(jì)效益。
 
3.2浮子的更換
浮子控制著投入式液位計(jì)泵的啟停,也是投入式液位計(jì)泵的重要組成部分。田莊水電站曾應(yīng)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(jī)組的震動(dòng),導(dǎo)致脫焊,虛接;因環(huán)境潮濕,長期通電工作,導(dǎo)致濕簧管破裂等。浮子一旦發(fā)生故障,就會(huì)出現(xiàn)連鎖反應(yīng),產(chǎn)生不良后果。
為減少這類問題的發(fā)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(hù),不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)水事件,且具有壽命長、響應(yīng)快、無磨損等特點(diǎn),即使損壞,也能在LCU屏上回饋,可及時(shí)發(fā)現(xiàn),更換。
 
3.3水位測(cè)控儀及電磁閥的應(yīng)用
2臺(tái)機(jī)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。控制儀采用微處理器進(jìn)行控制運(yùn)算,具有控制和顯示功能,可對(duì)水位信號(hào)進(jìn)行數(shù)字及相對(duì)模擬量顯示,解決了水位無法直觀觀測(cè)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(shè)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(shè)定主備用泵啟動(dòng)限位;停止限位;另一塊設(shè)定水位很高啟動(dòng)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(dāng)水位達(dá)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_啟狀態(tài),將污水注入集水井,當(dāng)污水排完后,投入式液位計(jì)停止工作,電磁閥閉合狀態(tài)復(fù)原。
在中控室LCU屏安裝2組主備用泵手動(dòng)開關(guān),預(yù)防水位測(cè)控儀出現(xiàn)故障發(fā)生不啟動(dòng)投入式液位計(jì)泵的情況。2組開關(guān)可由人工快速啟動(dòng),為投入式液位計(jì)泵的正常運(yùn)行增加了一道保險(xiǎn)。
 
4結(jié)語
此次對(duì)田莊水電站投入式液位計(jì)泵設(shè)備的改造,有效解決了投入式液位計(jì)泵的排水能力差、上水水位不直觀的問題。自投入運(yùn)行以來,投入式液位計(jì)泵排水及時(shí)迅速,避免了因頂蓋上水導(dǎo)致水導(dǎo)油盆進(jìn)水被迫停機(jī)換油的事故,有效地扼制了因事故造成的經(jīng)濟(jì)損失,清除了設(shè)備隱患,保證了發(fā)電運(yùn)行的安全;重要的是此項(xiàng)改造將可能污染水源的風(fēng)險(xiǎn)杜絕,將灌區(qū)的輸水安全性進(jìn)一步提高。
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