摘要：針對(duì)抽水蓄能發(fā)電站發(fā)生水淹廠房的危害性，對(duì)內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站的排水能力和水淹廠房來(lái)水水源進(jìn)行分析，并提出定期維護(hù)水淹廠房保護(hù)系統(tǒng)、制訂水淹廠房事故防控預(yù)案、加強(qiáng)機(jī)組參數(shù)分析、完善工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)等防范措施，以降低水淹廠房概率，提高抽水蓄能電站安全運(yùn)行水平。
內(nèi)蒙古呼和浩特抽水蓄能電站（以下簡(jiǎn)稱呼蓄電站）采用地下式廠房，主要包含主廠房、副廠房、主變壓器副廠房、主變壓器運(yùn)輸洞、母線洞、上層排水廊道、中層排水廊道、底層排水廊道、交通洞和通風(fēng)洞等。因其環(huán)境特殊性，除常規(guī)水電站存在如因油電引起的火災(zāi)、易燃易爆品或帶電設(shè)備短路引起的爆炸和觸電傷害等風(fēng)險(xiǎn)外，水淹廠房也是地下式廠房的一大安全隱患。相比電站其他常見(jiàn)事故，抽水蓄能電站水淹廠房具有突發(fā)性高、人員財(cái)產(chǎn)損失大、損害持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且*不易修復(fù)等特點(diǎn)。由于呼蓄電站機(jī)組冷卻系統(tǒng)水源大部分取自下水庫(kù)，正常運(yùn)行水頭范圍在503~585 m，額定水頭為521 m，機(jī)組運(yùn)行水頭高，且廠房深處下水庫(kù)高程以下排水渠道單一，無(wú)法靠自流排水，只能采用加壓泵強(qiáng)排至下水庫(kù)，倘若發(fā)生水淹廠房事件，一旦處理不當(dāng)，*易引起廠房水位迅速上漲，導(dǎo)致廠內(nèi)設(shè)備被淹，輕則引起設(shè)備損壞，使運(yùn)行中機(jī)組非停跳機(jī)，重則影響水工建筑物正常運(yùn)行，造成電站重大財(cái)產(chǎn)損失和人身傷亡事故。本文針對(duì)呼蓄電站的排水能力及水淹廠房的來(lái)水水源進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施。
1 廠區(qū)及設(shè)備概況
1.1 廠區(qū)主要點(diǎn)位高程
呼蓄電站廠區(qū)主要點(diǎn)位高程見(jiàn)表1。


1.2 排水系統(tǒng)
呼蓄電站廠房排水系統(tǒng)包括地下廠房滲漏排水系統(tǒng)、機(jī)組檢修排水系統(tǒng)。地下廠房滲漏排水系統(tǒng)設(shè)有1個(gè)滲漏集水井，有效容積364 m 3 ，設(shè)5臺(tái)滲漏排水泵，3運(yùn)2備，系統(tǒng)*大滲漏總排水量為2250m 3 /h。滲漏排水泵正常運(yùn)行時(shí)由廠內(nèi)滲漏排水控制盤(pán)PLC或監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制啟停，也可就地通過(guò)每臺(tái)泵的啟動(dòng)柜手動(dòng)啟停。自動(dòng)控制時(shí)整定水位見(jiàn)表2。廠房排水系統(tǒng)設(shè)備主要參數(shù)見(jiàn)表3。

地下廠房檢修排水系統(tǒng)主要由2臺(tái)檢修排水大泵、1臺(tái)檢修排水小泵及排水總管、壓力波控制閥等相關(guān)設(shè)備組成，主要設(shè)備布置在地下廠房檢修排水廊道內(nèi)（參數(shù)見(jiàn)表3）。其中檢修排水大泵為上海連成（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)的SLOW系列臥式雙吸泵；小泵為該公司生產(chǎn)的GDL系列立式多級(jí)離心泵。檢修*大總排水流量1414 m 3 /h，即地下廠房*大總排水能力為3664 m 3 /h。
1.3 滲漏水來(lái)源
廠內(nèi)滲漏來(lái)水主要源于地下主廠房、主變壓器運(yùn)輸洞、交通洞、施工支洞、上層排水廊道、中層排水廊道以及下層排水廊道等圍巖滲漏來(lái)水，正常情況下排水系統(tǒng)完全可以及時(shí)將滲漏水排出，但在異常情況下，當(dāng)來(lái)水量突然增大至大于地下廠房總排水能力時(shí)，就存在水淹廠房風(fēng)險(xiǎn)。
2 水淹廠房來(lái)水水源分析
2.1 引水系統(tǒng)滲漏
呼蓄電站流道引水系統(tǒng)壓力鋼管采用一管兩機(jī)的方式，接口相對(duì)較多，存在接縫開(kāi)裂、爆管，引起引水隧洞產(chǎn)生大量滲水的情況。同時(shí)壓力鋼管排水前閥焊口如發(fā)生大量漏水，主進(jìn)水閥測(cè)量管路、密封控制取水管路發(fā)生破裂或閥門(mén)漏水，主軸密封壓力鋼管取水管破裂或主軸密封減壓閥破裂等情況均會(huì)導(dǎo)致來(lái)水量增大。
2.2 機(jī)組主設(shè)備和尾水系統(tǒng)滲漏
機(jī)組主設(shè)備和尾水系統(tǒng)滲漏均會(huì)導(dǎo)致大量漏水，如球閥本體大量漏水或爆裂，球閥下游伸縮節(jié)漏水或爆裂，機(jī)組蝸殼爆裂，壓力鋼管排水后閥漏水或爆管，機(jī)組尾水管檢修排水閥漏水或爆管，機(jī)組蝸殼、尾水門(mén)緊固螺栓松動(dòng)或斷裂，機(jī)組技術(shù)供/排水管漏水或爆管，水車室供水、排水管路漏水或爆管，調(diào)相壓水相關(guān)管路漏水或爆管，水力測(cè)量管路或表計(jì)處漏水，機(jī)組主軸密封系統(tǒng)損壞等。
2.3 供、排水系統(tǒng)自身原因
供、排水系統(tǒng)自身出現(xiàn)問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致大量漏水，如廠房滲漏排水系統(tǒng)管路及閥門(mén)漏水或爆管，廠房滲漏排水系統(tǒng)本身故障無(wú)法啟動(dòng)排水，低壓供水系統(tǒng)管路閥門(mén)漏水或爆管，機(jī)組尾水檢修排水系統(tǒng)管路閥門(mén)漏水或爆管，廠房消防系統(tǒng)閥門(mén)漏水或水管破裂等。
3 水淹廠房的預(yù)防措施
3.1 定期維護(hù)防水淹廠房保護(hù)系統(tǒng)
呼蓄電站防水淹廠房保護(hù)系統(tǒng)可以在電站發(fā)生因流道系統(tǒng)異常而導(dǎo)致水淹廠房時(shí)，盡量保障設(shè)備和人身安全，*大限度減小損失。在地下廠房母線層1號(hào)機(jī)風(fēng)洞外圍副廠房側(cè)安裝防水淹廠房保護(hù)裝置，裝置設(shè)有1個(gè)控制柜、9臺(tái)聲光報(bào)警器分線箱和3個(gè)電伴熱磁翻板液位計(jì)。當(dāng)水位上升至某一位置，3只電伴熱磁翻板液位計(jì)（在同一水位平面）中任意1只動(dòng)作，并發(fā)出“防水淹廠房預(yù)警”報(bào)警信號(hào)。當(dāng)3只電伴熱磁翻板液位計(jì)中任2只或3只動(dòng)作，或現(xiàn)地防水淹廠房控制箱手動(dòng)啟動(dòng)按鈕動(dòng)作或中控室啟動(dòng)水淹廠房信號(hào)時(shí)，則防水淹廠房系統(tǒng)動(dòng)作跳閘。之后，1-4號(hào)機(jī)組機(jī)械事故停機(jī)，落1-4號(hào)機(jī)組尾水事故閘門(mén)和1-2號(hào)上庫(kù)進(jìn)出水口閘門(mén)，啟動(dòng)各區(qū)聲光報(bào)警器。水淹廠房保護(hù)動(dòng)作會(huì)直接導(dǎo)致落上庫(kù)進(jìn)出水口閘門(mén)和1-4號(hào)機(jī)組尾水事故閘門(mén)，全廠甩負(fù)荷停機(jī)，后果嚴(yán)重。為確保防水淹廠房保護(hù)系統(tǒng)減少誤動(dòng)，在緊急情況下可靠運(yùn)行，日常運(yùn)行維護(hù)時(shí)應(yīng)做好電伴熱磁翻板液位計(jì)維護(hù)試驗(yàn)工作，確保電伴熱磁翻板液位計(jì)信號(hào)準(zhǔn)確，做好水淹廠房保護(hù)控制回路維護(hù)工作，進(jìn)行上庫(kù)進(jìn)/出水口閘門(mén)和尾水閘門(mén)的定期啟閉試驗(yàn)，確保緊急情況下能迅速準(zhǔn)確落門(mén)，及時(shí)截?cái)嗌舷聨?kù)水流。
3.2 將預(yù)防工作列入日常管理
將防水淹廠房工作列入日常工作管理，落實(shí)到責(zé)任部門(mén)和責(zé)任人，提高員工的思想認(rèn)識(shí)，從源頭杜絕麻痹心理。做到有制度、有職責(zé)、有方案、有保障。定期召開(kāi)防水淹廠房工作專題會(huì)，討論并制訂完善的水淹廠房事故防控預(yù)案，確保有據(jù)可查，事故處理時(shí)臨危不亂。
3.3 加強(qiáng)對(duì)機(jī)組參數(shù)的分析
定時(shí)觀測(cè)并分析引水系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對(duì)滲漏排水泵運(yùn)行情況的監(jiān)視和數(shù)據(jù)分析；在運(yùn)行周分析和月分析的基礎(chǔ)上，做好日常機(jī)組設(shè)備運(yùn)行健康情況分析，及時(shí)了解機(jī)組運(yùn)行工況，做好機(jī)組振動(dòng)和擺度變化趨勢(shì)圖，確保機(jī)組在*佳工況運(yùn)行 。
3.4 加強(qiáng)日常巡視、維護(hù)力度
加強(qiáng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行情況的日常巡視和維護(hù)力度。巡檢時(shí)對(duì)引水鋼管與主進(jìn)水閥連接處、主進(jìn)水閥本體、壓力鋼管排水前閥、主軸密封減壓供水回路等進(jìn)行仔細(xì)檢查；檢查管路的連接狀況；檢查管路、法蘭、閥門(mén)、進(jìn)人孔等部件；定期檢查機(jī)組主要受力部件螺栓的疲勞情況，對(duì)重點(diǎn)監(jiān)視項(xiàng)目和部位進(jìn)行無(wú)損探傷，確保受力螺栓不超期服役、不帶病運(yùn)行；定期對(duì)滲漏排水泵和檢修排水泵等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修、維護(hù)，確保電機(jī)及泵本體完好、絕緣合格、控制回路正常；檢查電源開(kāi)關(guān)應(yīng)完好、動(dòng)作可靠，液位裝置應(yīng)完好、運(yùn)行可靠 [5] ；做好廠房和廠房周邊各層排水溝及地漏的清理、疏通，確保排水通暢；對(duì)存在隱患、缺陷或存在大量漏水的水工建筑物，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)、加固處理，確保水工建筑物的安全、穩(wěn)定運(yùn)行；廠用電檢修時(shí)，需提前倒換，保證排水系統(tǒng)的供電系統(tǒng)正常、排水系統(tǒng)功能完整。
3.5 完善工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)
增設(shè)工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，全方位監(jiān)控機(jī)組重點(diǎn)部位的運(yùn)行工況，加強(qiáng)對(duì)廠房漏水情況的監(jiān)視。對(duì)于工業(yè)電視攝像頭點(diǎn)位設(shè)置不合理的情況，應(yīng)調(diào)整位置，充分發(fā)揮工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)的*大效能。
3.6 關(guān)注天氣變化
關(guān)注天氣變化，如電站區(qū)域遭遇暴雨天氣時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)廠房各部位巡檢工作，并配備防洪沙袋，防止大量積水、漏水倒灌進(jìn)入廠房，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)、處理。
4 結(jié)束語(yǔ)
*端天氣變化、地質(zhì)災(zāi)害和設(shè)備缺陷及故障等因素都有可能導(dǎo)致外部水流在很短時(shí)間內(nèi)大量涌入廠房，本文通過(guò)對(duì)呼蓄電站水淹廠房風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施，以降低發(fā)生水淹廠房的概率，提高機(jī)組的安全運(yùn)行水平。