燈泡貫流式水輪發電機組檢修的安全技術措施

唐錄山

(甘肅省電力投資集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730046)

0 引言

在水電開發建設中，燈泡貫流式水輪發電機組因具有效率高、投資少、建設工期短、移民和環境影響小等特點，在低水頭電站的開發中得到了廣泛的應用。與其他類型機組比較，燈泡貫流式機組安裝布置方式和組成結構不同，現場實際運行維護和檢修工藝也有很大的差別。

目前，新建電站一般只配備少量維檢人員進行日常設備維護和消缺，機組計劃性定期檢修則整體發包給專業檢修隊伍承擔。在機組檢修前，電站生產運行維護人員如何盡快全面完善執行好機組設備檢修的安全技術措施，是保證機組檢修工作安全順利進行的前提，也是盡可能縮短檢修工期、減少電站棄水、提高生產運行經濟性的要求。

1 炳靈水電站及機組特點簡介

炳靈水電站位于甘肅省永靖縣與積石山縣交界處的黃河干流寺溝峽高山峽谷之中，為盡可能減少電站上游淹沒土地和移民，保證機組設計出力，在工程設計和建設時綜合考慮，整體下移了電站壩址，使其尾水與下游劉家峽水電站水庫回水銜接，首創利用庫尾建壩的設計理念。水電站處于高山峽谷中，廠房建筑物布置場地非常狹窄，在國內首次采用將每個泄洪表孔流道修建于每個機組的設備運行層房頂之上，即采用廠房頂溢流的方案。

炳靈水電站樞紐工程由溢流式河床廠房、廠房頂泄洪表孔、右岸泄洪底孔、排沙底孔、左右岸副壩等組成。壩頂全長153 m，壩頂高程1 751 m，最大壩高61 m，水庫正常蓄水位1 748 m，設計水頭16.1 m，安裝5臺單機功率48 MW的五葉片轉槳式燈泡貫流式機組。機組采用以管形殼為主要支撐的燈泡貫流式的2支點布置方式，即水輪機和發電機共軸，水輪機轉動部分的受力通過水導軸承傳遞至管形殼，發電機端轉動部分的受力通過組合軸承傳遞給管形殼，再傳至廠房基礎。機組檢修安裝時，燈泡頭和發電機定、轉子等從發電機吊裝孔吊入，機組主軸、水輪機轉輪等部件從水輪機檢修廊道吊入。

2 機組檢修安全技術措施

因燈泡貫流式機組安裝布置方式特殊，結構組成復雜，導致現場檢修空間狹窄，立體交叉作業頻繁，拆裝工序復雜。為了保證檢修工作及時開工和安全進行，按時圓滿完成檢修任務，在每次機組A級檢修時，電站生產運行人員需嚴格遵照GB 26860—2011《電力安全工作規程 發電廠和變電站電氣部分》，結合現場燈泡貫流式機組的實際特點執行安全技術措施。

2.1 水輪機檢修

2.1.1 檢修前

燈泡貫流式機組的發電機整體處于水下密封的、外形酷似白熾燈燈泡的殼體內，水輪機裝在“燈泡”的插口處。機組停運開始檢修前，通過上游壩頂門機和下游尾水門機，分別沿壩面依次操作關閉流道進水閘門和尾水閘門，將河流上下游與放置機組的流道可靠隔離。由于采用燈泡貫流式機組的都是大流量、低水頭電站，一般機組安裝數量較多，故應在檢修機組關閉嚴密的進水閘門和尾水閘門起落操作臺的醒目部位懸掛檢修標示牌，同時在壩頂和尾水門機操作時防止誤動檢修機組進、尾水閘門。

2.1.2 消壓排水工作

在確定檢修機組進、尾水閘門下落嚴密后，即可進行檢修機組流道的消壓排水工作。首先，應檢查進、尾水流道充水平壓閥門(也有電站采用進、尾水閘門上設置充水平壓裝置)關閉嚴密并加綁掛檢修標示牌。然后，逐漸開啟機組進、尾水排水閥門排放流道積水至檢修集水井，由排水泵抽排至河道下游，并通過流道測壓管路的壓力值、檢修排水系統的抽排水量、抗壓蓋板放空氣閥吸氣狀況等，判斷檢修機組流道積水是否放空。在檢修單臺機組時，應保持該機組流道排水閥全開，以便排放因閘門不嚴產生的滲漏流水量，避免流道積水。若有多臺機組檢修需要排空流道，則在進行流道排水時應關閉檢修機組流道排水閘門，防止排水竄入已開工檢修機組的流道內。

2.1.3 泄壓放油工作

因燈泡貫流式機組采用壓縮空氣(壓油罐)儲能的壓力油系統，提供給接力器、受油器控制動力用油和調速保護裝置壓力用油，故在確認檢修機組流道排空并對流道內導、槳葉狀態試驗完畢無需保持調速油壓后，可將檢修機組調速器壓力油系統排氣泄壓至零。關嚴檢修機組調速器壓油罐補氣總閥，做好與公用壓縮空氣(中壓)母管系統的隔離。將檢修機組調速系統盤柜控制電源和主、備用壓油泵動力電源切電并掛牌。對檢修人員說明檢修機組調速器壓力油系統、接力器、受油器壓力油系統或有殘余油壓，在拆卸時要注意泄壓放油，并排至交通廊道漏油箱內，以便回收。

2.1.4 流道積水放空后

確認檢修機組流道積水放空后，退出檢修機組主軸空氣圍帶密封，停用檢修機組氣力制動和主軸密封用氣，關閉檢修機組氣力制動和密封供氣總閥，做好與公用壓縮空氣(低壓)母管系統的隔離工作。

2.2 發電機檢修

2.2.1 出口戶內箱式固定開關

燈泡貫流式水輪發電機組單機功率相對較小，一般電站裝機數量相對較多。為了減少設備投資、優化設備性價配置，同時提高運行方式的靈活可靠性，當前新建燈泡貫流式水輪發電機組出線大都采用“2機配1主變”的擴大單元接線方式。

炳靈水電站5臺發電機組出口開關采用戶內箱式固定開關配合1個隔離刀閘，通過擴大單元母線與主變低壓側相連接。因此，應斷開檢修機組出口斷路器，拉開檢修機組出口隔離刀閘(若機組出口開關采用移動式手車開關，則只需斷開手車開關并拉至檢修位置即可)，斷開檢修機組出口斷路器合閘、控制電源，拉開檢修機組發電機中性點接地刀閘；將檢修機組發電機出口供測量、保護、勵磁及調速同期裝置用的電壓互感器插件或刀閘拉至檢修位置并斷開其二次側開關；最后合上檢修機組發電機側出口接地刀閘，并在斷路器或刀閘操作把手上掛檢修安全標示牌。

2.2.2 出口自并勵勵磁方式

當前，新投產電站水輪發電機組普遍配置發電機出口自并勵勵磁方式，故應檢查斷開檢修機組發電機轉子回路滅磁開關，拉開勵磁功率柜交、直流隔離刀閘，斷開供給機組勵磁系統直流起勵電源并做好隔離，并在操作的斷路器和隔離刀閘的把手上掛檢修安全標示牌。

2.2.3 停運或退出檢修時

根據機組繼電保護裝置投運規定，按照繼電保護檢修和試驗工作要求，停運或退出檢修發電機組涉及主變和電網出線的相關繼電保護，防止機組檢修期間引起保護誤動。

2.2.4 A級檢修期間

考慮到水輪發電機組A級檢修工作一般在冬季枯水期進行，期間主機與各電氣配電柜、保護柜、勵磁功率柜、調節柜、設備控制柜等的檢修節點不一致，為防止以上柜體內電子設備長期受到現場寒冷潮濕環境的影響和人員誤動而遭到損壞，應將以上柜子的前、后柜門均鎖閉并掛牌設置圍欄，必要時投入柜內溫濕度控制裝置或保留裝置儀器的電源來保暖。同時應投運廠房運行通風機，及時清除現場跑、冒、滴、漏的積水，以保證廠房環境干燥。檢修期間再根據具體機組電氣一、二次設備檢修計劃推進和開工要求布置相應安全措施。

2.2.5 監測設備

在檢修工作開始前，應將檢修機組不進行修理或影響檢修工作的工業電視攝像裝置和在線監測裝置停運、拆除，并由專人保管以防損壞。待檢修工作全部結束后再恢復。

2.3 氣、水、油等輔助系統檢修

水電站氣、水、油等輔助系統大多采用公用母管分單元供給方式。在布置安全措施時，應首先考慮將檢修機組從氣、水、油公用母管系統所引用的分支隔離閥門關閉嚴密，電動閥切電并加綁、掛檢修安全標示牌；再對檢修機組側的氣、水、油分支管路系統排放泄壓。檢修機組單元專屬的技術供水泵、潛水泵、風機、油泵、空壓機等設備可停運，并切斷其動力電源和控制電源。

一般燈泡貫流式機組軸承潤滑油系統采用由低位潤滑油回油箱上的油泵向安裝在與機組軸線有一定高度差的高位油箱不斷補油，然后通過自流方式供給機組軸承潤滑的大循環方式；也可采用由安裝在潤滑油低位回油箱上的油泵直接供給軸承潤滑的小循環方式。另外，還配置和高位油箱同一高度的輪轂油箱，以提供漿葉轉軸間隙處密封用油。為此應根據檢修需要，將高位油箱和輪轂油箱底部手動供油截閥嚴密關閉并加綁，或放空各油箱存油回收至儲油罐存放及進行油凈化處理。此外，檢修人員在拆卸調速系統管路、接力器、受油器、軸承等部件前，應考慮回收部件內的存油，保證油品不被污染，并始終加強現場消防安全管理。

對檢修機組及其水、氣、油等輔助系統的設備本體進行檢修前，應考慮對液位計、溫度計、壓力表計、流量計等儀表變送顯示裝置及自動化控制元件進行必要的安全防護，或拆下進行專門保管(校驗)，以防損壞。待工作結束后再回裝。

2.4 運行控制層和水機檢修廊道場地

炳靈水電站采用運行控制層房頂溢流泄洪，每臺機組運行控制層房頂布置泄洪表孔流道，在發電機吊裝孔和水機檢修廊道口部位用密封抗壓蓋板與泄洪表孔流道支撐隔離，檢修時應將泄洪表孔閘門可靠嚴密關閉。在機組流道排空后，即可打開泄洪表孔流道上運行控制層發電機吊裝孔抗壓蓋板和水輪機檢修廊道蓋板，以便于主廠房橋式起重機檢修起吊設備。在提起廠房層和運行層蓋板前應在發電機吊裝孔和水機檢修廊道口部位上、下層裝設符合GB 26860—2011規定的牢固臨時圍欄和護板，以防檢修期間人員跌落和物件滑落傷人。

為保證工作人員通行安全和運行人員巡檢操作方便，應在機組運行控制層規劃出相鄰機組之間及與上下樓梯、電梯口的通行專用安全路線，并在水輪機檢修廊道有墜物危險的檢修機組豎井段搭設防止高空落物傷人的通道頂棚。在通道內不得堆放任何物品和雜物，不得架設阻礙通行的電線、電纜及管道支架等，保證通道暢通無阻。

此外，在機組檢修期間應加強生產人員安全思想和自我防護教育，進入主廠房安裝間、運行控制層、水輪機檢修廊道等生產現場必須正確佩戴安全帽，注意防止高處落物傷人和生產人員跌落井、坑、孔、洞的危險。

3 結束語

針對我國首家采用房頂溢流方案的水電站，介紹了炳靈水電站5臺機組近年來開展A級檢修工作執行安全措施的情況，闡述了燈泡貫流式水輪發電機組檢修時應執行的具體安全技術措施。要求燈泡貫流式機組的檢修應嚴格執行《電力安全工作規程》，并在實際應用中將安全技術措施不斷完善。這不僅要從設備技術層面加強和完善各項安全技術措施，還要不斷加強人員安全思想教育，增強人員安全意識，落實人員安全責任，全面提高安全管理工作水平；只有這樣才能有效保證燈泡貫流式機組的檢修安全。

參考文獻:

1 付朝霞.水輪發電機定子繞組絕緣故障試驗查找[J].電力安全技術，2013，15(4)：50-52.

2 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 26860—2011電力安全工作規程發 電廠和變電站電氣部分[S].北京：中國電力出版社，2011.