浅析水电站顶盖排水投入式液位计系统的设计改造

1概述

田庄水电站位于河北省石津灌区，装机容量为２×２５００ｋＷ，２台机组共配备２组４台投入式液位计泵，分别为主备用。水轮发电机组的顶盖漏水主要来源于水轮机顶盖与大轴密封之间的漏水和导叶轴套的漏水。

投入式液位计系统在水电机组的安全运行中起着关键的作用，如果投入式液位计泵主备用泵同时出现故障无法进行正常工作，此时水位上升过快会造成水淹水导轴承和甩油盆的严重后果。若水位上升警报未启动，值守人员发现不及时，未紧急处理，也会导致机组被迫停机；不仅影响发电收益，更重要的是污水会因为水位的降低进入渠道，对水源造成污染。

 

２投入式液位计泵改造的必要性

２．１旧投入式液位计泵排水能力较弱

田庄水电站经过多年的发电运行观察总结，在发电过程中主轴密封会在不同负荷的情况下出现不同的漏水情况。为了保障输水安全、发电运行安全和经济效益，投入式液位计泵的排水能力成为了关键的一环。

改造前，发电期间若遇到上水量大时，即使主备用２台投入式液位计泵同时启动，都无法及时将水全部抽出；若不调整负荷进行处理，就会造成水淹甩油盆的后果，直接降低了输水的平稳性和安全性。所以旧的投入式液位计泵已不符合当前的输水要求，需要更换流量大、动力足的投入式液位计来提高其排水能力。

２．２顶盖上水水位不直观

顶盖上水到达一定设计水位时，投入式液位计主备用泵启动，当备用泵启动时会进行报警告知。若投入式液位计出现故障时，ＬＣＵ屏和微机监测虽然显示备用泵启动，但是实际并没有启动，未起到排水的作用，水位也没有快速降低，值班人员无法在ＬＣＵ屏上观测到实时水位，需要去实地观察。若此时上水量过大，已经来不及调整负荷，也就不能避免水淹甩油盆的情况了。

 

２．３水淹甩油盆后污水的处理

田庄水电站建站初期，灌区只有单纯的农业灌溉，渠道也未进行衬砌，这样对水质的要求低，所以当时并没有考虑到发电运行时水淹甩油盆会造成水质污染的后果，而是直接将产生的这一小部分污水排入渠道，通过扩散、稀释、吸附、过滤、沉淀等物理化学作用形成水的自然净化；然而这套自然净化过程已不能满足灌区业务转变后水质的需求，所以需要进行改造，彻底避免水源的污染。

３排水系统的改造方案

３．１投入式液位计泵的选择

为提高投入式液位计泵在实际工作中的排水能力，根据田庄水电站运行多年来的实际情况，计划将２组各１台投入式液位计泵进行更换并试运行，更换型号为６５ＢＺ—３０真空自吸泵；它具有结构紧凑、操作方便、运行平衡、维修方便、效率高、寿命长、并有较强的自吸能力等优点。此泵流量为２５ｍ３／ｈ，相较旧泵高出５ｍ３／ｈ，将之设为主用泵，另一台旧泵设为备用泵。

经过一段时间的试运行后，２台投入式液位计排水效果良好，新旧投入式液位计也完全能完成抽水任务。这样不仅满足投入式液位计需求，还降低了费用支出，兼顾

了经济效益。

 

３．２浮子的更换

浮子控制着投入式液位计泵的启停，也是投入式液位计泵的重要组成部分。田庄水电站曾应用湿簧管浮子传感器，湿簧管易发生故障，且不易更换，如机组的震动，导致脱焊，虚接；因环境潮湿，长期通电工作，导致湿簧管破裂等。浮子一旦发生故障，就会出现连锁反应，产生不良后果。

为减少这类问题的发生，通过搜集资料，确定采用电子液位变送器压力传感器；它具有全密封防护，不会出现进水事件，且具有寿命长、响应快、无磨损等特点，即使损坏，也能在ＬＣＵ屏上回馈，可及时发现，更换。

 

３．３水位测控仪及电磁阀的应用

２台机组采用２组共４块ＬＳＴ—ＷＰ光柱显示控制仪，在中控室ＬＣＵ屏上安装。控制仪采用微处理器进行控制运算，具有控制和显示功能，可对水位信号进行数字及相对模拟量显示，解决了水位无法直观观测顶盖上水水位的问题。

将原排水管路切割，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路管道各装设２组常开常闭电磁阀；其中渠道管路为常开电磁阀，集水井则为常闭电磁阀。

安装后每组其中１块设定主备用泵启动限位；停止限位；另一块设定水位很高启动限位，停止限位，这也是已淹没甩油盆后油污的紧急处理方法。当水位达到很高限位时控制仪会控制２组电磁阀状态切换，即排入渠道的管路电磁阀常开变为闭合状态，阻止污水排入渠道；排入集水井的管路常闭电磁阀变为开启状态，将污水注入集水井，当污水排完后，投入式液位计停止工作，电磁阀闭合状态复原。

在中控室ＬＣＵ屏安装２组主备用泵手动开关，预防水位测控仪出现故障发生不启动投入式液位计泵的情况。２组开关可由人工快速启动，为投入式液位计泵的正常运行增加了一道保险。

 

４结语

此次对田庄水电站投入式液位计泵设备的改造，有效解决了投入式液位计泵的排水能力差、上水水位不直观的问题。自投入运行以来，投入式液位计泵排水及时迅速，避免了因顶盖上水导致水导油盆进水被迫停机换油的事故，有效地扼制了因事故造成的经济损失，清除了设备隐患，保证了发电运行的安全；重要的是此项改造将可能污染水源的风险杜绝，将灌区的输水安全性进一步提高。