溪洛渡水電站地下廠房排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

溪洛渡水電站地下廠房排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1水庫(kù)和電站樞紐西洛渡水庫(kù)是金沙江下游干附近的一座大型水庫(kù)。位于四川省雷波縣和永善縣。它連接著湖北水庫(kù)和向家水庫(kù)。水庫(kù)正常蓄水位600m,死水位為540m,總庫(kù)容126.7億m3,調(diào)節(jié)庫(kù)容64.6億m3。電站樞紐由一壩兩廠組成,兩個(gè)地下廠房對(duì)稱布置在四川岸和云南岸的山體內(nèi),各裝設(shè)9臺(tái)770MW水輪發(fā)電機(jī)組,地下廠房由主廠房、主變洞、尾調(diào)室三大洞室組成。廠房埋深在下游水位之下,為確保電站安全,防止發(fā)生水淹廠房等重大事故,排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。2系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)置為確保廠房安全,溪洛渡電站廠房排水系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)置為廠房滲漏排水系統(tǒng)、機(jī)組檢修排水系統(tǒng)、尾調(diào)室滲漏排水系統(tǒng),左右岸電站設(shè)置相同,設(shè)備配置相同。2.1工廠的滲漏排水系統(tǒng)2.2排水及轉(zhuǎn)排水機(jī)組檢修排水系統(tǒng)在機(jī)組檢修時(shí)排出壓力鋼管、蝸殼及尾水管中的積水。機(jī)組檢修時(shí)壓力鋼管及蝸殼積水通過(guò)設(shè)在蝸殼進(jìn)口的排水閥排至尾水管,尾水管內(nèi)積水通過(guò)盤形閥排至排水廊道(排水廊道貫通一岸的全部機(jī)組),再由排水廊道排至檢修集水井,最后由排水泵從集水井中抽排至尾調(diào)室。機(jī)組檢修排水系統(tǒng)主要設(shè)備由6臺(tái)10kV長(zhǎng)軸深井泵、1臺(tái)0.4kV潛水排污泵及泵控閥、控制柜等組成,6臺(tái)檢修泵共用兩根1016×12的排水總管,自排水泵出口后經(jīng)過(guò)泵控閥、出口球閥,排水管先向下、在向上可排至2個(gè)機(jī)組尾水調(diào)壓室。2.3主變洞側(cè)滲漏水水質(zhì)尾調(diào)室滲漏排水系統(tǒng)主要排出主變室滲漏水、尾水調(diào)壓室滲漏水和廠房▽420.00高程以下主變洞側(cè)滲漏水。尾調(diào)室滲漏排水系統(tǒng)主要設(shè)備由3臺(tái)10kV長(zhǎng)軸深井泵、1臺(tái)0.4kV潛水排污泵及泵控閥、控制柜等組成。3臺(tái)長(zhǎng)軸深井泵共用兩根630×10的排水總管,自排水泵出口后經(jīng)過(guò)泵控閥、出口球閥,可排至2個(gè)機(jī)組尾水調(diào)壓室。3井泵設(shè)計(jì)要點(diǎn)溪洛渡電站廠房排水系統(tǒng)的主要設(shè)備由若干臺(tái)長(zhǎng)軸深井泵組成,水泵為潛水多級(jí)混流泵,設(shè)計(jì)揚(yáng)程110m。水泵后設(shè)置呼吸閥、泵控閥、電動(dòng)球閥等設(shè)備,控制系統(tǒng)由現(xiàn)地控制柜和聯(lián)合控制柜組成。3.1溫度測(cè)量元件深井泵配套10kV電機(jī),電機(jī)采用水冷卻,在電機(jī)上軸承、下軸承、定子繞組均設(shè)有PT100溫度測(cè)量元件。泵的吸入口垂直向下,出口水平,免抽真空啟動(dòng),單基礎(chǔ)安裝,水泵和電機(jī)直聯(lián);從電機(jī)端俯視,水泵轉(zhuǎn)子部件逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。泵中間軸、揚(yáng)水管和護(hù)管為多節(jié),軸采用套筒聯(lián)軸器聯(lián)接。3.2啟閉和緩閉控制泵控制閥裝于水泵出口,適應(yīng)水泵啟、停工況,使水泵平穩(wěn)地進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換及水泵間相互主、備切換。在水泵啟動(dòng)時(shí),可以在水壓達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟閥門(設(shè)定啟閥壓力在一定范圍內(nèi)可調(diào)),即閉閥啟泵;在水泵停泵時(shí),先快速逆止,再緩閉(設(shè)定緩閉時(shí)間在一定范圍內(nèi)可調(diào)),在各種工況下可以防止水錘對(duì)管路系統(tǒng)和其他設(shè)備的損害。緩閉時(shí)間可在3~120s內(nèi)任意調(diào)節(jié),并具有反饋功能。3.3軟啟動(dòng)器及plc控制器現(xiàn)地配置有現(xiàn)地控制柜和聯(lián)控柜,每一臺(tái)泵的動(dòng)力電源單獨(dú)取自不同的廠用電10kV母線,排水系統(tǒng)現(xiàn)地采用PLC控制器,控制回路中將廠用電的10kV饋線開(kāi)關(guān)當(dāng)作接觸器,現(xiàn)地不設(shè)置接觸器,也未配置軟啟動(dòng)器。集水井內(nèi)設(shè)有2套投入式水位變送器和1套浮子式液位開(kāi)關(guān)用于自動(dòng)控制水泵啟停,分別設(shè)有停泵水位、工作泵啟動(dòng)水位、備用泵啟動(dòng)水位、集水井高報(bào)警水位等,并將水位信號(hào)上送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),用于遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制。4要學(xué)習(xí)，從中學(xué)習(xí)4.1排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)廠房滲漏和檢修排水都排至機(jī)組尾水調(diào)壓室,當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí),尾調(diào)室涌浪高度可能高于排水口高程,會(huì)造成尾水倒灌至集水井。為此,在滲漏、檢修排水管的出口處裝設(shè)了鴨嘴閥,鴨嘴閥采用耐磨損特殊橡膠制作,閉合的橡膠端朝向尾水,當(dāng)排水管排水時(shí),管內(nèi)水壓能沖開(kāi)閉合端,向尾調(diào)室排水。當(dāng)排水管無(wú)排水時(shí),橡膠端閉合,尾水不能進(jìn)入排水管內(nèi),避免了尾水倒灌至集水井。同時(shí),因設(shè)置了兩路排水路徑至兩個(gè)尾調(diào)室,當(dāng)其中一路排水管路上的鴨嘴閥故障不能止水時(shí),可關(guān)閉該路滲漏、檢修排水總閥,更換鴨嘴閥,排除故障,盡快使?jié)B漏、檢修排水恢復(fù)到具有備用管路的狀態(tài)。4.2泵控閥的關(guān)閉排水系統(tǒng)排水泵的出水管路路徑設(shè)計(jì)為從349m高程出口先至330m高程,再升至394m出口,大約長(zhǎng)340m,并且最大高度差有64m。為了防止反水錘,在泵出口閥處裝設(shè)了泵控閥。排水泵在正常啟動(dòng)的時(shí)候,泵控閥起到緩開(kāi)作用,有效避免了管道的壓力劇變;正常停泵的時(shí)候,泵控閥的大閥盤在水流停止或者開(kāi)始倒流的時(shí)候在自重和水流壓力的作用下快速關(guān)閉,管道流速較低,不會(huì)形成過(guò)大的瞬變流,水錘不能形成較大的管道壓力脈動(dòng)。另外,為防止尾水直接倒灌引起水錘,泵控閥小閥盤的關(guān)閉時(shí)間應(yīng)保證不小于水錘波周期的時(shí)長(zhǎng)。建議有條件的電站可在泵控閥的水控回路上裝設(shè)開(kāi)啟、關(guān)閉電磁閥,用于準(zhǔn)確的控制泵控閥的開(kāi)啟和關(guān)閉,準(zhǔn)確做到先啟動(dòng)排水泵、再開(kāi)泵控閥,先關(guān)泵控閥、后停排水泵,預(yù)防水錘和排水泵反轉(zhuǎn)。4.3kv開(kāi)關(guān)的配置控制回路中,將10kV開(kāi)關(guān)當(dāng)作電機(jī)的接觸器,由于受場(chǎng)地安裝位置的限值,未在水泵的現(xiàn)地控制柜配置10kV開(kāi)關(guān),而是用廠用電的10kV饋線開(kāi)關(guān)當(dāng)作接觸器。建議有條件時(shí),應(yīng)在水泵的現(xiàn)地控制柜配置10kV開(kāi)關(guān)作為接觸器,而將廠用電的10kV饋線開(kāi)關(guān)作為電源開(kāi)關(guān),防止電機(jī)故障后導(dǎo)致越級(jí)跳閘10kV母線供電電源開(kāi)關(guān)。每一臺(tái)水泵應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的動(dòng)力電源,控制電源應(yīng)多配置幾路,有條件的電站還應(yīng)設(shè)置直流電源作為控制電源。4.4控制系統(tǒng)啟?？刂普Ｇ闆r下,溪洛渡廠房排水系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)地PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停功能,當(dāng)PLC異常不能正常工作時(shí),運(yùn)行值班人員可在中控室通過(guò)電站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)水泵進(jìn)行啟停操作,此操作命令跨過(guò)PLC控制器,直接作用于每一臺(tái)水泵的啟停常規(guī)控制回路,提高了電站應(yīng)急能力。4.5試驗(yàn)室內(nèi)管道和管口的安裝,設(shè)計(jì)在水泵外部排水泵啟動(dòng)、停止水位應(yīng)考慮到水泵運(yùn)行排水時(shí)間、水泵停運(yùn)時(shí)間和集水井的應(yīng)急容積的關(guān)系,啟動(dòng)主泵水位和啟動(dòng)備用泵水位應(yīng)考慮到水位的波動(dòng),一般建議大于0.5m以上。建議集水井裝設(shè)兩套以上原理不同的水位傳感器,兩套傳感器的信號(hào)都送至監(jiān)控系統(tǒng),便于中控室遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制。在排水泵出口到泵控閥之間應(yīng)裝設(shè)空氣閥,空氣閥在啟泵時(shí)自動(dòng)打開(kāi),排出管路中的壓縮空氣,保護(hù)了管路和附件;在水泵停運(yùn)時(shí),空氣閥向管路中補(bǔ)入空氣,消除管內(nèi)真空,防止產(chǎn)生負(fù)水錘