水电厂排水系统在尾水抽空中的应用

某水电站引水方式为一管三机方式，最大水头、额定水头、最小水头分别为117m、102m、75m，单机容量95MW，总装机容量为285MW，电厂在系统中主要承担基荷、腰荷和调峰任务，该厂采用3台混流式水轮机，机组投产以来尾水内部存在如下问题：（1）尾水渠局部裂缝，存在漏水现象。在尾水水位降低时可看到尾水渠裸露部分存在裂缝喷水现象，初步判断尾水渠在水力作用下可能已发生局部位移，但位移情况、受损情况有待确定。（2）三台机尾水检修闸门关闭不严，历年检修均需潜水员封堵。在历年的检修中发现，尾水检修闸门关闭不严，为满足检修条件，几乎每次都要请潜水员封堵，一方面增加了检修费用，另一方面严重耽误检修工期。（3）三号机尾水管钢板里衬脱落后阻塞尾水检修闸门关闭。在2011年对3号机组检修时发现尾水管里衬底部钢板脱落，已脱落的钢板大部分沉于尾水渠内部，随时影响着机组的安全运行。（4）基建期大量金属部件沉积于尾水渠和尾水管底部，急待清除。机组尾水管、尾水检修闸门门槽内存在大量废弃焊条、管件夹扣、焊接残余金属碎片等杂物，直接影响尾水闸门的关闭，对门槽和尾水检修闸门造成威胁。（5）投产后尾水渠迎水面受冲刷，受损程度需排水确定。该厂自2007年机组投运后未检查过尾水渠迎水面受冲刷情况，其受损程度不明，需排水检查。

2水电厂检修排水系统应用于尾水排空过程中的具体方法

水电厂检修集水井位于厂房最底部，用于检修时收集尾水管积水并用检修排水泵排至尾水河道，排水泵选用高扬程、高流量设备，工作可靠性高，排水速度较快。检修排水系统在尾水排空过程中的应用主要利用检修集水井处于整个厂房最底部、高程最低、排水泵流量大、排水泵吸水口高程低、水泵扬程高等优势，由检修集水井收集尾水渠、尾水管的水流，在检修排水管出口处安装法兰，采用轻型耐压管道将检修集水井排水管延伸至下游河床。当所有工作准备就绪后，打开检修集水井盘型阀，水流从尾水渠、尾水管进入检修集水井，检修集水井水位到达水泵启动值时自动控制系统启动水泵进行工作，尾水逐渐从检修排水泵排至下游河床。在尾水排空过程中使用检修排水系统可以有效提高排水速度和效率，提高安全性，减少资金和人力投入，有效缩短检修工期，由于工期缩短3台机组可以提前恢复并网发电，经济效益显著。

3水电厂检修排水系统在尾水排空过程中的应用特点

3.1利用已安装的永久性水泵和管道，减少资金和人力投入

尾水排空需要借助一定的设备进行，主要设备有水泵、输水管道、管道连接材料等，常规方法在项目实施过程中需要购置新设备，召集队伍进行搬运、安装，在水泵的动力源选择上，一方面可以选择柴油机拖动，另一方面可以选择三相电机拖动。由于尾水渠结构的特殊性施工人员会从安装、水泵动力源等方面考虑，电源不便时多选用柴油机作为水泵动力源，具备电源的场地则采用大功率排水泵。按照某水电厂尾水渠存尺寸计算，其存水量较大，加上在排水过程中引水隧洞内的漏水、尾水渠泄压孔漏水，配套的水泵排水量需要600m3/h，无论选用三相电源还是柴油机作为动力，在费用投入和安装难度上都很大，而且在排水过程中需要根据水位降低情况人为调整水泵和吸水管的位置，工作量繁重，调整过程增加人员触电、落水的危险性。引入检修排水系统后可以解决上述问题。

3.2用检修排水系统可有效决常规排水方法繁琐、复杂的安装过程

检修排水系统各设备作为水电厂的永久设备，其可靠性、工作效率高，水泵和管道已经在基建期安装完成，在尾水排空过程中使用检修排水系统只需延长现有管道，免去了水泵及部分管道的安装，即在原排水管出口增设橡胶软管，将检修排水泵出口管道延长至下游河道，从而实现将水流引向下游河床的目的，同时，因为不涉及水泵的安装，所以不产生动力电缆敷设、控制系统安装等内容，临时增加的橡胶排水软管也较短，重量较轻，安装简便，速度快，安装费用低，而传统尾水排空方法受排水泵吸水高度、现场安装位置影响，在排水过程中需要根据尾水位的变化情况及时调整水泵的安装位置、水泵的吸水口高度，必要时还可能涉及二次管道安装，增加了安装成本。

3.3用检修排水系统解决常规排水方法中的安全和环保问题

常规排水方法无论采用柴油机还是三相交流电作为水泵的动力源均会对周边环境产生不同程度的影响，这是因为柴油泵组涉及燃油泄漏和润滑油泄漏问题，在燃油加注和润滑油加注过程中难免出现滴漏现象，同时运行过程中各密封件损坏也会引起油料泄漏，泄漏的油料进入河床后对水质产生影响，严重时破坏附近水域生态环境。另一方面，采用三相交流电源拖动的水泵，其工作过程中如果产生泄漏电流将引起人身安全或者破坏水中生态环境。

3.4利用检修排水系统提高排水效率

传统尾水排空方法由于涉及大量安装工作，安装时间长，在运行过程中需要对管道和水泵进行调整，调整过程中必须停泵、停电方可进行，相对于有限的检修时间而言频繁的设备启停、漫长的管道安装时间都直接影响整个检修进度，轻则可能受到电网或者公司内部通报，重则直接影响发电量，甚至受到电网严重的经济考核，所以检修就是在争分夺秒，任何一点需要延长时间的事件都可能延误工期。传统排水方式除了设备本身的能量转化效率低、排水效率低外，上述因素也直接影响着排水的整体效率。利用水电厂内安装的永久性检修排水系统排水可以提高排水效率，争取检修时间。

3.5引入检修排水系统可有效降低能耗和运行的稳定性检修排水系统是在主厂房整体排水设计时设计的，其排水量和设备的选用标准、安装标准均符合设计要求，设备安装规范，特别是电气回路较为明显，安装质量有保障，不涉及油料泄漏形成的江面污染，且控制系统可靠、稳定，水泵效率较高，满足节能、减排的要求。

3.6引用检修排水系统参与尾水排空，有效提高安全系数，合理利用人力资源

检修排水系统具有合理、科学的控制系统，水泵启停由控制系统自动根据水位变化情况完成，且其启停信号已进入计算机监控系统，在运行过程中由运行人员远程监视即可，同时检修集水井水位可以通过盘型阀控制，一方面可以使人员远离电源，杜绝了因为操作、误碰等导致触电的事件，安全系数较高。另一方面，由于无需再安排人员重复监视和操作水泵，人力资源得到合理利用。

4检修排水系统在尾水排空过程中的应用实施效果

检修排水系统在尾水排空过程中的应用无需重新采购排水泵和控制系统，不涉及水泵和控制系统安装，免去了水泵的安装过程，有效节省了检修资金投入，最大限度减少了人员触电危险，提高了排水效率，缩短了检修时间，为机组提前恢复并网提供了有力保障，有效解决了水电厂尾水内部存在的设备问题，项目实施经济效益显著，在今后系统内各水电厂的尾水渠检查、为水闸门底坎、门槽检查过程中值得推广。