1概述
田莊水電站位于河北省石津灌區(qū)，裝機(jī)容量為２×２５００ｋＷ，２臺(tái)機(jī)組共配備２組４臺(tái)投入式液位計(jì)泵，分別為主備用。水輪發(fā)電機(jī)組的頂蓋漏水主要來(lái)源于水輪機(jī)頂蓋與大軸密封之間的漏水和導(dǎo)葉軸套的漏水。
投入式液位計(jì)系統(tǒng)在水電機(jī)組的安全運(yùn)行中起著關(guān)鍵的作用，如果投入式液位計(jì)泵主備用泵同時(shí)出現(xiàn)故障無(wú)法進(jìn)行正常工作，此時(shí)水位上升過(guò)快會(huì)造成水淹水導(dǎo)軸承和甩油盆的嚴(yán)重后果。若水位上升警報(bào)未啟動(dòng)，值守人員發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，未緊急處理，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組被迫停機(jī)；不僅影響發(fā)電收益，更重要的是污水會(huì)因?yàn)樗坏慕档瓦M(jìn)入渠道，對(duì)水源造成污染。
２投入式液位計(jì)泵改造的必要性
２．１舊投入式液位計(jì)泵排水能力較弱
田莊水電站經(jīng)過(guò)多年的發(fā)電運(yùn)行觀察總結(jié)，在發(fā)電過(guò)程中主軸密封會(huì)在不同負(fù)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(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)效益，投入式液位計(jì)泵的排水能力成為了關(guān)鍵的一環(huán)。
改造前，發(fā)電期間若遇到上水量大時(shí)，即使主備用２臺(tái)投入式液位計(jì)泵同時(shí)啟動(dòng)，都無(wú)法及時(shí)將水全部抽出；若不調(diào)整負(fù)荷進(jìn)行處理，就會(huì)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(jì)泵已不符合當(dāng)前的輸水要求，需要更換流量大、動(dòng)力足的投入式液位計(jì)來(lái)提高其排水能力。
２．２頂蓋上水水位不直觀
頂蓋上水到達(dá)一定設(shè)計(jì)水位時(shí)，投入式液位計(jì)主備用泵啟動(dòng)，當(dāng)備用泵啟動(dòng)時(shí)會(huì)進(jìn)行報(bào)警告知。若
投入式液位計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)，ＬＣＵ屏和微機(jī)監(jiān)測(cè)雖然顯示備用泵啟動(dòng)，但是實(shí)際并沒(méi)有啟動(dòng)，未起到排水的作用，水位也沒(méi)有快速降低，值班人員無(wú)法在ＬＣＵ屏上觀測(cè)到實(shí)時(shí)水位，需要去實(shí)地觀察。若此時(shí)上水量過(guò)大，已經(jīng)來(lái)不及調(diào)整負(fù)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(nóng)業(yè)灌溉，渠道也未進(jìn)行襯砌，這樣對(duì)水質(zhì)的要求低，所以當(dāng)時(shí)并沒(méi)有考慮到發(fā)電運(yùn)行時(shí)水淹甩油盆會(huì)造成水質(zhì)污染的后果，而是直接將產(chǎn)生的這一小部分污水排入渠道，通過(guò)擴(kuò)散、稀釋、吸附、過(guò)濾、沉淀等物理化學(xué)作用形成水的自然凈化；然而這套自然凈化過(guò)程已不能滿足灌區(qū)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變后水質(zhì)的需求，所以需要進(jìn)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(jì)泵的選擇
為提高投入式液位計(jì)泵在實(shí)際工作中的排水能力，根據(jù)田莊水電站運(yùn)行多年來(lái)的實(shí)際情況，計(jì)劃將２組各１臺(tái)投入式液位計(jì)泵進(jìn)行更換并試運(yùn)行，更換型號(hào)為６５ＢＺ—３０真空自吸泵；它具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、運(yùn)行平衡、維修方便、效率高、壽命長(zhǎng)、并有較強(qiáng)的自吸能力等優(yōu)點(diǎn)。此泵流量為２５ｍ３／ｈ，相較舊泵高出５ｍ３／ｈ，將之設(shè)為主用泵，另一臺(tái)舊泵設(shè)為備用泵。
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行后，２臺(tái)投入式液位計(jì)排水效果良好，新舊投入式液位計(jì)也完全能完成抽水任務(wù)。這樣不僅滿足投入式液位計(jì)需求，還降低了費(fèi)用支出，兼顧
了經(jīng)濟(jì)效益。
３．２浮子的更換
浮子控制著投入式液位計(jì)泵的啟停，也是投入式液位計(jì)泵的重要組成部分。田莊水電站曾應(yīng)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(jī)組的震動(dòng)，導(dǎo)致脫焊，虛接；因環(huán)境潮濕，長(zhǎng)期通電工作，導(dǎo)致濕簧管破裂等。浮子一旦發(fā)生故障，就會(huì)出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生不良后果。
為減少這類問(wèn)題的發(fā)生，通過(guò)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(hù)，不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)水事件，且具有壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、無(wú)磨損等特點(diǎn)，即使損壞，也能在ＬＣＵ屏上回饋，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，更換。
３．３水位測(cè)控儀及電磁閥的應(yīng)用
２臺(tái)機(jī)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。控制儀采用微處理器進(jìn)行控制運(yùn)算，具有控制和顯示功能，可對(duì)水位信號(hào)進(jìn)行數(shù)字及相對(duì)模擬量顯示，解決了水位無(wú)法直觀觀測(cè)頂蓋上水水位的問(wèn)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(shè)２組常開(kāi)常閉電磁閥；其中渠道管路為常開(kāi)電磁閥，集水井則為常閉電磁閥。
安裝后每組其中１塊設(shè)定主備用泵啟動(dòng)限位；停止限位；另一塊設(shè)定水位很高啟動(dòng)限位，停止限位，這也是已淹沒(méi)甩油盆后油污的緊急處理方法。當(dāng)水位達(dá)到很高限位時(shí)控制儀會(huì)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(kāi)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_(kāi)啟狀態(tài)，將污水注入集水井，當(dāng)污水排完后，投入式液位計(jì)停止工作，電磁閥閉合狀態(tài)復(fù)原。
在中控室ＬＣＵ屏安裝２組主備用泵手動(dòng)開(kāi)關(guān)，預(yù)防水位測(cè)控儀出現(xiàn)故障發(fā)生不啟動(dòng)投入式液位計(jì)泵的情況。２組開(kāi)關(guān)可由人工快速啟動(dòng)，為投入式液位計(jì)泵的正常運(yùn)行增加了一道保險(xiǎn)。
４結(jié)語(yǔ)
此次對(duì)田莊水電站投入式液位計(jì)泵設(shè)備的改造，有效解決了投入式液位計(jì)泵的排水能力差、上水水位不直觀的問(wèn)題。自投入運(yùn)行以來(lái)，投入式液位計(jì)泵排水及時(shí)迅速，避免了因頂蓋上水導(dǎo)致水導(dǎo)油盆進(jìn)水被迫停機(jī)換油的事故，有效地扼制了因事故造成的經(jīng)濟(jì)損失，清除了設(shè)備隱患，保證了發(fā)電運(yùn)行的安全；重要的是此項(xiàng)改造將可能污染水源的風(fēng)險(xiǎn)杜絕，將灌區(qū)的輸水安全性進(jìn)一步提高。
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