龙滩水电站生产水厂运行管理

刘大功

龙滩水电站生产水厂运行管理

刘大功

（中国水利水电第七工程局安装分局，四川 彭山 620860）

阐述了水厂在运行管理过程中遇到的一些严重影响水厂正常供水的问题，为此采取了一些科学、有效的措施，顺利解决了问题，保证了龙滩水电站大坝主体工程单仓日浇筑15816 m3混凝土的供水量。希望对水厂设计和运行同行有所帮助。

龙滩水电站；大坝工程；生产水厂；自动控制

龙滩水电站位于红水河上游的广西天峨县境内，距县城15km，是红水河流域梯级电站开发中的骨干工程。龙滩水电站主要由大坝、地下发电厂房和通航建筑物3大部分组成。

为了保证龙滩水电站混凝土浇筑进度和质量，专门建造了一个供龙滩水电站生产用水的龙滩水电站生产水厂，生产水厂供水原理如图1所示。

图1 生产水厂供水原理

生产水厂为两级泵站，总扬程为170m，生产水厂水位高程为218.690m，设为右岸水厂正常取水位。取水泵为4台单机流量为1000m3/h的0.4kV自藕式潜水台，经过高程255水池和高程322水池，供水到高程为422水池中。供水泵为4台单机流量1000m3/h的10kV卧式水泵。由高程422水池供龙滩电站大坝施工用水。设计供水能力为3000m3/h，采用自动控制。

设计年度供水量和实际供水量如表1。

表1 设计年度供水量和实际供水量

1 生产水厂运行管理

（1）安全操作管理。编制了安全工作规程、运行规程和工作票、操作票、交接班制度、巡回检查制度、定期试验和轮换制度等有关规程和制度，定期进行安全检查、设备运行安全分析和处理，保证了设备的安全运行。

（2）设备检修管理。包括机电主设备和辅助设备的维护、监测、大小修计划的安排，施工管理及技术档案、技术资料的建档等管理工作。设备检修，是保持设备状况完好，保证安全生产必要的条件。坚持预防为主、安全第一、质量第一的方针，按照应修必修、修必修好的原则，有计划地进行设备检修。

（3）岗位技术培训。提高水厂各岗位运行值班人员的技术素质，达到熟悉设备、系统及其基本原理，熟悉操作和事故处理，熟悉本岗位的规程和制度，能正确地进行操作和分析运行状况，能及时地发现故障和排除故障，能掌握一般的维护技能等“三熟三能”基本功，保证每一个值班人员都能胜任本岗位的运行操作、设备监控、巡回检查和事故处理。

2004年1月1日正式接手水厂运行管理，2004年实际供水量已达214.8万m3，约为计划量的6倍。年底就开始多次出现设备故障影响了供水，并且直接影响了大坝施工，甚至造成了大坝停仓，直接影响到龙滩水电站是否能如期完工，后果十分严重。为了保证生产水厂安全供水，必须尽快找出原因，提出解决问题的办法。

2 设备故障分析及解决方法

2.1 主要设备故障

第一高压开关柜的操作机构弹簧扣脱落，更换后继续使用。第二真空断路器动触头磨损，导致电流过大，出现了过流跳闸，也只有更换，且动静触头同时更换，费用较高。此次真空断路器跳闸正是大量用水之时的中午，立刻进行紧急检修，检修耗时达4h之久，造成停仓。事后为了引起重视，对此次故障进行了原因分析。

2.2 故障原因分析

（1）原设计5年供水总量为605万m3（招标文件上要求），实际第1年供水量已达214.8万m3，为计划的6倍，根据供水量推测已到设备使用期的80%了。

（2）自动抽水启动太频繁，由于蓄水池容量太小，设计只有3000 m3，为了保证供水的安全，自动设计中当用水量仅为水池的1/3时就得开机，2/3时就得停机，设备休息时间仅有10～20min又要启动运行。虽然10kV开关为软启动，潜水泵为变频启动，但仍引起开关及设备冲击和设备运行休息时间间隔较短，使设备一直处在过热状态，引起的设备事故也增多。如该工程蓄水池太小，同时又过分保守设计，当高程422水位下降到只有1/3时启泵供水，当水位升至2/3停泵，由于蓄水池太小启停次数多，必然引起设备启停次数增多。故障分析结果表明：由于自动控制系统中，设备启停运行太频繁，造成设备过热，是设备故障产生的主要原因。

2.3 解决办法

改变自动控制启动时间，增长间隔时间，增长设备休息时间。根据施工计划在2005年和2006年这两个高峰年用水量约1500万m3（后来实际用数也接近），后期的用水量也较大，由于设备已达到设备使用期的80%了，最好的办法是更换设备，但存在两个问题：第一更换设备必造成停水，会影响施工进度；第二费用太高。故更换设备的方案被否。

龙滩水电站生产水厂自动控制设计的目的是为了减少运行人员，原则上减少了费用支出，但自动控制在出现了上述问题的同时还存在另一些问题。

自动控制抽水设置了巡视人员，当自动启动时，巡视人员不能准确观察到设备启动是否有异常现象，检修时就缺少了针对性，对设备的检修保养和维护作用不大。于是改用人工操作，每班增加两人，开机前，一人留在疑似有问题的设备旁边监护，在设备启动运行时观察水泵及开关柜等设备的运行情况，同时注意设备启动的声音，查看监控数字的变化，一旦发现问题可以及时进行更换、检修，从而做到把事故处理在萌芽状态。

为了保证下一步的供水，有针对地对一些设备进行检修。潜水泵的变频启动柜出现的故障较多，由于变频启动柜与潜水泵不配套，比实际功率小，虽然调到只有潜水泵额定功率的80%，变频启动柜仍然发热甚至温度过高而导致停机。因此增设了电风扇，以期达到快速降温（但在2005年初已开始进入混凝土浇筑高峰期，用水量相当大，启动频繁和运行时间长，增加了电风扇仍不能解决变频启动柜过热的问题）。减少高压开关柜启停次数，一台高压开关启动一次运行时间延长，同时休息时间也较长，改变原来自动控制的频繁轮换启动。经过半年人工操作的运行，故障减少了。

此后，自动控制改为人工操作的运行方式。相应地变换422水池的水位计，增加了水池水位显示器，能清楚观看到水位的变化，也改变了超声波流量计红外线水位计，根据水池的水位，人工控制抽水时间。抽水改为人工操作，运行人员的任务是观察水位的变化，当水位下降到3/4～5/6时开机，减少开机次数。整个水厂仅增加了4个运行人员，一些小故障在当班就解决了，较大的问题单独进行处理，重大问题就放在空闲时或与施工调度进行协调停水1天或1夜处理。虽然运行人工费1年增加了约5万元，但设备维修费却减少了，也节约了电费。最重要的是水厂安全运行得到了保证。

3 水厂运行维护过程中的新问题及解决方案

3.1 倒虹管进入空气的解决方案

取水口缺少水位报警设施，如果水位下降至倒虹吸管无法正常取水时也无从知晓。当4台取水泵还在同时取水时容易造成空气进入倒虹吸管。由于抽水量大，超过设计值，所以在枯水期，常常由于水量不足而出现空气进入倒虹吸管，从而导致供水中断。

故障处理：起初采用真空泵抽气，由于倒虹吸管采用的是DN600钢管，也较长，体积较大，每次处理时间都在3h以上，特别是龙滩4、5月气温已较高了，若停水3h对混凝土浇筑的影响非常大。

如果关闭倒虹吸管的阀门，把取水池的水灌满，然后打开阀门利用水位差使取水池的倒灌倒虹吸管，这样就可使倒虹吸管中的空气排出。于是就利用高程255清水池将检修排水引出至取水池，引出管采用DN200钢管。导通倒虹吸管只须半小时。此法可以用于导通任何进了空气的倒虹吸管。

3.2 河流断流处理方案

由于龙滩生产水厂设置在大坝下游，下闸蓄水时导致红水河断水10d左右，如果停产10d，代价太大；若在上游设置一个水厂，需要700～800万元，这个投入也太大。

虽然下闸后龙滩断流时间为4～22d，但红水河中的水位仍保持在216m 以下，倒虹吸管已露出，根本无法供水，但河床有水，如果把取水点向河心延伸即可以取水。

（1）水泵。由于虹吸管已露出根本无法供水，水厂所有供水全部由水泵供水（即供水量为2000m3/h），为了与水厂的潜水泵相配套，建议采购与水厂的潜水泵相同的潜水泵2台（这样当出现故障时方便更换），并从现水厂中的4台潜水泵中抽取1台为备用。

（2）电源。电源考虑从水厂的备用10kV线路上取用，采用高压电缆跨过公路引至加药车间，在加药车间附近安装1台S9-8000/10变压器供水泵用电。

（3）采用浮排固定潜水泵，潜水泵与浮排随水位升降，出水口采用DN300高压埋线管（4m×9m）经过止回阀与钢管相连接。高压埋线管（软管）上绑扎油桶以减少高压埋线管中抽水时的重量产生对浮排的拉力。浮排由2排油桶用脚手架固定组装，在中间留有潜水泵吊孔。潜水泵上制作一个人字架以方便潜水泵吊入后升降。浮排在现场组装，完成后吊入水中。

（4）主管制安：采用DN500钢管，在钢管与高压埋线管间安装止回阀以防止水压对高压埋线管及潜水泵的冲击。为了减小洪水对DN500钢管的冲击，拟每5～10m浇筑一个镇墩，并用插筋固定，插筋入土不小于0.5m。

（5）电源电缆：主电源采用采用VLV22-3× 240+1×120电缆，控制电缆采用VV-5×2.5。

（6）浮排固定：①防止现阶段水流对浮排的冲击，可用Φ16钢丝绳通过导向滑轮固定在潜水泵取水池。②防止洪水来时，浮排来不及撤离，采用卷扬机固定，随着水位的上升将浮排拉到岸侧。卷扬机固定在广西局拌和站255平台附近，考虑到在大暴雨中操作的防水性，增加了1个防雨工棚。

4 结 语

在自动化控制设备的运行中，现场或技术管理人员应掌握设备的基本原理和操作规程，才能有效地解决运行工作中难以避免的突发性故障；管理人员或技术人员要从经济、安全的角度做出科学的分析，在分析中发现问题并提出合理的解决办法。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.03.013

TU991.6

B

1008-1305（2014）03-0038-03

刘大功（1971年-），男，工程师。