小型液位控制器在中小机组顶盖排水中的应用

刘希望，肖礼波

（中广核炉霍鲜水河水电开发有限公司，四川甘孜州626500）

小型液位控制器在中小机组顶盖排水中的应用

刘希望，肖礼波

（中广核炉霍鲜水河水电开发有限公司，四川甘孜州626500）

介绍了鲜水河电站顶盖排水技改中的成功范例和其排水控制系统的经济性能对比。概述了小型液位控制器改造依据及改造后的总体性能。

液位控制器；机组；顶盖；应用

1 引言

鲜水河电站处于甘孜藏族自治州炉霍县境内，属于国家送电下乡项目。电站3台机组顶盖因诸多方面原因排水不畅，导致顶盖集水过多，油盆进水，对机组的水导机械部件破坏性较大。例：油混水造成油脂乳化，并且汛期渗漏水含砂量较大，机组运行时飞溅进入油盆，磨损巴氏合金轴瓦和水导轴颈，缩短了设备使用周期，给设备运行带来了不良影响，增加维护检修成本。本文阐述了如何低成本有效的解决中小型水轮机组顶盖集水水位过高的问题。

2 鲜水河电站顶盖内部积水超标问题分析

（1）鲜水河电站机组顶盖积水主要来源有6个:

1）主轴密封渗漏水；

2）停机时空气围带密封不严造成渗漏水；

3）技术供水管路破裂、沙眼、法兰连接不严渗漏水；

4）水机层渗漏水进入水车室；

5）真空破坏阀动作渗水；

6）其它机组顶盖溢流孔高程相同排水孔共用造成溢流水相互贯通。

上述的技术供水管路破裂、沙眼、法兰连接不严渗漏水；水机层渗漏水进入水车室；真空破坏阀动作渗水等检查核实渗水量轻微，且可通过技术处理，不作为考虑范围。但主轴密封及空气围带渗水必须通过检修时才能处理，无法短时间治理或改变渗水量。顶盖溢流管路为混泥土预埋管路，无法处理。渗水量来源需针对1）2）6）问题通过生产中观察渗水量，并根据渗水率采取有效的技改措施，避免顶盖水过高问题，防止油盆进水。

（2）顶盖内集水体积=1/3×2πr2×h-0.3=1/3× 2×3.14×0.675×0.675×0.7-0.3≈0.37m3（顶盖口最大半径1.35m/高度0.7m/构件体积0.3 m3）。顶盖集水无法溢流，从而导致水淹油盆，唯一的设计排水方式失效，顶盖水位过高问题无法避免。

（3）顶盖内少量积水有助于抗磨环降温，有利于保障主轴密封的水润滑。保障主轴密封条不被高温烫伤。机组运行时顶盖内允许积水0.1 m3，保障抗磨环的水润滑和降温。排水和预留部分水产生了矛盾冲突。

（4）顶盖积水最大容量0.6 m3。排水量0.5 m3/h,顶盖最大渗水率0.53 m3/h，额定负荷运行时最大渗水率0.2 m3/h。满足要求。

（5）水位控制要求。保障顶盖水位低于油盆底部3.5 cm，高于抗磨环上4 cm处。保障需求积水的同时，水泵会自动停泵，不会造成水泵空载运行发热烧泵，需同时满足上述要求。

3 顶盖水排水设备选型对比

在生产实践中，众多方案选型需对比经济成本投入、可靠性及稳定性等。对比发现，小型水塔液位控制器能满足小水电的顶盖排水问题。方案对比见表1。

表一

通过方案对比，选择方案四进行顶盖排水改造。

4 控制及抽水设备定型

（1）水泵型号QDX3-20-0.55。功率0.37 kW电压220 V流量3 m3/h，水泵工作冗余量超顶盖渗水率额定量4.5倍（估算值）、扬程20 m，管径25 mm，底部排水（水泵轻巧、体积小，便于安装、电压等级低，线才损耗较低，接线方便），满足生产需求。QDX潜水泵广泛运用于农村井下抽水、农田排灌、园林浇灌和家庭生活用水，也可用于抽排工业集水、养殖用水。

（2）SN系列水位控制器广泛适用于日常生活的自动抽水，适用于城市地下室、电梯坑等场合，并具备水位监测、越线水位报警等防范装置。控制器具有断流保护功能，电源线和信号原端均具备防雷功能，安全可靠。信号源由脉冲信号防腐探头根据水位触发提供。设备选型采用迅尼SN28B型控制器。工作电压220V，适配水泵功率0.1～1.8 kW,最大控制距离1 000 m。待机耗电功率≤2W。

5 设备使用效果

2015年9月通过小型液位控制器和水泵的配合使用完成电站顶盖排水改造。电站3台机组顶盖内积水均在固定范围，未出现顶盖积水进入水导油盆，完全满足电站生产实际需要。保障了水导油盆内的清洁，延长设备使用寿命，减少轴瓦的维修成本，为设备的安全经济运行提供了技术支持。

现地运行时时图像通过水车室工业视频输送至中控室，并远程接入管理人员手机便于监管、巡视观察，安全性、可靠性大幅提高。

6 经济效益

通过选用小型水泵控制器，作为小型电站的顶盖排水控制系统，维修方便、价格便宜，大大的节约了小型电站生产成本的支出。与PLC控制顶盖排水系统比较节约费用11万元，同时降低了水导轴承检修费用及避免了水导油盆透平油的损失。

7 结论

（1）小型水泵配合水位控制器使用，在中小型水电机组顶盖排水中实用性较强，能自动解决小坑、孔洞积水、排水问题及农村生活用水等，稳定性较好。相比PLC自动控制系统性价比大幅提高、使用稳定、维护方便等诸多优点。

（2）小型水位控制器在生产工作的应用相对广泛，控制器测温电阻探头固定在相对稳定的水位位置，基本无波动，配置2套主备用进行定期切换，可提高安全运行系数。在小型机组顶盖排水应用中具备电工基础知识人员，均可进行故障查找及维护。价格低投入少、电气装配布线简单，工作维护方便、维修周期长、可靠性高、能合理降低人工劳动强度。

（3）随着中小型电站“无人值班、少人值守”的发展，多数中小型电站在生产中同样会遇到顶盖排水问题，在技改的中小型电站如需考虑造价投入和维护成本，建议选用小型液位传感器配合水泵使用。

[1]赵海霞，刘光启.五金手册：水泵选型[M].北京：化学工业出版社，2011.12.

[2]周希章.实用电工手册[M]北京：金盾出版社，2005.12.

[3]电力工业部设计院.电力工程电器设备手册[M].北京：中国电力出版社，1996.

[4]刘云.水轮发电机故障处理与检修[M].北京：中国水利水电出版社，2002.

[5]劳动和社会保障部.维修电工[M].北京：中国劳动和社会保障出版社，2008.1.

2016-08-26

刘希望（1987-），男，助理工程师，从事电站运维工作。

TV736

B

1672-5387（2017）02-0026-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.008