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浅析锦屏二级水电站投产以来技术供水滤水器常见问题与处理措施

来源:    发布日期:2019-05-18 15:10:08    作者:

摘要: 针对锦屏二级水电站机变技术供水系统的组成、供水用户与取水方式,总结分析了机组投产以来技术供水滤水器常见问题及其处理措施与后期技术改进,制定了技术供水系统日常巡检、维护的注意事项。丰富了运行人员的工作维护经验,加深了对机变技术供水系统的掌握程度,提高了个人的技术专业水平。

锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县、冕 宁 县、盐源县三县交界处,总 装 机 容 量4 800 MW,单机容量 600 MW,额定水头 28 8 m,多年平均发电量242. 3 亿 kW·h,是雅砻江流域水头最高、装机规模最大的引水式电站。由于锦屏二级水电站在系统中的重要地位,这就要求电站内所有设备均能安全、稳定可靠,其中由于机组并网运行,导致机组各固定轴承温度较高,为了降低轴承温度,基本上采用透平油吸收轴瓦温度,再用冷却水吸收热油温度的原理降低各轴承温度,轴瓦温度较高直接可能导致烧瓦,保护动作跳闸停机,从而看出机组的冷却系统具有举足若轻的地位,锦屏二级电站则为每台机组设置了单独的技术供水系统。

1 技术供水系统
1. 1 技术供水系统组成
锦屏二级电站机组和主变的供水采用单元供水系统,每台机组和主变设置一个供水单元。两个相邻的单元供水之间设互为备用的联络管,联络阀位于单号机组技术供水泵房。技术供水系统采用从尾水管取水、水泵加压供水方式,每个供水单元设置 2 台供水泵,一台工作,一台备用。机组技术供水系统主要由技术供水泵、滤水器、阀门、监测和测量装置、管网等组成。每台技术供水泵单独设有取水管路,每台水泵出口均设置 1 台全自动滤水器,1 号技术供水泵设有备用滤水器,正常状态下备用滤水器进出水阀与排污阀均在关闭状态,在技术供水系统紧急情况下才开启备用滤水器。每台机组滤水器设有排污总管,排水至本机组尾水管内。

技术供水滤水器均设置有滤水器控制柜,主要由电控柜、减速电机、电动排污阀、差压开关组成。滤水器电控柜由施耐德 twd 型 PLC 控制[1]。具有远方与现地控制方式,排污模式分为定时排污、差压排污、手动排污三种,正常情况下为现地/定时排污,汛期时滤水器 排 污 周 期 为 1 440 min,枯期时排污周期为180 min,排污时长 30 s。

1. 2 取水方式
在水电厂技术供水系统取水方式通常有: 坝前取水、尾水取水、压力钢管或蜗壳取水等[1]。锦屏二级电站所在河流为清水河流,采用了尾水取水的方式。从尾水取水后经离心水泵加压后送至用户。所有用户将用水通过机组排水总管排至尾水管内。三台公用滤水器水源分别取自 1、2、8 号机组尾水闸门后。

全厂组合空调水排至 1、3 号尾水管内,排水阀位于冷冻泵房内。

1. 3 供水用户
机组技术供水泵供水用户: 发电机上、下导轴承、空冷器、推力轴承外循环装置、水导轴承冷却用水、主轴自然补气密封润滑用水和主变冷却用水。主变空载技术供水泵用户: 主变空载( 冷却器) 。技术供水主要作用: 用作冷却、密封、润滑。公用供水总管用户: 消防及生活、组合空调用水。为了防止主变空载时,主变空载泵提供的冷却水流向机组技术供水系统,在技术供水系统与主变空载冷却水系统设有逆止阀。当机组技术供水泵运行时可向主变提供冷却水,当主变空载泵运行时,主变空载泵为主变提供冷却水。

2 技术供水滤水器常见问题与处理措施
2. 1 技术供水滤水器常见问题
锦屏二级机组至发电投产以来,技术供水滤水器
主要出现了以下几种问题:
1) 滤水器滤筒堵塞;
2) 滤水器进口逆止阀阀芯脱落;
3) 滤水器排污电机主轴断裂;
4) 滤水器排污口密封套及弹簧机构脱落;
5) 滤水器滤筒把紧螺杆及固定压块脱落;
6) 滤水器齿盘探头未对准,电动机持续动作;
7) 滤水器出口有负流量显示;
8) 滤水器差压报警,流量降低;
9) 滤水器轴封漏水;
10) 滤水器滤筒松动,存在异音。

2. 2 常见问题说明及处理措施
1) 滤水器滤筒堵塞。2013 年 3 月以来,锦屏二级水电站频发水导瓦温、推力瓦温、油温等温度报警。经分析,冷却水中杂质进入各部冷却器形成堵塞,影响冷却效果,导致瓦温、油温升高。讨论决定通过提高滤水器过滤精度来改善冷却水水质,从而提高冷却效率。第一阶段更换: 2013 年 5 月 4 日至 5 月 28 日期间,先后将两台机组 4 台技术供水滤水器过滤精度由原设计 3 mm 更 换 为 2 mm,并将自动排污时间由2 880 min调整为 180 min。经验证,2 mm 精度滤筒较3 mm 精度滤筒起到更好的过滤效果。但伴随汛期下泄流量增大,水质进一步变差,2 mm 精度滤筒仍无法满足过滤要求,水导、推力瓦温仍居高不下,手动启泵冲污频率仍较高。

第二阶段更换: 2013 年 6 月 6 日至 7 月 27 日期间,先后将 2 号机和 1 号机的 2 号技术供水滤水器滤筒由 2 mm 精度“冲孔网”滤筒更换为 0. 5 mm 精度“楔形”滤筒,并将自动排污时间由 180 min 调整为120 min。经验证,0. 5 mm 精度滤筒过滤效果明显优于 2 mm 精度滤筒,延缓了机组温度上升的报警频次。但从水质观察,河沙成为主要堵塞物,为防止河沙进入水导、推力冷却器造成堵塞,考虑继续提高滤水器滤筒精度。

第三阶段更换: 2013 年 7 月 28 日将 2 号机组 1 号技术供水滤水器滤筒从 2 mm 精度“冲孔网”滤筒更换为 0. 3 mm 精 度“楔 形”滤 筒,将自动排污时间由120 min调整为 60 min,并将该泵切至主用,以观察运行效果。目前评估结论如下:
①技术供水滤水器 0. 3 mm 精度滤筒过滤效果优于 0. 5 mm 精度滤筒;
②0. 3 mm 精度滤筒在运行中堵塞速度较快,约45 min 即可形成影响流量的堵塞量;
③0. 3 mm 精度滤筒排污效果尚可,但目前排污频率无法满足要求,若能及时排污,对技术供水流量、压力无较大影响。
2) 滤水器排污口密封套及弹簧机构脱落。2013年 7 月 27 日,“临检工作: 清洗 2 号机 2 号技术供水滤水器滤筒”工作中,拆除滤筒检查发现排污口密封套和压缩弹簧已损坏,导致滤水器无法正常排污。
采取措施为更换新的密封套和弹簧,建议后续采购相应备品备件。
3) 滤水器滤筒把紧螺杆及固定压块脱落。2013年 8 月 3 日,“临检工作: 清洗 2 号机组 1 号技术供水滤水器滤筒”工作中,打开 2 号机组 1 号技术供水滤水器上腔观察孔,检查发现 3 个滤筒已脱落,2 根滤筒把紧螺杆已脱落,滤水器内无任何部件,脱落的部件已进入管路中。分析认为更换为 0. 3 mm 精度的滤筒后,水中的砂子容易堵塞滤筒,导致过流量减小,同时水流对滤筒的冲击力增大,加之滤水器振动较大,一旦滤筒固定压板螺栓松动,就可能导致滤筒脱落。临时处理措施为对 2 号机组 1 号技术供水滤水器精度为 0. 3 mm 的所有滤筒进行了更换,更换为精度为 2 mm 的滤筒。滤水器回装后,将 2 号机组 1 号技术供水泵投入试运行,各部流量、压力正常,目前 2 号机组 1 号技术供水泵已投入自动运行。建议扩大固定压板尺寸。以后对滤水器滤筒进行清扫工作时,需用管钳旋紧把紧螺杆,加强对固定压板牢固性的检查。

4) 滤水器出口流量显示为负值。巡检发现: 4 号机变 2 号技术供水泵运行时,1 号技术供水泵 1 号滤水器出口电磁流量计显示为 - 43 m3 / h 左右,查看 4号机变 1 号滤水器控制箱上“排污阀全关指示灯”未点亮,1 号滤水器排污电动阀在全关位置,1 号技术供水泵未反转。

原因分析: 全关机械和电气节点均到达,排污阀动作次数较多,导致每次全关时实际位置不一致;处理情况: 已多次调整过全关节点,运行一段时间后则会出现上述现象。目前排污时间定值为 3 h,出现负流量为偶发现象,待下次自动排污又会关严,且负流量较小( 20 m3 / h 以内,泵出口流量 1 800 m3 / h 左右) ,对技术供水系统基本无影响,建议继续观察。经生产部同意,负流量小于 20 m3 / h 时不再填写缺陷,后续持续观察。

5) 滤水器齿盘探头未对准,电动机持续动作。
巡检发现: 1 号机技术供水 1 号滤水器排污阀一直在全开位置,探头与齿盘没有对准,1 号机技术供水1 号滤水器减速机持续运行无法停止。
处理措施: 重新调整齿盘探头后,排污阀已工作正常,减速机已能正常停止。该缺陷已消除。汛期滤水器排污周期为 180 min,枯水期排污周期为 1 440 min。为了防止排污时间结束,减速机停不下来的情况,采用优化技术方案在控制逻辑中增加控制逻辑: 增加减速机延时控制,当排污时间到达 10 min后,无论减速机是否停运,均发停减速机命令。

3 日常工作中技术供水系统注意事项
1) 日常巡检中,注意检查滤水器出口流量、压力显示是否正常( 流量低报警为 1 440 m3 / h) ,各供水用户进出水流量是否正常,电磁流量计指示灯是否显示正常; 各供水用户轴瓦温度、油温度、冷却器进出风温度是否正常。

2) 检查滤水器上下腔压差是否正常,压差高报警为 0. 04 MPa。
3) 检查滤水器控制箱面板指示是否正常,滤水器排污阀全关、全开节点已到达。
4) 检查技术供水系统控制柜面板显示正常,无相关报警,技术供水系统备用正常,无相关报警信号。
5) 检查技术供水启动柜柜内温度正常,风机运行正常,软启显示正常。
6) 技术供水系统阀门、管路无跑冒滴漏情况。
7) 检查技术供水泵电机运行是否正常,是否存在异音,滤水器是否有异音。

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