水电站主变压器事故排油池设计

陶承鼎

（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

水电站的主变压器均有事故排油装置，主变压器发生事故时常将变压器油排出，流入事故油池暂存。早期某些电站设计中将油直接排入集水井，或间接、直接排入河流，一旦发生事故排油，将对河流造成污染。现在环保法不允许往河道排油，必须设置油池存贮事故排油，并回收污油。

主变压器事故排油机率很低，一旦排油，往往和消防用水同时发生，油水混合排入油池。为保证无论何时发生事故排油，能将全部排出的油留贮于事故油池内，只排出消防水，且无须人工操作控制事故油池的运用，可选用两种事故油池。这两种油池均利用油水比重不同能自行分离的特点，并适当考虑排油时，油水混合物分离时间差的影响。现介绍两种事故油池的设计方法，供参考。

1 双池式

1.1 油池型式：为了方便布置，多采用矩型

池中用墙分隔成双池。排油前，池内维持初始水位，在排油并消防时，随油、水注入，将存水和油水分离后的水排出池外，油始终存于池内。见图1。

图中 b1——水池净宽；

b2——油水池净宽；

h——排水管底至排油后池内最终水位的高度，h= 0.89h2；

h1——事故排油后油水池内水位至池底的高度；可取≥2h5或考虑回收油的方便，≥600mm；

图1 矩型油池

h2——设计排油深度，为油水池净面积的函数，适当选取面积，求得h2；

h3——油池超高；

h4——排油管底距最高油位高度，可取h4=（200～ 300）mm，油池高度布置不受限时可以大些；

h5——双池间连通孔高。

1.2 油池设计

（1）事故排油量Q（t）：取排油量最大的1台主变压器的排油量。

（2）排油量体积 V：取油容量 γ=0.89t/m3，则 V= Q/0.89≈1.12Q（m3）。

（3）选择排油后池内底水深h1（m）：考虑油回收管阀布置和隔墙底部连通孔设置需要，宜h1≥0.6m，如采用从池顶设泵抽取事故排油，h1可适当减少。

（4）排油后最高油位：应低于主变压器坑最低高程或事故排入池处的底高程。

（5）中隔墙连通孔：可按孔洞面积≥2倍排油管面积确定，孔高可为孔洞面积的平方根。

（6）通气孔：当油池全封闭时，池壁和隔墙上部应设置通气孔，其面积≥排油管面积，孔底应高于最高油位0.3 m，当池上部设有进人孔或有开敞口时，不需通气孔。

（7）进人孔：油池有封顶面时，在顶部或池壁上部设置进人孔，顶面进人孔尺寸可按≥600mm×600mm；池壁进人孔尺寸最小为800mm×600mm（宽×高），油水池和水池均各设一个，进人孔底高程应高于最高油位，≥0.3m；设置是为了池内模板拆除、防渗处理、清理方便，是否设爬梯可视具体情况确定。

（8）水池宽度b1：最小宽度不宜小于0.6m，长度不宜小于1.2m，以方便清淤和施工。

（9）池总高和池长：总高H=h1+h2+h3；h3——最高油位至池顶的高度，分别考虑进人孔，通气孔等基本布置要求后分别求得，采用最大值。当池顶开敞时，h3最小值可按低于事故排油管底确定；当实际池底高程较低，池高不受布置限制时，可根据实际情况取较大的h3，甚至省去通气孔和进人孔，池顶上部任其开敞。

（10）h2的确定：与油水池的平面尺寸（面积）相关，根据平、立面布置选择适当的h2；

式中 l2——设定油池长度；V——排油体积；h2=1.12Q/b2l2。

（11）排水管：管底高程平初始水位（事故排油前的油池和水池的水位，为同一水位），按h=h2/1.12确定或按确定的最高油位减去0.11h2确定；管道面积宜≥（1.5～2.0）排油管面积；排水可引至厂房渗漏集水井，排水管出口高程应高于集水井起排水位。外河水位较低的也可考虑直接排入河流。

（12）初始水位：一般设置在排水管管底高程以下。

（13）油池补水管阀：油池初始水位以上设置补水管阀，以补充水池渗漏损失或水蒸发损失，维持初始水位，补水阀稍开启，使长年漏滴即可。对露天式主变压器的户内事故油池，在初次对池内注水后，可不设补水阀。

（14）油回收管：万一发生事故排油，可利用回收管阀用油桶回收污油；亦可用于放空油池内部分存水；当采用其他方式回收污油的，可以不设油回收管。

2 虹吸式（单池式）

2.1 油池型式：可为圆型、矩型等，常用矩型

油池利用虹吸原理排水蓄油，在一个池内实现排水蓄油功能，亦称单池式。原理如图2所示。

图2 虹吸式事故油池

2.2 油池设计

（1）h1，h2——分别为油池排油后的水深和油深，排油量确定后为油池面积的函数，视具体布置比较确定。

（2）h——虹吸管出口距排油后水位高度。

由图可见：γ1h+Pa=γ2h2+Pa

式中 Pa——大气压力；γ1——水容重；γ2——油容重。

即h=0.89h2或h2=1.12h。

（3）虹吸管与排水管：不能直接连接以保虹吸有效。

（4）池壁进人孔：宜高于虹吸管顶0.4m或以上，以保证虹吸形成前油不溢出；一般虹吸管顶高程不宜高于排油后油位过多，以免油池高度过大而影响布置。

（5）通气孔：不应将油池设计成全封闭式，应有进人孔或通气孔。

（6）油回收管：低于排油后池内水位（0.05～0.1）m。

（7）其他要求：类同双池式油池，事故排油管与虹吸管布置相距宜远些，以利油水分离确保只排水不排油。

（8）超高：宜大于虹吸管顶高程0.4m。