小型液位控制器在中小機組頂蓋排水中的應用

劉希望，肖禮波

（中廣核爐霍鮮水河水電開發有限公司，四川甘孜州626500）

小型液位控制器在中小機組頂蓋排水中的應用

劉希望，肖禮波

（中廣核爐霍鮮水河水電開發有限公司，四川甘孜州626500）

介紹了鮮水河電站頂蓋排水技改中的成功范例和其排水控制系統的經濟性能對比。概述了小型液位控制器改造依據及改造后的總體性能。

液位控制器；機組；頂蓋；應用

1 引言

鮮水河電站處于甘孜藏族自治州爐霍縣境內，屬于國家送電下鄉項目。電站3臺機組頂蓋因諸多方面原因排水不暢，導致頂蓋集水過多，油盆進水，對機組的水導機械部件破壞性較大。例：油混水造成油脂乳化，并且汛期滲漏水含砂量較大，機組運行時飛濺進入油盆，磨損巴氏合金軸瓦和水導軸頸，縮短了設備使用周期，給設備運行帶來了不良影響，增加維護檢修成本。本文闡述了如何低成本有效的解決中小型水輪機組頂蓋集水水位過高的問題。

2 鮮水河電站頂蓋內部積水超標問題分析

（1）鮮水河電站機組頂蓋積水主要來源有6個:

1）主軸密封滲漏水；

2）停機時空氣圍帶密封不嚴造成滲漏水；

3）技術供水管路破裂、沙眼、法蘭連接不嚴滲漏水；

4）水機層滲漏水進入水車室；

5）真空破壞閥動作滲水；

6）其它機組頂蓋溢流孔高程相同排水孔共用造成溢流水相互貫通。

上述的技術供水管路破裂、沙眼、法蘭連接不嚴滲漏水；水機層滲漏水進入水車室；真空破壞閥動作滲水等檢查核實滲水量輕微，且可通過技術處理，不作為考慮范圍。但主軸密封及空氣圍帶滲水必須通過檢修時才能處理，無法短時間治理或改變滲水量。頂蓋溢流管路為混泥土預埋管路，無法處理。滲水量來源需針對1）2）6）問題通過生產中觀察滲水量，并根據滲水率采取有效的技改措施，避免頂蓋水過高問題，防止油盆進水。

（2）頂蓋內集水體積=1/3×2πr2×h-0.3=1/3× 2×3.14×0.675×0.675×0.7-0.3≈0.37m3（頂蓋口最大半徑1.35m/高度0.7m/構件體積0.3 m3）。頂蓋集水無法溢流，從而導致水淹油盆，唯一的設計排水方式失效，頂蓋水位過高問題無法避免。

（3）頂蓋內少量積水有助于抗磨環降溫，有利于保障主軸密封的水潤滑。保障主軸密封條不被高溫燙傷。機組運行時頂蓋內允許積水0.1 m3，保障抗磨環的水潤滑和降溫。排水和預留部分水產生了矛盾沖突。

（4）頂蓋積水最大容量0.6 m3。排水量0.5 m3/h,頂蓋最大滲水率0.53 m3/h，額定負荷運行時最大滲水率0.2 m3/h。滿足要求。

（5）水位控制要求。保障頂蓋水位低于油盆底部3.5 cm，高于抗磨環上4 cm處。保障需求積水的同時，水泵會自動停泵，不會造成水泵空載運行發熱燒泵，需同時滿足上述要求。

3 頂蓋水排水設備選型對比

在生產實踐中，眾多方案選型需對比經濟成本投入、可靠性及穩定性等。對比發現，小型水塔液位控制器能滿足小水電的頂蓋排水問題。方案對比見表1。

表一

通過方案對比，選擇方案四進行頂蓋排水改造。

4 控制及抽水設備定型

（1）水泵型號QDX3-20-0.55。功率0.37 kW電壓220 V流量3 m3/h，水泵工作冗余量超頂蓋滲水率額定量4.5倍（估算值）、揚程20 m，管徑25 mm，底部排水（水泵輕巧、體積小，便于安裝、電壓等級低，線才損耗較低，接線方便），滿足生產需求。QDX潛水泵廣泛運用于農村井下抽水、農田排灌、園林澆灌和家庭生活用水，也可用于抽排工業集水、養殖用水。

（2）SN系列水位控制器廣泛適用于日常生活的自動抽水，適用于城市地下室、電梯坑等場合，并具備水位監測、越線水位報警等防范裝置。控制器具有斷流保護功能，電源線和信號原端均具備防雷功能，安全可靠。信號源由脈沖信號防腐探頭根據水位觸發提供。設備選型采用迅尼SN28B型控制器。工作電壓220V，適配水泵功率0.1～1.8 kW,最大控制距離1 000 m。待機耗電功率≤2W。

5 設備使用效果

2015年9月通過小型液位控制器和水泵的配合使用完成電站頂蓋排水改造。電站3臺機組頂蓋內積水均在固定范圍，未出現頂蓋積水進入水導油盆，完全滿足電站生產實際需要。保障了水導油盆內的清潔，延長設備使用壽命，減少軸瓦的維修成本，為設備的安全經濟運行提供了技術支持。

現地運行時時圖像通過水車室工業視頻輸送至中控室，并遠程接入管理人員手機便于監管、巡視觀察，安全性、可靠性大幅提高。

6 經濟效益

通過選用小型水泵控制器，作為小型電站的頂蓋排水控制系統，維修方便、價格便宜，大大的節約了小型電站生產成本的支出。與PLC控制頂蓋排水系統比較節約費用11萬元，同時降低了水導軸承檢修費用及避免了水導油盆透平油的損失。

7 結論

（1）小型水泵配合水位控制器使用，在中小型水電機組頂蓋排水中實用性較強，能自動解決小坑、孔洞積水、排水問題及農村生活用水等，穩定性較好。相比PLC自動控制系統性價比大幅提高、使用穩定、維護方便等諸多優點。

（2）小型水位控制器在生產工作的應用相對廣泛，控制器測溫電阻探頭固定在相對穩定的水位位置，基本無波動，配置2套主備用進行定期切換，可提高安全運行系數。在小型機組頂蓋排水應用中具備電工基礎知識人員，均可進行故障查找及維護。價格低投入少、電氣裝配布線簡單，工作維護方便、維修周期長、可靠性高、能合理降低人工勞動強度。

（3）隨著中小型電站“無人值班、少人值守”的發展，多數中小型電站在生產中同樣會遇到頂蓋排水問題，在技改的中小型電站如需考慮造價投入和維護成本，建議選用小型液位傳感器配合水泵使用。

[1]趙海霞，劉光啟.五金手冊：水泵選型[M].北京：化學工業出版社，2011.12.

[2]周希章.實用電工手冊[M]北京：金盾出版社，2005.12.

[3]電力工業部設計院.電力工程電器設備手冊[M].北京：中國電力出版社，1996.

[4]劉云.水輪發電機故障處理與檢修[M].北京：中國水利水電出版社，2002.

[5]勞動和社會保障部.維修電工[M].北京：中國勞動和社會保障出版社，2008.1.

2016-08-26

劉希望（1987-），男，助理工程師，從事電站運維工作。

TV736

B

1672-5387（2017）02-0026-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.008