向家壩右岸地下電站“兩機一洞”排水方式探討

謝輝平，熊斌，周玉國

（中國長江電力股份有限公司向家壩電廠，四川宜賓644612）

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向家壩右岸地下電站“兩機一洞”排水方式探討

謝輝平，熊斌，周玉國

（中國長江電力股份有限公司向家壩電廠，四川宜賓644612）

簡要介紹了向家壩電站機組布置結構，對其“兩機一洞”的尾水系統排水方式進行了分析，得出了高尾水位下不同排水方式的排水時間及機組停運時間，以期對本電站及其它類似電站的排水方式提供參考，縮短機組停運時間。并對電站相關設計提出了建議。

向家壩；兩機一洞；水輪發電機組；排水

1　引言

向家壩電站是金沙江流域開發的最末級電站，距下游云南省水富縣城1.5km，距四川省宜賓市33km，左右岸電站各安裝4臺800MW混流式水輪發電機組。右岸電站為地下廠房，引水系統為一機一洞，尾水系統采用兩管合一尾水隧洞的“兩機一洞”布置型式[1]（見圖1）。每臺機組引水系統各設有一道檢修門和一道快速門，尾水管各設有一道尾水管檢修門。2臺機組合用一個尾水洞，每個尾水洞各設有一道尾水洞檢修門。

圖1　向家壩右岸電站機組布置示意圖

根據文獻[1-4]資料，右岸地下廠房運行的尾水位變幅達29.18m，設于地廠內的機組尾水管檢修門操作廊道低于最高尾水位，故每臺機組尾水管檢修門門槽各設有一塊密封蓋板。當尾水位較高，可能溢出尾水管檢修門操作廊道時，尾水管檢修門門槽密封蓋板不能直接開啟。只有落下尾水洞檢修門將尾水洞內水位排至一定水位以下時才能開啟門槽密封蓋板再操作尾水管檢修門，而這將影響相鄰機組的正常運行。為此，對向家壩右岸地下電站高尾水位的排水方式進行分析，計算相關機組的停運時間，以期對實際操作提供參考。

2　獨立引水及尾水系統機組排水方式

其排水流程如下：

1）機組停機；

2）落進水口工作門或檢修門；

3）排引水管道及蝸殼的水，使其與尾水平壓；

4）蝸殼平壓后落下尾水管檢修門；

5）開啟尾水盤形閥，將水排至檢修集水井；

6）檢修排水泵運行，將水排至下游。

向家壩右岸地下電站機組排水方式可參考獨立引水及尾水系統機組進行，僅“步驟4”需根據情況選擇落尾水管檢修門或尾水洞檢修門或兩者聯合操作。

3　向家壩右岸地下電站排水方式分析

按向家壩右岸地下電站尾水系統的布置條件，機組檢修下游擋水可以采用尾水管檢修門、尾水洞檢修門、尾水洞＋尾水管檢修門聯合操作等3種方式來實現檢修條件。2臺機組共用一個尾水洞，它們檢修排水相互影響。下面以一臺機組（A）正常運行，共尾水洞的另一臺機組（B）檢修排水為例，來分析向家壩右岸地下電站機組的檢修排水。

當下游尾水位低于尾水管檢修門操作廊道高程時，其落門排水方式與獨立引水及尾水系統機組基本一致，在此不作分析。

當下游尾水位高于尾水管檢修門操作廊道高程時，其落門排水有2種方式：①落尾水洞檢修門，排A機組、B機組及尾水洞的水；②先落尾水洞檢修門排尾水洞部分水，再落B機組尾水管檢修門排B機組的水。以上2種方式排水時間及相應機組停運時間不一樣，為此對2種排水方式進行分析。

3.1尾水洞檢修門單獨操作

方式①：尾水洞檢修門單獨操作，此方式直接通過尾水洞檢修門將A機組、B機組及尾水洞一起與下游尾水隔離進行排水，詳細流程見表1。

3.2尾水洞＋尾水管檢修門聯合操作

方式②：尾水洞+尾水管檢修門聯合操作，此方式先落尾水洞檢修門排部分水，當尾水洞內水位排至安全水位時，開啟B機組尾水管檢修門門槽密封蓋板，再落B機組尾水管檢修門進行排水，詳細流程見表2。

表1　方式①操作步驟及時間

表2　方式②操作步驟及時間

3.3小結

從以上操作流程及計算可得出以下結論：

1）當機組檢修時間小于23.5 h，2種排水方式機組停運時間差別不明顯。只有當檢修時間大于23.5h，方式②的優勢才逐漸顯現。

2）方式①操作較簡單，風險低，但相鄰機組停運時間受檢修機組影響較大，且檢修排水系統需長時間連續運行，對檢修排水系統要求較高。

3）方式②操作較復雜，需多次操作尾水管及尾水洞檢修閘門，還需開啟相鄰機組的尾水盤形閥，若不能完全關嚴，仍需將尾水洞的水排空，這將延長排水時間，導致機組停運時間的增加。

4　結論

近年來，我國水電行業得到大力的發展，建設了三峽等一系列大型、特大型水電站。由于水電站大多處于高山峽谷地區，受地形等條件限制，很多水電站為地下廠房，并且采用多臺機組共用一個引水隧洞或者多臺機組共用一個尾水隧洞的形式。對于此類電站提出以下建議：

1）在條件允許的情況下，盡可能將尾水管閘門操作廊道設在最高尾水位以上，以減小下游尾水的影響。

2）在尾水管閘門操作廊道低于尾水位的情況下，可將閘門的操作機構由橋門機改為液壓啟閉機，實現遠方操作，避免人員進入操作廊道，也更容易實現封閉，減小尾水的影響。

3）為避免機組排水盤形閥堵塞，應設計可靠的攔污柵或者在排水管上串聯閥門，提高閥門關閉的可靠性。

[1]張強，劉保華.向家壩水電站右岸變頂高尾水洞的水力計算[J].水力發電，2014，30（3）:32-33.

[2]辜曉原，李佛炎，禹芝文.向家壩水電站地下廠房變頂高尾水系統研究[J].水力發電，2004，30（6）:23-26.

[3]樊啟祥，劉益勇，易志.向家壩右岸地下電站尾水系統關鍵技術[J].巖石力學與工程學報，2012，31（12）:2377-2388.

[4]原偉.向家壩水電站右岸地下廠房排水系統[J].水力發電，2014，40（1）:37-39.

TV651

B

1672-5387（2016）02-0058-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.02.017

2015-10-12

謝輝平（1983-），男，工程師，從事水輪發電機組機械專業技術工作。