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水电站主变压器事故排油池设计

2010-03-15陶承鼎

湖南水利水电 2010年6期
关键词:排油通气孔虹吸管

陶承鼎

(湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007)

水电站的主变压器均有事故排油装置,主变压器发生事故时常将变压器油排出,流入事故油池暂存。早期某些电站设计中将油直接排入集水井,或间接、直接排入河流,一旦发生事故排油,将对河流造成污染。现在环保法不允许往河道排油,必须设置油池存贮事故排油,并回收污油。

主变压器事故排油机率很低,一旦排油,往往和消防用水同时发生,油水混合排入油池。为保证无论何时发生事故排油,能将全部排出的油留贮于事故油池内,只排出消防水,且无须人工操作控制事故油池的运用,可选用两种事故油池。这两种油池均利用油水比重不同能自行分离的特点,并适当考虑排油时,油水混合物分离时间差的影响。现介绍两种事故油池的设计方法,供参考。

1 双池式

1.1 油池型式:为了方便布置,多采用矩型

池中用墙分隔成双池。排油前,池内维持初始水位,在排油并消防时,随油、水注入,将存水和油水分离后的水排出池外,油始终存于池内。见图1。

图中 b1——水池净宽;

b2——油水池净宽;

h——排水管底至排油后池内最终水位的高度,h= 0.89h2;

h1——事故排油后油水池内水位至池底的高度;可取≥2h5或考虑回收油的方便,≥600mm;

图1 矩型油池

h2——设计排油深度,为油水池净面积的函数,适当选取面积,求得h2;

h3——油池超高;

h4——排油管底距最高油位高度,可取h4=(200~ 300)mm,油池高度布置不受限时可以大些;

h5——双池间连通孔高。

1.2 油池设计

(1)事故排油量Q(t):取排油量最大的1台主变压器的排油量。

(2)排油量体积 V:取油容量 γ=0.89t/m3,则 V= Q/0.89≈1.12Q(m3)。

(3)选择排油后池内底水深h1(m):考虑油回收管阀布置和隔墙底部连通孔设置需要,宜h1≥0.6m,如采用从池顶设泵抽取事故排油,h1可适当减少。

(4)排油后最高油位:应低于主变压器坑最低高程或事故排入池处的底高程。

(5)中隔墙连通孔:可按孔洞面积≥2倍排油管面积确定,孔高可为孔洞面积的平方根。

(6)通气孔:当油池全封闭时,池壁和隔墙上部应设置通气孔,其面积≥排油管面积,孔底应高于最高油位0.3 m,当池上部设有进人孔或有开敞口时,不需通气孔。

(7)进人孔:油池有封顶面时,在顶部或池壁上部设置进人孔,顶面进人孔尺寸可按≥600mm×600mm;池壁进人孔尺寸最小为800mm×600mm(宽×高),油水池和水池均各设一个,进人孔底高程应高于最高油位,≥0.3m;设置是为了池内模板拆除、防渗处理、清理方便,是否设爬梯可视具体情况确定。

(8)水池宽度b1:最小宽度不宜小于0.6m,长度不宜小于1.2m,以方便清淤和施工。

(9)池总高和池长:总高H=h1+h2+h3;h3——最高油位至池顶的高度,分别考虑进人孔,通气孔等基本布置要求后分别求得,采用最大值。当池顶开敞时,h3最小值可按低于事故排油管底确定;当实际池底高程较低,池高不受布置限制时,可根据实际情况取较大的h3,甚至省去通气孔和进人孔,池顶上部任其开敞。

(10)h2的确定:与油水池的平面尺寸(面积)相关,根据平、立面布置选择适当的h2;

式中 l2——设定油池长度;V——排油体积;h2=1.12Q/b2l2。

(11)排水管:管底高程平初始水位(事故排油前的油池和水池的水位,为同一水位),按h=h2/1.12确定或按确定的最高油位减去0.11h2确定;管道面积宜≥(1.5~2.0)排油管面积;排水可引至厂房渗漏集水井,排水管出口高程应高于集水井起排水位。外河水位较低的也可考虑直接排入河流。

(12)初始水位:一般设置在排水管管底高程以下。

(13)油池补水管阀:油池初始水位以上设置补水管阀,以补充水池渗漏损失或水蒸发损失,维持初始水位,补水阀稍开启,使长年漏滴即可。对露天式主变压器的户内事故油池,在初次对池内注水后,可不设补水阀。

(14)油回收管:万一发生事故排油,可利用回收管阀用油桶回收污油;亦可用于放空油池内部分存水;当采用其他方式回收污油的,可以不设油回收管。

2 虹吸式(单池式)

2.1 油池型式:可为圆型、矩型等,常用矩型

油池利用虹吸原理排水蓄油,在一个池内实现排水蓄油功能,亦称单池式。原理如图2所示。

图2 虹吸式事故油池

2.2 油池设计

(1)h1,h2——分别为油池排油后的水深和油深,排油量确定后为油池面积的函数,视具体布置比较确定。

(2)h——虹吸管出口距排油后水位高度。

由图可见:γ1h+Pa=γ2h2+Pa

式中 Pa——大气压力;γ1——水容重;γ2——油容重。

即h=0.89h2或h2=1.12h。

(3)虹吸管与排水管:不能直接连接以保虹吸有效。

(4)池壁进人孔:宜高于虹吸管顶0.4m或以上,以保证虹吸形成前油不溢出;一般虹吸管顶高程不宜高于排油后油位过多,以免油池高度过大而影响布置。

(5)通气孔:不应将油池设计成全封闭式,应有进人孔或通气孔。

(6)油回收管:低于排油后池内水位(0.05~0.1)m。

(7)其他要求:类同双池式油池,事故排油管与虹吸管布置相距宜远些,以利油水分离确保只排水不排油。

(8)超高:宜大于虹吸管顶高程0.4m。

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