西霞院反调节电站检修排水系统改造

引言

西霞院反调节电站是小浪底水利枢纽的配套工程,总库容1.62亿m3,正常蓄水位134m,汛期限制水位131m。通过对小浪底水电站调峰发电的不稳定流进行再调节,使下泄水流均匀稳定,减少下游河床的摆动,减轻对下游堤防等防护工程的冲刷。当小浪底发电流量较大时,西霞院水库按反调节流量要求发电,多余水量存于库中,或根据需要调峰发电:当小浪底水电站停机时,利用库中存水按反调节水量下泄,满足黄河下游河段的工农业用水要求,结合发电,兼顾供水、灌溉等综合利用。电站为河床式厂房,最大高度为51.5m,安装4台单机容量为35Mw的轴流转浆式水轮发电机组,总装机容量140Mw,多年平均发电量5.83亿kw·h。厂房检修排水系统由2台350s44A离心泵、1台150s50离心泵、2台150ow70潜水泵以及1个有效容积为56m3的检修集水井构成,承担着西霞院电站4台机组,厂房左、右两侧6条排沙洞和3条机组之间的排沙底孔检修前排空积水及检修期间上、下游闸门漏水的排水任务。每台机组蜗壳一台DN600盘形排水阀,尾水管的安装两台DN600盘形排水阀:每条排沙洞和排沙底孔的排水口均安装一台DN500盘形排水阀。由于库水位较低,经常有盘阀卡住异物造成盘阀关闭不严漏水现象产生,机组检修与泄洪排沙孔洞检修相互干扰,机组与泄洪排沙孔洞不能同时检修,存在水淹厂房的安全隐患,因此电站检修排水系统亟需改造。

由于黄河为多泥沙河流,西霞院水轮发电机组流道在汛期泥沙含量较大的特点尤为突出,为避免泥沙的淤积,检修排水采用直接排水方式,设置检修排水管廊道,在廊道内安装一根直径630mm钢管作为检修排水干管。检修排水泵直接与排水管相连接,在排水干管上安装有高压水冲洗管,防止泥沙在排水干管内淤积。同时,在排水干管上设有两套压力变送器,方便流道内上、下游闸门漏水时能根据检修排水干管压力自动控制排水泵的启停。

1检修排水系统存在的问题

西霞院反调节电站4台机组共安装12台DN600排水盘阀,6个排沙洞、3个排沙底孔安装9台DN500排水盘阀,机组运行、泄洪排沙系统没有检修任务时所有盘阀处于关闭状态,阻止泄洪、发电孔洞内水流进入检修排水干管。当发电机组或排沙洞、排沙底孔有检修任务需排空流道积水时,开启相对应的排水盘阀,检查其余流道内排水盘阀仍处于关闭状态,使泄洪发电孔洞与检修排水干管连通,洞内积水经由检修排水泵排入尾水(图1)。在多年的实际运行过程中发现,由于盘阀关闭不严造成漏水,机组检修与泄洪排沙孔洞检修相互干扰,存在机组与泄洪排沙孔洞不能同时检修的问题,严重威胁厂房安全。为防止水淹厂房,每次只能检修1台机组或1条泄洪排沙孔洞,工作效率低,不利于工作的正常开展,因此,电站检修排水系统亟需改造。

2改造措施

在95廊道中间部位再增加一条排水干管的基础上对原有的检修排水干管进行更换,两排水干管用支架支撑,两管轴线平行上下垂直敷设,一条排水干管连接4台机组8个尾水盘阀,末端新安装两台离心泵,在原检修排水系统控制盘柜旁新增两套离心泵PLC控制系统:另一条排水干管与泄洪排沙系统的9个盘阀相连,末端与原排水系统的两台350s44A离心泵连接,使用其原有的PLC控制系统,控制泄洪排沙检修排水系统。这样,将原来相互影响的一套检修排水系统改造成了两套相对独立且互为备用的机组检修排水系统和泄洪排沙检修排水系统,两套排水系统排水干管通过联络管上安装的联络阀门相互连通且互为备用,正常情况下该阀门常关,对两套排水系统进行隔离。

原检修排水系统中作为检修时排闸门漏水用的1台150s50离心泵同时接入机组检修排水系统及泄洪排沙检修排水系统,用于两系统检修时排闸门漏水。将机组检修排水干管和泄洪排沙系统排水干管内的积水通过放空管引入渗漏集水井,将渗漏排水系统作为两套检修排水系统的备用排水系统。原检修排水泵房内的集水井不做改造,仍安装两台150ow70潜水泵用于排除排水干管的冲淤水及廊道渗水。

经过改造,将原来的全厂一个检修排水系统分为现在的机组检修排水系统和泄洪排沙检修排水系统两个独立运行的系统,又通过两个排水系统各自的干管放空管与渗漏集水井相连,使渗漏排水系统又成为这两套检修排水系统的备用排水系统(图2),厂内检修排水方式更加灵活、多样,彻底消除了存在多年的水淹厂房的安全隐患。

3结语

通过对西霞院反调节电站检修排水系统的改造,将其分为机组检修排水系统与泄洪排沙排水系统两个相对独立同时又互为备用的排水系统,大大减少了西霞院机组检修与泄洪排沙系统检修间的相互干扰,提高了工作效率,彻底消除了水淹厂房的安全隐患,为电站的安全稳定运行提供了保障。