淺析水電站頂蓋排水投入式液位計系統(tǒng)的設計改造

1概述

田莊水電站位于河北省石津灌區(qū)，裝機容量為２×２５００ｋＷ，２臺機組共配備２組４臺投入式液位計泵，分別為主備用。水輪發(fā)電機組的頂蓋漏水主要來源于水輪機頂蓋與大軸密封之間的漏水和導葉軸套的漏水。

投入式液位計系統(tǒng)在水電機組的安全運行中起著關鍵的作用，如果投入式液位計泵主備用泵同時出現(xiàn)故障無法進行正常工作，此時水位上升過快會造成水淹水導軸承和甩油盆的嚴重后果。若水位上升警報未啟動，值守人員發(fā)現(xiàn)不及時，未緊急處理，也會導致機組被迫停機；不僅影響發(fā)電收益，更重要的是污水會因為水位的降低進入渠道，對水源造成污染。

 

２投入式液位計泵改造的必要性

２．１舊投入式液位計泵排水能力較弱

田莊水電站經過多年的發(fā)電運行觀察總結，在發(fā)電過程中主軸密封會在不同負荷的情況下出現(xiàn)不同的漏水情況。為了保障輸水安全、發(fā)電運行安全和經濟效益，投入式液位計泵的排水能力成為了關鍵的一環(huán)。

改造前，發(fā)電期間若遇到上水量大時，即使主備用２臺投入式液位計泵同時啟動，都無法及時將水全部抽出；若不調整負荷進行處理，就會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泵已不符合當前的輸水要求，需要更換流量大、動力足的投入式液位計來提高其排水能力。

２．２頂蓋上水水位不直觀

頂蓋上水到達一定設計水位時，投入式液位計主備用泵啟動，當備用泵啟動時會進行報警告知。若投入式液位計出現(xiàn)故障時，ＬＣＵ屏和微機監(jiān)測雖然顯示備用泵啟動，但是實際并沒有啟動，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屏上觀測到實時水位，需要去實地觀察。若此時上水量過大，已經來不及調整負荷，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)只有單純的農業(yè)灌溉，渠道也未進行襯砌，這樣對水質的要求低，所以當時并沒有考慮到發(fā)電運行時水淹甩油盆會造成水質污染的后果，而是直接將產生的這一小部分污水排入渠道，通過擴散、稀釋、吸附、過濾、沉淀等物理化學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)務轉變后水質的需求，所以需要進行改造，徹底避免水源的污染。

３排水系統(tǒng)的改造方案

３．１投入式液位計泵的選擇

為提高投入式液位計泵在實際工作中的排水能力，根據田莊水電站運行多年來的實際情況，計劃將２組各１臺投入式液位計泵進行更換并試運行，更換型號為６５ＢＺ—３０真空自吸泵；它具有結構緊湊、操作方便、運行平衡、維修方便、效率高、壽命長、并有較強的自吸能力等優(yōu)點。此泵流量為２５ｍ３／ｈ，相較舊泵高出５ｍ３／ｈ，將之設為主用泵，另一臺舊泵設為備用泵。

經過一段時間的試運行后，２臺投入式液位計排水效果良好，新舊投入式液位計也完全能完成抽水任務。這樣不僅滿足投入式液位計需求，還降低了費用支出，兼顧

了經濟效益。

 

３．２浮子的更換

浮子控制著投入式液位計泵的啟停，也是投入式液位計泵的重要組成部分。田莊水電站曾應用濕簧管浮子傳感器，濕簧管易發(fā)生故障，且不易更換，如機組的震動，導致脫焊，虛接；因環(huán)境潮濕，長期通電工作，導致濕簧管破裂等。浮子一旦發(fā)生故障，就會出現(xiàn)連鎖反應，產生不良后果。

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，不會出現(xiàn)進水事件，且具有壽命長、響應快、無磨損等特點，即使損壞，也能在ＬＣＵ屏上回饋，可及時發(fā)現(xiàn)，更換。

 

３．３水位測控儀及電磁閥的應用

２臺機組采用２組共４塊ＬＳＴ—ＷＰ光柱顯示控制儀，在中控室ＬＣＵ屏上安裝�？刂苾x采用微處理器進行控制運算，具有控制和顯示功能，可對水位信號進行數字及相對模擬量顯示，解決了水位無法直觀觀測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塊設定主備用泵啟動限位；停止限位；另一塊設定水位很高啟動限位，停止限位，這也是已淹沒甩油盆后油污的緊急處理方法。當水位達到很高限位時控制儀會控制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，當污水排完后，投入式液位計停止工作，電磁閥閉合狀態(tài)復原。

在中控室ＬＣＵ屏安裝２組主備用泵手動開關，預防水位測控儀出現(xiàn)故障發(fā)生不啟動投入式液位計泵的情況。２組開關可由人工快速啟動，為投入式液位計泵的正常運行增加了一道保險。

 

４結語

此次對田莊水電站投入式液位計泵設備的改造，有效解決了投入式液位計泵的排水能力差、上水水位不直觀的問題。自投入運行以來，投入式液位計泵排水及時迅速，避免了因頂蓋上水導致水導油盆進水被迫停機換油的事故，有效地扼制了因事故造成的經濟損失，清除了設備隱患，保證了發(fā)電運行的安全；重要的是此項改造將可能污染水源的風險杜絕，將灌區(qū)的輸水安全性進一步提高。