水電站水淹廠房風(fēng)險分析及預(yù)防措施

盧熹 曹歡 吳明

【摘要】近些年我國自然災(zāi)害頻發(fā)，在暴雨天氣下，容易發(fā)生滑坡和泥石流，堵塞河道，形成堰塞湖，導(dǎo)致水淹廠房，帶來較為嚴(yán)重的損失并且修復(fù)難度巨大。為了防止水淹廠房事故發(fā)生，分析了水淹廠房的可能性，提出了防止水淹廠房的措施，為水電廠的安全運行提供了保障。

【關(guān)鍵詞】水電站；水淹廠房；預(yù)防措施

1.水淹廠房危害性

除水電站常見的火災(zāi)、爆炸、電傷害等安全事故外，水電站水淹廠房也時有發(fā)生。2004年天荒坪抽水蓄能電站由于高壓水擊穿高壓隧洞內(nèi)已封堵的固結(jié)灌漿孔，造成隧洞內(nèi)大量高壓水突然涌出，后來通過將高壓輸水管道排空對擊穿處灌漿，迫使機組停運，造成一定的經(jīng)濟損失；2009年，俄羅斯薩揚舒申斯克水電站發(fā)生水淹廠房事故，導(dǎo)致數(shù)臺水輪機組報廢，廠房坍塌，變壓器爆炸和環(huán)境污染，并且造成75名人員死亡；2012年響洪甸抽水蓄能電站在試驗時水泵水輪機水環(huán)排水管直接聯(lián)通尾水管的閥門破裂，使得下游水庫水經(jīng)此涌入廠房，造成水淹廠房事故。自然災(zāi)害、發(fā)電設(shè)備設(shè)施故障均可導(dǎo)致水流大量涌入廠房，倘若處理不當(dāng)就會造成水淹廠房，引起重、特大人身傷亡和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞事故。

2、水淹廠房的可能性分析

（1）機組振動超標(biāo)。運行機組振動超標(biāo)，導(dǎo)致水輪機發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，壓力水會從水輪機組涌入廠房。

（2）壓力鋼管破損。如操作不當(dāng)或者水電廠壓力鋼管存在質(zhì)量缺陷，產(chǎn)生嚴(yán)重水錘，以致壓力鋼管產(chǎn)生破損，高壓水將會兇猛地涌入廠房，造成極其惡劣的破壞。所以，在鋼管充水、排空操作過程中，必須嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書及運行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行速度控制，避免嚴(yán)重水錘產(chǎn)生，避免山體滲水壓力對鋼管的破壞；調(diào)速器緊急關(guān)閉時間必須滿足設(shè)計要求；必須定期對鋼管進(jìn)行金屬探傷檢查，確認(rèn)是否有缺陷，若有則消除缺陷。而在滲漏集水井口、機組進(jìn)口球閥處安裝視頻攝像頭，觀察壓力鋼管是否漏水也是快速響應(yīng)最為直觀的監(jiān)視途徑。

（3）排水管破損。排水泵排水管存在質(zhì)量缺陷，運行操作不當(dāng)、自動啟?？刂瞥绦蝈e誤、多臺泵同時啟停產(chǎn)生的嚴(yán)重水錘，水泵正常啟停工作過程中產(chǎn)生的水錘疲勞破壞均能引起排水泵排水管破損。實際運行中應(yīng)避免多臺泵同時啟動、同時停止的操作，采用能減緩水錘的帶有緩閉功能的逆止閥，以免產(chǎn)生嚴(yán)重的水錘破壞；應(yīng)做好管路防腐維護(hù)工作，必要時，對管路進(jìn)行金屬探傷檢查，保證設(shè)備的健康水平。

（4）嚴(yán)重自然災(zāi)害。其中包括：超設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水，下游水位到達(dá)設(shè)計洪水位▽76.4m，下游水位預(yù)報繼續(xù)上漲時，江水可能倒灌進(jìn)入電站廠房，造成機電設(shè)備損壞。超設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)地震，可能造成廠房擋水結(jié)構(gòu)開裂或結(jié)構(gòu)局部破壞導(dǎo)致漏水，或電力設(shè)備損壞導(dǎo)致泵站損壞無法排水，致使水淹廠房。

3、防止水淹廠房的措施

3.1 水淹廠房保護(hù)預(yù)案

為保證在發(fā)生水淹廠房時能高效、有序地做好應(yīng)急處置和救援工作，最大程度地減輕主設(shè)備和輔助設(shè)備的損壞程度，保障現(xiàn)場員工的生命安全和財產(chǎn)安全，水電站制定了完善的《電站防汛現(xiàn)場處置方案》。方案包括事故風(fēng)險分析、應(yīng)急工作職責(zé)、應(yīng)急處置、事故處理注意事項等幾個方面。

3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)

實時掌握機組的運行工況，特別是加強對機組主要受力部件、關(guān)鍵轉(zhuǎn)動部件、過水流道部件的日常監(jiān)控檢查和檢修維護(hù)力度，確保機組各關(guān)鍵部件安全，使其健康運行。

（1）增設(shè)機組在線實時監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測機組的振擺情況。實時監(jiān)測機組推導(dǎo)、上導(dǎo)、水導(dǎo)等重點部位的振動和擺度。當(dāng)機組振動和擺度超標(biāo)時，在線監(jiān)測系統(tǒng)會及時發(fā)信告警，從而方便運行人員迅速采取措施。

（2）在全廠增設(shè)水位檢測裝置。由于盤形閥操作廊道地勢最低，如果發(fā)生廠房進(jìn)水事故，水會在此廊道匯集，造成廊道水位顯著上升，因此在廠房盤形閥操作廊道增設(shè)11套水位信號器，直接上送至監(jiān)控系統(tǒng)。

（3）增設(shè)工業(yè)電視系統(tǒng)，全方位監(jiān)控機組重點關(guān)鍵部位的運行工況。加強對廠房滲漏水情況的監(jiān)視，在全廠共計11個點位增設(shè)攝像機。主要目的是監(jiān)控廊道內(nèi)發(fā)生的各種情況，對盤形閥主廊道在汛期期間的情況做到及時、有效的了解。

（4）在機組檢修期間，將機組主要受力部件螺栓的疲勞情況、無損探傷等作為重點監(jiān)控項目進(jìn)行處理。結(jié)合機組大、小修周期，制定機組主要受力部件螺栓的檢修項目，保證機組主要受力螺栓不帶病運行、不超期服役。

（5）加強日常運行分析，及時了解機組運行工況。做好機組振動、擺度的日常趨勢分析，根據(jù)運行趨勢的發(fā)展過程及時調(diào)整運行工況，確保機組在最佳工況下運行；做好機組漏水量的日常分析，及時分析判斷出機組漏水部位的運行狀況；通過分析廠房排水系統(tǒng)的啟停間隔、排水時間的變化情況，確保排水系統(tǒng)的的穩(wěn)定運行。

3.2 廠房排水系統(tǒng)組成

水電站電站廠房排水系統(tǒng)包括機組檢修排水、廠房滲漏排水和抽排廊道滲漏排水系統(tǒng)組成。確保發(fā)生廠房漏水時能有效控制廠房積水，降低發(fā)生水淹廠房的風(fēng)險，避免發(fā)生重大事故。

機組檢修排水系統(tǒng)通過排水廊道排水至檢修集水井后，經(jīng)深井泵排至下游。廠房滲漏排水系統(tǒng)通過各層廊道排水溝排水至集水井后，經(jīng)深井泵排至下游。大壩排水系統(tǒng)用于排除大壩的滲漏集水，將集水排至廠壩平臺的排水溝內(nèi)。

4、結(jié)語

水電站水淹廠房具有損失大、影響面廣、持續(xù)時間長、恢復(fù)投產(chǎn)周期長等特點。水電站通過總結(jié)水淹廠房事故的經(jīng)驗教訓(xùn)，加強日常管理、技術(shù)監(jiān)控和技術(shù)改造，給出切合實際的應(yīng)對措施，提高防止水淹廠房事故的能力，并制定了相應(yīng)的預(yù)案，也為其他電廠提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 防止水電站水淹廠房措施報告.國家能源局綜合司電力安全生產(chǎn)簡報.2015年

[2] 隋欣，廖文根.中國水電溫室氣體減排作用分析[J].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報.2010（2）

[3] 防止水電站水淹廠房措施報告.國家能源局綜合司電力安全生產(chǎn)簡報.2015年

作者簡介：盧熹（1987—），男，陜西韓城人，工程師，研究方向：水電站運行管理。