水电站左岸检修排水系统分析

1设备布置

机组检修排水系统采用集水井集中排水方式，在机组纵轴线328．50m高程处设有一检修排水廊道，该廊道贯穿全厂，一段与检修集水井相通，另一段与1号机组端头相通，是检修集水井容积的一部分，集水井设有1个耦合式潜水排污泵起吊孔及相应的密封门，检修集水井和排水廊道按密闭设计，集水井设1个密封进入门。每台机组设有1台蜗壳排水盘形阀和2台尾水管排水盘形阀通过厂房检修排水廊道与检修集水井相通。检修时引水系统的集水通过排水廊道排入检修集水井，最后由水泵排至下游，2根的检修泵排水总管分别引至9号机组尾水管操作廊道层装设阀门后排至2号、3号尾水调压室。

2运行方式

当盘型阀打开、机组检修时，通过3套液位变送器监视集水井内水位变化并控制水泵启停，检修排水系统长轴深井泵启泵水位为331．8m，停泵水位为329m，报警水位为347．5m，备用泵启泵水位为336m，正常情况下大约5h可抽干1台机组流道积水。当流道内积水排空后，留下2台深井泵作为主用和备用水泵，排上/下游闸门漏水。

3深井泵单独运行上下轴承温度变化分析

检修排水系统排水量较大，为了保证机组的检修工期，排水要迅速可靠。为保证检修深井泵能够在长时间运行的情况下轴承温度不会达到报警温度而自动停止运行，要对检修深井泵运行时做轴承温度测试。正常情况下，当检修集水井水位达到启泵水位时，2台深井泵同时工作，为了对每一台深井泵做单独的性能测试，即由之前的2台泵同时排水变成单台泵排水，在单台泵运行期间每隔10min记录上下轴温度，并根据记录数据利用OriginPro软件描绘温度变化曲线，如图2所示，以检查水泵在长时间运行的情况下其上下轴承温度变化。如图2所示，1号和6号深井泵上下轴温度变化趋势大体相同，在100min以内，轴温上升速度较快，在此以后，温度变化逐渐趋于稳定，1号深井泵上轴温维持在63℃左右，下轴温维持在60℃附近，而6号深井泵上轴温维持在77℃左右，下轴温维持在74℃附近。2号深井泵在运行过程中，在开始工作的40min内，温度上升较为迅速，尤其是上轴承温度几乎呈直线上升，而当运行到60min时，此时上下轴温度变化逐渐稳定，温度不再有明显的变化。3号和5号深井泵在运行期间上下轴温度温差都呈逐渐增大的趋势，3号温差由起初的0．2℃增至13．2℃，5号温差由2．7℃增至11．5℃，当运行时间达到150min以后，此时温度变化保持稳定，变化幅度较小。整体的变化趋势同5号泵相似。4号水泵在运行过程中温度不断的上升，在0～100min内，温度上升速度较快，上轴温度高于下轴温度，且此时上下轴温差较小。随着时间的推移，而当运行时间超过280min以后，下轴温度高于上轴温度，且此时出现下轴温快速上升的趋势，当运行时间达到310min时，此时下轴温度达到90℃，达到报警温度，水泵自动停止运行。由图2可以看出1号，2号，3号，5号，6号深井泵在测试过程中温度变化均正常，没有超过其报警温度。而在正常情况下，检修深井泵不会如此长时间的运行，所以在正常工作时间内，4号深井泵同样也能够满足检修排水需求。图3所示为每隔10min上轴温差和下轴温差变化曲线，由图3可以清楚的看出在不同时间段温差的变化幅度。由图3所示，1号，2号，3号，5号，6号整体变化趋势大致相同。每隔10min温差和下轴温差变化是不同的，在水泵刚开始运转时，温差变化剧烈，且上轴温差变化明显大于下轴温差变化，当深井泵长时间运行时，1号和2号深井泵下轴温差变化略大于上轴温差变化，而3号，5号，6号深井泵则随着时间的推移，上轴温差和下轴温差变化温度几乎相同，不再有明显的变化。4号深井泵上轴温差和下轴温差在运行初期均变化比较剧烈，当运行时间在110～230min内，上轴温差和下轴温差比较稳定，每10min温度增长0．7℃左右，而当时间超过240min以后，上轴温差依旧保持之前的温度变化趋势，而下轴温差不断的增大，由之前的0．5℃增长到3．4℃，温度变化出现异常。

4检修排水系统运行过程中出现的问题

4．16号泵运行上轴温度异常

左岸检修排水泵房试运行初期，6号深井泵在运行过程中上轴温度上升异常，变化趋势明显大于下轴，除此以外在上轴承加入澄清的透平油，在水泵运行一段时间后，通过油镜观察油色变黑，并存在较多的细小杂质。为了找出原因，将电机上轴轴承拆开，发现上轴冷却铜管进水口被拧断，导致水泵在运行期间冷却水不断的进入上轴承。由于冷却水的存在，致使在旋转轴承之间无法形成润滑油膜，摩擦致使上轴温度迅速上升，除此以外上轴承在转动过程中由于振动偏心与边壁摩擦，导致上轴承偏心并磨损严重并产生大量碎铁屑污染透平油。在重新焊接冷却铜管接口后，目前6号检修泵运行正常。

4．2应急泵电流过大，水量较小，无法达到额定功率

对左岸渗漏、检修排水泵房的应急泵进行了调相，首次调相后发现，电流过大，水流量较小，无法达到其额定功率，初步怀疑是水泵反向运行。由于潜水泵的特殊的机械结构，当水泵反向转动时，会出现电流过大，流量较小并且噪音较大现象。为了防止叶轮与泵体摩擦，在潜水泵的底部装有一个平面推力轴承承担着正常运行时水流产生的向下的推力。当应急泵反向运转时，水流产生的推力中会有一个向上的轴向反分力，这个分力有推动叶轮向上运动的趋势，会导致旋转叶轮同泵体相摩擦，所以电机的电流较大。因此，再次对水泵调相后，此时，电流恢复正常，达到其额定功率。

4．3渗漏PLC控制柜显示水位不准确

目测观察集水井实际水位，发现控制柜显示水位不准确，控制柜显示水位比实际水位至少高3．5m。深井泵启停主要是依据液位变送器测得的水位高度自动操作。当基准水位高于实际水位时，会导致水泵过早启动，过晚停机，增长运行时间，造成电力资源的浪费。PLC控制柜显示水位不准确，可能是由于投入式液位变送器投入位置有误差导致的，也可能是液位变送器损坏，除此以外控制柜程序错乱也能导致测量水位不准。为了查清问题原因，依次对各种可能性进行排查。当液位变送器安装位置比实际位置低时，会导致测量的水位有误差。取出液位变送器，对其进行检测，发现投入式液位变送器一切正常没有损坏。测量液位变送器投入深度为29．3m，同要求投入深度相符合。投入式液位变送器根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理，实现对水位高度的测量。其一般的标准电信号为4～20mA，当测量高度为0时，电流信号为4mA，测量高度最大时电流型号为20mA。将液位变送器重新投入后，用仪表测量投入式液位变送器电流X，利用公式(X－4)×1．25即可得到液面高度。计算此时实际水位为332．89m，而此时控制柜显示水位为338．1m，存在5m多的误差。在排除液位变送器损坏和安装位置有误的原因后，通过检查控制柜程序，发现程序中基准水位选取有误，通过修改基准水位，PLC控制柜水位显示恢复正常。

5结语

溪洛渡水电站检修排水系统自2013年6月开始投入运行，经过工程技术人员的不懈努力，最终还是圆满地解决了上述问题，保证了检修排水系统的安全稳定运行。

作者：吴思源 单位：中国长江三峡集团机电工程局溪洛渡建设机电安装项目部

相关专题：rogers 论文发表期刊