馬桂方

【摘 要】水電站輔助設備主要分為油、水、氣三大系統(tǒng)，它們在水電站日常運行中起著非常重要的調節(jié)作用，本篇介紹坪頭水電站自投入商業(yè)運行以來全站輔機設備的運行概況，并對各輔助系統(tǒng)在運行中出現的各種問題進行總結剖析，以為中小型水電站輔機系統(tǒng)運行維護提供借鑒與參考。

【關鍵字】坪頭水電站 輔助設備 運行概況 問題分析

【中圖分類號】G267 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0419-02

1、工程簡介

坪頭水電站位于涼山彝族自治州美姑、昭覺、雷波三縣交界處，是美姑河干流“一庫五級”開發(fā)方案（牛牛壩、瓦洛、瓦吉吉、柳洪、坪頭）最下游的一個梯級電站。該站開發(fā)型式為高水頭低閘引水式地下廠房，隧洞全長約10.89km，多年平均含沙量1.83kg/m3，電站裝機容量3×60MW，多年平均年發(fā)電量8.61億kw.h。2011年6月，電站三臺機組相繼投入商業(yè)運行。

2、輔機設備概況

（1）透平油系統(tǒng)

坪頭水電站采用TSA-32#汽輪機油作為水輪發(fā)電機組軸瓦潤滑、散熱及球閥、調速器液動壓力用油，設有兩個運行油罐、兩個凈油罐，分別承擔電站日常運行用油及貯存新油任務。同時，透平油系統(tǒng)配備一臺ZJCQ透平油過濾機、移動式壓力濾油機、一臺全自動濾水器等作油處理之用。每臺機組設有一套調速器油壓裝置、一套球閥油壓裝置及一套漏油回收裝置，調速器油壓裝置主要為機組接力器提供壓力油，用以驅動導葉開閉，從而控制機組轉速及調整負荷。球閥油壓裝置為球閥控制系統(tǒng)提供壓力油，從而控制球閥啟閉。漏油回收裝置用以回收機組接力器投退腔、球閥接力器投退腔、球閥檢修密封及工作密封投退腔、球閥控制柜內機械控制組件等處滲漏油，回收油暫時儲存在漏油箱里面，并按照設置定值通過漏油泵將回收油抽至球閥油壓裝置回油箱。

（2）水系統(tǒng)

坪頭水電站水系統(tǒng)主要包括循環(huán)技術供水系統(tǒng)、生活供水系統(tǒng)及排水系統(tǒng)。其中，循環(huán)技術供水系統(tǒng)分別為三臺機組及兩臺主變提供冷卻用水，每臺機組設置一個循環(huán)水池，并配備兩臺技術供水泵由PLC控制輪換運行。由于坪頭電站兩臺主變?yōu)閼魞仁饺嚯p繞組銅線圈水冷無載調壓油浸式升壓電力變壓器，故爾初始設計中為兩臺主變單獨設置了專門的冷卻水系統(tǒng)且有獨立的主變冷卻水池，但是兩臺主變獨立的冷卻水只有在其空載、倒送電情況下使用。實際上，兩臺主變的主用冷卻水依然由相應單元的循環(huán)水池提供，主變冷卻水池只作為備用供水。因為施工進度及技改條件限制，直到2012年底，主變自身的冷卻水系統(tǒng)才安裝調試完畢。

坪頭水電站生活用水系統(tǒng)主要提供消防用水、機組循環(huán)水池補水、主變循環(huán)水池補水及日常盥洗用水，系統(tǒng)配置一套生活用水控制柜、兩臺生活用水水泵、一個生活用水儲水壓力罐及輸水管道為生活用水提供壓力水源。

坪頭水電站排水系統(tǒng)包括檢修排水和滲漏排水，檢修排水是通過檢修排水泵將檢修期間殘存在機組尾水管直錐段、肘管段的積水排至尾水管進人門以下，滲漏排水則主要將滲漏集水井收集的廠房內部山體滲水、機坑排水、機組循環(huán)水池放空水及廠房球閥層地面積水等通過滲漏排水泵排出廠外。滲漏排水的排水孔設在1#機組尾水閘門后，檢修排水的排水孔設在3#機組尾水閘門后。這樣，1#機組、3#機組檢修時就必須分別全關尾水閘門，一是為避免滲漏排水回流到1#機組尾水管處，既造成檢修安全隱患又延長了檢修排水時間；二是為避免檢修排水在3#機組尾水管內形成循環(huán)，無法將其殘存水排出。

（3）氣系統(tǒng)

坪頭水電站氣系統(tǒng)包括中壓氣系統(tǒng)和低壓氣系統(tǒng)，中壓氣系統(tǒng)主要提供調速器及球閥油壓裝置壓力氣源，低壓氣系統(tǒng)主要用于機組空氣圍帶充氣、風閘制動及檢修用氣。中、低壓氣系統(tǒng)共用一套控制柜，中壓氣系統(tǒng)采用兩臺德國JPSS中壓機，壓縮機型號為WP81L，結構形式為三級活塞壓縮式，并配備一個中壓氣罐存儲及保持中壓氣在正常范圍運行。低壓氣系統(tǒng)采用兩臺皮帶驅動式Boge螺桿壓縮機，并配備兩個低壓氣罐用于存儲及保持低壓氣在正常范圍運行，兩個低壓氣罐出口管路間設有逆止閥，使低壓氣可以從檢修供氣管單向進入空氣圍帶和風閘制動供氣管，從而保證了機組空氣圍帶充氣及風閘制動用氣。

3、存在問題及解決方案

（1）透平油系統(tǒng)

a、因為機組漏油回收裝置將漏油箱內的油提升至球閥油壓裝置回油箱，這樣就形成了球閥油壓裝置回油箱油位越來越高，調速器油壓裝置回油箱油位越來越低的現象。由于調速器運行過程中對用油質量要求較高，當調速器油壓裝置回油箱油位較低時，通常采用人工補油。具體方法采用移動式壓力濾油機及PVC鋼絲軟管連接，將球閥油壓裝置回油箱多余的透平油抽至調速器油壓裝置回油箱。但是為調速器油壓裝置回油箱補油之前，應核實球閥油壓裝置回油箱的透平油質量是否滿足調速器運行要求，若發(fā)現油內含水、油色渾濁度高、油質乳化嚴重等現象，則應考慮對球閥油壓裝置進行濾油，甚至完全更換球閥油壓裝置用油，對調速器油壓裝置則應使用運行油罐內的油進行補充。

b、坪頭電站1#機組調速器油壓裝置配備的兩臺油泵，自投運以來，輪換啟動非常頻繁。在1#機組運行過程中，輪換啟動時間間隔降至5min，甚至更短，相較于其他兩臺機組運行期間15min以上的輪換間隔，很容易推斷出1#機組調速器油壓裝置存在漏氣或比較嚴重的滲漏油現象。通過2011年及2012年兩次維修，檢查出1#機組事故配壓閥未復歸到位，腔體內部存在竄油現象。因此調整閥體內部機械組件或更換性能更為可靠的事故配壓閥，才會從根本上解決該問題。無論是調速器油壓裝置還是球閥油壓裝置，配套油泵頻繁啟停的原因有很多，應根據實際運行狀況分析是控制程序、自動化元件故障，還是機械用油回路存在滲漏。

（2）水系統(tǒng)

坪頭水電站1#機組、2#機組及1#主變采用“兩G一變”擴大單元接線，1#主變在正常運行（即負載運行）時，冷卻用水由1#機組或2#機組循環(huán)水池提供。但是，1#主變冷卻水無論是由1#機組循環(huán)水池還是2#機組循環(huán)水池提供，它的回水都進入了2#機組循環(huán)水池。設計中將1#機組水池和2#機組水池用聯(lián)通閥聯(lián)通，目的是1#主變采用1#機組水池供水時，冷卻水還能回到1#機組水池中來。1#主變的這種供水方式給檢修和運行帶來了許多麻煩，因為2#機組檢修期間如果對2#循環(huán)水池進行放空沖洗，就必須關閉1#水池和2#水池之間的聯(lián)通閥，此時如果1#機組并網運行，則1#主變必須由1#循環(huán)水池提供冷卻水，但是這股冷卻水無法再回到1#循環(huán)水池，且有進無出。所以1#主變冷卻水改造之前，一旦檢修2#機組循環(huán)水池，1#機組就無法并網發(fā)電，1#主變失去機組循環(huán)冷卻水只能停運，無法再為廠用變倒送電，廠用電運行方式必須倒換。這樣，簡單的2#機組循環(huán)水池檢修就帶來了一系列的蝴蝶效應，既產生了不可靠運行因素又造成了繁復的運行工作。不僅如此，1#主變冷卻水改造前，1#和2#循環(huán)水池對1#主變的供水靠手動切換完成，運行工作量大，這直接導致1#機組或者2#機組盡管不運行依然對1#主變供水的狀況。由于停運機組的冷卻水依然在運行，對發(fā)電機在停機狀態(tài)下需要干燥的備用環(huán)境形成了不利因素。2012年12月份，電站主變冷卻供水進行了改造，增設了主變獨立供水系統(tǒng)，技術上要求只有相應發(fā)電單元有機組運行時該單元主變才使用運行機組的循環(huán)水池自動供水；如果該單元內機組都不發(fā)電，則使用主變自身的冷卻水池供水。

雖然主變冷卻供水改造后增加了專門的備用水池供水，但是依然不能滿足主變的負載運行，1#主變使用1#循環(huán)水池供水時仍然要靠1#和2#循環(huán)水池之間的聯(lián)通閥保持1#水池的水位。而且主變冷卻水改造升級后，運行管路顯得比較復雜，主變冷卻水運行可靠性有待考察?？傊?，最為穩(wěn)妥的改造方法還是為1#循環(huán)水池對1#主變供水增設獨立的回水管，使1#或2#循環(huán)水池給1#主變供水時，讓回水進入各自的循環(huán)水池。

（3）氣系統(tǒng)

a、中壓氣系統(tǒng)在運行過程中，氣機部分運行較為穩(wěn)定，而全廠油壓裝置自動補氣設備卻經常出現問題。由于廠內空氣質量低，通風效果差，中壓空壓機自身沒有功能完善的空氣過濾裝置，運行過程中直接從空壓機室取氣，加上空壓機排污性能不佳，導致油壓裝置自動補氣電磁閥閥芯經?？?，運行維護工作量相當大，對廠站實行“無人值班，少人值守，遠程監(jiān)控”的運作模式產生了一定影響。因此，采購運行可靠、功能完備的通風、供氣及自動補氣設備，合理規(guī)劃電站通風廊道、孔洞，保障站內通風及空氣質量，對氣系統(tǒng)可靠運行具有積極意義。

b、低壓氣系統(tǒng)與中壓氣系統(tǒng)情況類似，但由于自身排污效果不佳，氣機排氣口壓力經常大于氣機內部壓力，導致氣機啟動失敗，通過在氣機出氣管加裝手動排氣閥排氣以后，運行情況有所改善。

c、中低壓氣系統(tǒng)儲氣罐的底部一般都裝有排污電磁閥，運行中應注意排污電磁閥是否按照PLC程序設計定時排污，定時關閉，如果空壓機在運行過程中出現啟動失敗現象，應及時手動輔助開啟排污電磁閥排污。

4、結束語

水電站輔機設備在電站運行過程中具有不可替代的調節(jié)作用，而油水氣滲漏、管路阻塞及電磁閥發(fā)卡等問題一直是輔機系統(tǒng)無法避免的，可能這些問題沒有電氣故障來的迅速，易于發(fā)覺，但是造成的后果有時會很嚴重，比如軸瓦潤滑油中斷燒瓦等事故。因此，加強輔機系統(tǒng)運行監(jiān)視，將滲漏、阻塞等風險降到最低，提高檢修質量，把好消缺驗收關，是輔機設備乃至全站設備長期連續(xù)穩(wěn)定運行的可靠保證。