呼和浩特抽水蓄能電站水淹廠房風(fēng)險分析及防控措施

董 超，王 樂，毛 嬋

(呼和浩特抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

呼和浩特抽水蓄能電站(以下簡稱呼蓄電站)是內(nèi)蒙古地區(qū)第一座抽水蓄能電站及第一個大型水電項目,也是蒙西電網(wǎng)在運的唯一一座抽水蓄能電站。電站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市東北部大青山區(qū)，距呼和浩特市區(qū)約20 km。電站安裝四臺單機容量為300 MW的豎軸單機混流可逆式水泵水輪機組，總裝機容量1 200 MW。電站設(shè)計年發(fā)電量20.075億kW·h，年抽水用電量26.7267億kW·h。電站通過一回500 kV出線接至距離約45 km的呼和浩特東500 kV變電站，并入內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)。電站主要承擔(dān)調(diào)峰、填谷、事故備用等任務(wù)，并將與風(fēng)電機組聯(lián)合運行，實現(xiàn)內(nèi)蒙古電網(wǎng)火電、風(fēng)電、調(diào)峰電源協(xié)調(diào)發(fā)展，提高電網(wǎng)的安全可靠性和向區(qū)內(nèi)外用戶的供電質(zhì)量[1]。

呼蓄電站于2013年8月上水庫正式蓄水，2014年6月，下水庫正式蓄水，2014年11月首臺機組投產(chǎn)發(fā)電，2015年6月全部機組投產(chǎn)發(fā)電。呼蓄電站主要由上水庫、引水系統(tǒng)、地下廠房、下水庫組成，抽水蓄能電站由于其特殊性，地下洞室群較多，主要包括主廠房、地下副廠房、主變洞、母線洞、出線洞、尾水洞等。呼蓄電站水頭在585～503 m，一旦發(fā)生水淹廠房事故(事件)，在短時間內(nèi)大量的水進入地下廠房生產(chǎn)區(qū)域，將造成機組跳機、設(shè)備設(shè)施損壞、人員傷亡等安全生產(chǎn)事故。

1 電站水淹廠房的風(fēng)險分析

電站地處山區(qū)，下水庫位于行洪河道內(nèi)，交通洞、出線場等位于河道岸邊，且電站地下廠房在山體內(nèi)，內(nèi)部引水廊道、排水廊道較多，縱橫交錯，路線復(fù)雜，可能導(dǎo)致水淹廠房的風(fēng)險源較多[2]，主要風(fēng)險分為以下幾種：

1)電站區(qū)域遭遇連續(xù)暴雨天氣，雨量較大，廠房圍巖滲水或洪水等通過交通洞、通風(fēng)洞倒灌進地下廠房，或由于暴雨出線場排水系統(tǒng)不能滿足排水要求，導(dǎo)致雨水從出線洞或出線場地面電纜溝倒灌進地下廠房。由于電站地處哈拉沁溝下游，哈拉沁溝為行洪河道，如上游暴發(fā)洪水水位高程高于交通洞，引發(fā)洪水倒灌入地下廠房內(nèi)。

2)引水壓力鋼管接縫開裂、爆管或引水隧洞產(chǎn)生大量滲水[3]，壓力鋼管排水前閥、排水后閥焊口開裂或損壞漏水，主進水閥測量管路、密封控制取水管路破裂或閥門漏水，主進水閥樞軸、伸縮節(jié)等處密封損壞漏水，主軸密封壓力鋼管取水管破裂、閥門損壞或解壓器破裂漏水，蝸殼進人門漏水[4]。

3)水車室、機坑外的供排水管路漏水或爆管，尾水進人門漏水，機組技術(shù)供/排水總管漏水，機組尾水管檢修排水閥大量漏水[5]。

4)廠房滲漏排水系統(tǒng)閥門漏水、逆止閥返水或爆管，低壓供水系統(tǒng)取水閥門、法蘭等漏水或爆管，檢修排水系統(tǒng)閥門漏水、逆止閥返水或爆管[5]。

2 電站水淹廠房的防護措施

1)針對外來水源風(fēng)險導(dǎo)致水淹廠房風(fēng)險防控。每年汛前開展防汛專項檢查，重點梳理排查外來水源防范措施。在交通洞、通風(fēng)洞、出線洞進口準(zhǔn)備好沙袋，及時封堵洞口進水。在每年雨季前檢查交通洞、通風(fēng)洞、出線場內(nèi)排水溝狀況，發(fā)現(xiàn)淤堵及時疏通，確保排水通暢。巡檢時檢查出線洞大門是否關(guān)嚴，防水封堵是否完好。與電站上游哈拉沁水庫做好汛期聯(lián)動工作，如有上游來洪及時做好協(xié)同泄洪工作，在汛期前組織開展泄洪洞閘門啟閉試驗，試驗正常電源供電提門和備用柴油發(fā)電機提門，確保洪水來時可及時有效啟閉閘門，及時向下游進行泄洪，并有效控制泄洪量。

2)對于引水系統(tǒng)漏水風(fēng)險防控。定時觀測分析引水系統(tǒng)在線監(jiān)測數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)異常及時分析處理；按照周期對引水系統(tǒng)進行防控檢查，對鋼管、焊縫、岔管等部位進行探傷；在壓力鋼管充排水期間，注意控制水位上升、下降速率，嚴格按照充排水方案執(zhí)行；定期檢查機組調(diào)速器系統(tǒng)延時停機裝置及過速限制器運行狀態(tài)和準(zhǔn)確性，降低對管道水錘沖擊；在操作壓力鋼管排水閥、取水口隔離閥時注意操作方法，嚴禁蠻力操作；嚴格按照規(guī)程規(guī)范定期切換并清洗主進水閥工作密封供水管路過濾器；巡檢時對主進水閥本體、主進水閥測量管路、密封控制取水管路等進行仔細檢查。加強巡檢，及時發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象，及時采取措施處理；機組檢修后進行尾水充水過程中密切關(guān)注主進水閥伸縮節(jié)處滲漏情況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理；在機組檢修時確認蝸殼進人門等部位的固定螺栓無損檢測或者更換新的螺栓；巡檢時對機組蝸殼進人門處進行仔細檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時處理；做好蝸殼進人門開啟關(guān)閉及連接螺栓更換記錄。巡檢時對主軸密封減壓供水回路等進行仔細檢查。

3)對于機組尾水系統(tǒng)漏水風(fēng)險防控。巡檢時對水車室外、室內(nèi)、頂蓋內(nèi)相關(guān)供排水回路，機組尾水進人門處，技術(shù)供水及排水管路、閥門、法蘭，機組尾水排水管路及其閥門等處進行仔細檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時處理；在操作排水閥時注意操作方法，嚴禁蠻力操作；對頂蓋內(nèi)水位變化及頂蓋排水泵的運行進行監(jiān)視和數(shù)據(jù)分析；確保頂蓋排水系統(tǒng)運行正常，并定期進行啟停試驗和維護；在機組檢修時對尾水管進人門等部位的螺栓無損檢測或者更換新的合格螺栓；做好尾水進人門開啟關(guān)閉及連接螺栓更換記錄；嚴格按照規(guī)程規(guī)范定期排污并清洗技術(shù)供水管路過濾器。

4)對于與下水庫直連的排水系統(tǒng)自身大量漏水風(fēng)險防控。巡檢時對地下廠房滲漏排水系統(tǒng)排水管路、法蘭及閥門，低壓供水系統(tǒng)管路及其閥門處，進行檢查，檢修排水系統(tǒng)閥門及管路進行檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時處理；廠用電檢修時，保證供電系統(tǒng)正常、排水系統(tǒng)功能完整；定期對地下廠房滲漏排水系統(tǒng)、檢修排水系統(tǒng)進行維護、檢修、試驗；嚴格按照規(guī)程規(guī)范定期排污并清洗低壓供水供水管路過濾器；在操作低壓供水閥門、檢修排水相關(guān)閥門時注意操作方法，嚴禁蠻力操作。

3 結(jié) 語

自然災(zāi)害，發(fā)電設(shè)備、設(shè)施故障均可導(dǎo)致水淹廠房，引起重大人身傷亡和設(shè)備損壞事故，必須引起高度重視。從呼蓄電站水淹廠房危害性出發(fā)，對外來水源、引水系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)和與下庫直連的排水系統(tǒng)可能存在的水淹廠房風(fēng)險進行了風(fēng)險分析，主要從防汛管理、聯(lián)動協(xié)調(diào)、設(shè)備運行狀態(tài)、日常巡檢、設(shè)備管理和設(shè)備設(shè)施操作方面出發(fā)，提出了水淹廠房風(fēng)險防控措施，為防控電站水淹廠房提供參考。