泵站应急供水试运行经验探讨

2018-04-04孙昊苏

价值工程 2018年10期

摘要：通过对大宁调蓄水库泵站试运行全过程分析，总结泵站试运行的成功经验，梳理运行过程中暴露的问题，有针对性的提出解决方法和建议。

Abstract： Based on the whole process analysis of the commissioning of the pumping station of the Daning reservoir， the successful experience is summarized. Finally， the corresponding solutions and suggestions are proposed according to the practical situation.

关键词：泵站试运行；应急供水；大宁调蓄水库；南水北调

Key words： commissioning of the pumping station；emergency water supply；Daning surge tank；south-north water diversion

中图分类号：TV675 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0095-02

0 引言

北京市属于严重缺水地区，南水北调通水前人均水资源量仅为100m3左右，不足世界平均水平的1/80[1]。南水北调中线正式通水以来，进京江水水量累计超过28亿m3，极大的缓解了首都水资源紧缺形势，北京人均水资源量增加到150m3，直接受益人口超过1100万。大宁调蓄水库是南水北调中线干渠进入北京的首个调蓄水库，对保障城市供水安全有着重要意义。水库总库容4611万m3，非汛期最大可调蓄库容3753万m3，汛期最大可调蓄库容为1006万m3，现水域面积约200万m2[2]。

大宁调蓄水库泵站在干线工程检修、突发事故等情况下启用，以适当的流量，将水库存水抽送总干渠，解决南水北调来水与北京市用水过程不匹配的问题，从而保障北京城市供水充足、用水安全。泵站装机容量3200kW，安装潜水混流泵4台，水泵扬程8～12m，电压等级为10kV，输水采用2根2.4m钢管反向送入大宁调压池，最大工况输水流量可达20m3/s[3]。

现阶段大宁调蓄水库泵站10kV外电源尚未建设完成，大宁调蓄水库泵站不得不采用高压柴油发电机组（10kV、2000kW），通过现有电气一次10kV高压电缆，接入大宁调蓄水库泵站高压配电室的供电方式抽水，以备不时之需。但由于高压发电机组运行时间不长、泵站各水泵及设备设施缺少运转、泵站运行员经验不足、设备切换不顺畅等困难，现阶段泵站运行仍存在问题，亟需通过泵站试运行检查机组性能、校准水泵工况、提高运行员操作水平。通过对泵站调试运行全过程分析，总结泵站试运行的成功经验，梳理试运行过程中暴露的不足，并通过研究，提出有针对性的建议，为北京南水北调配套工程其他泵站运行管理提供借鉴，同时，提升北京城市供水保证率。

1 主要经验

1.1 完善的組织管理、周密的运行计划和充分的物资保障是泵站成功运行的基础

为确保泵站试运行工作有序进行，设试运行现场指挥部，指挥部由值班长、技术组、调度组、安全组、后勤组构成。其中值班长负责管理自动化组、蝶阀组、高压软起组、柴油发电机组、机动组。各组分工明确，职责明晰，每6小时一班，详细做好交接班记录。

本次试运行计划连续运行24h（含发电机加油、停机时间）。按照操作规程依次开启1#、2#、3#、4#单台水泵各0.5h，再切换为1#水泵连续运行8h后停泵，发电机进行加油。待发电机加油完成后启动2#水泵连续运行8h后停止，利用中控室远程操控依次开启1#、2#、3#、4#单台水泵各运行0.5h，调试运行结束。

调试前准备充足的运行物资放在泵站指定位置，包括：绝缘手套、绝缘鞋、安全帽、800兆手台、对讲机、救生衣、手电筒、工具箱、电器柜钥匙等。提前经属地派出所开具加油证明，联系加油站和罐车，准备柴油5000升。

1.2 固化操作流程，严格按操作票指示动作

严格执行操作票制度，每步操作听指令，按票进行。尤其是发电机向泵站送电、水泵启动操作和水泵停机操作几项关键工作流程，必须固化统一，同时密切观测并记录软起器电流、电机绕组温度、水泵运行状态等数据。

1.3 全面的风险分析和应急预案准备

全面的预估风险。对设备事故引起的电动机过载、水冷管路漏水造成定子绕组断路、电气设备不可预见事故等风险；电动机、变压器、高低压配电柜短路，电缆过载过热，油料失火等火灾风险；水淹泵室风险；高空坠落、触电、机械伤害等人身伤亡事故风险做了详细地分析。针对这些风险，采取了相应的安全措施，包括：隔离作业区域、封堵临时孔洞、在醒目位置放置安全指示标识、检查照明系统、检查消防设施、保持通讯畅通、组织技术交底、落实监护责任、重点部位专人值守等，有效地保障了运行安全。

针对事故危害程度、影响范围和单位控制事态的能力，将事故分为不同的等级。按照分级负责的原则，明确应急响应级别和流程。

1.4 应急操作技巧

当水泵在运行过程中突然停车，蝶阀组人员应迅速关闭对应运行水泵管路上的液控蝶阀，同时高压软起组停止向停车水泵软起柜供电。如果液控蝶阀无法关闭，应关闭电动蝶阀。如果电动蝶阀也无法关闭，应手动关闭液控蝶阀。

当发电机组在运行过程中突然停车，蝶阀组人员应迅速关闭对应运行水泵管路上的液控蝶阀，同时高压软起组依次断开相应水泵高压软起柜开关、245开关、201开关。如果液控蝶阀无法关闭，应关闭电动蝶阀。如果电动蝶阀也无法关闭，应手动关闭液控蝶阀。

当泵站临时电源失电的情况，蝶阀组应迅速手动关闭对应运行水泵管路上的液控蝶阀，同时高压软起组迅速停止水泵运行并依次断开相应水泵高压软起柜开关、断开245开关、断开201开关。断开低压配电室内进线断路器。

在远程启动运行过程中，应密切关注设备运行情况，如发生远程控制失灵，运行人员应迅速赶到运行设备现场，切换现地操作模式。

在操作或运行过程中出现透水事故时，应立即关闭水泵，迅速关闭检修闸门，关闭液控止回阀和电控蝶阀，切断B4层消防电源，当透水量稳定后，打开排空阀，启动排空泵排水。

2 存在的问题

尽管本次试运行在北京市南水北调大宁管理处科学组织、精心布置下取得了成功，积累了一定的运行经验，但是在运行过程中依然暴露出一些问题：

2.1 自动化显示不同步

泵站自动化监测系统可以实时反映水位、机组运行状态、管道压力、累计流量等运行数值。高压综合保护监测可以随时查看刀闸状态、接地状态、运行时的电量信息等。水泵综合保护监测可对电机的综合保护装置进行检测，以便随时查看电机是否有故障。监视系统（四个机组监控、退水渠节制闸监控、排空泵监控）可以查看机组状态、启动电机与蝶阀开度，退水渠节制闸，排空泵等。运行调试中出现自动化监测数值不能同步显示的问题，影响了机组的正常运行。

2.2 设计工况参数不准确

工程检修或事故工况下，需要水库向总干渠应急供水。设计工况参数，即大宁调压池水位为56.4m和52.46m时，大宁调蓄水库最低运行水位分别是48.0m和43m。但经实际试运行结果来看，设计工况不能实现。现状水库水位48.7m，调压池水位56.79m，水库向调压池三次反向输水均不成功。

2.3 运行经验较缺乏

由于泵站运行次数较少，只有为数不多的职工具备独立操作部分设备的能力。现阶段主要采用老带新、熟带生的方式，培养自有运行员。人员操作水平、配合默契程度、熟练程度都制约了运行水平的提升。本次试运行发现设计工况参数不准确的问题，但多数操作人员对运行工况、水位、泵扬程等没有概念，也不了解水库基本概况，不能独立的分析运行过程中出现的问题，这就暴露出操作人员学习不够，知识、经验相对缺乏的短板。

3 对策及建议

3.1 及时检查设备运行状态，保证随时可用

水泵运行参数、蝶阀压力、流量等数值通过传感器采集，经程控交换机集成到电脑主机上显示。显示涉及多个参数，多个设备，任一个设备发生问题都可能出现数据错误、乱码等问题。运用自动化设备时应细致检查各设备运行状态，有条件时，逐一重启，基本能解决常见的显示不同步问题。

3.2 用实践经验校准运行工况

大宁调压池底板高程46.8m，退水渠高程49m，泵站前池水位约48.7m，调压池水位56.79m。计划带压输水工况中，泵站出水需经400m管道输送，承受约8m水头的压力顶入大宁调压池，实际运行中未能实现。分析原因一是泵站顶送瞬间电流太大，超过柴油发电机电流保护上限，发电机过保自动停机。二是400m管道产生的沿程水头损失、管道120°弯产生的局部水头损失、水泵出力衰减均消耗了能量，加之调压池闸前水深达8m，已经超出了水泵工作扬程。经过设计院分析估算，调压池与泵站前池水位差在4m以内，才可能实现反向输水。柴油发电机保护上限应大于300A，方能保证正常运行需要。

3.3 注重专业人才培养、经验积累并及时总结

由于北京市南水北调配套工程建成不久，运行时间较短，运行维护经验较少。虽然新招录的职工普遍素质较高，但既有丰富的水利行业知识，又具有较多运行维护经验的人员还是相对偏少，以大宁管理处为例，具有水利专業背景和操作经验的运行人员不足管理处总人数的30%。因而，应当继续加大对运行人员的培训，以实践促提升，充分发挥那些高素质、有经验的运行人员的优势，示范性的操作、运行设备。可以尝试聘请运行管理方面的专家、学者作为顾问，及时指导泵站运行工作。参观南水北调其他已长期运行的泵站和闸站，学习运行经验，促进管理水平的提升。

4 结语

随着南水北调中线工程的建成通水，南水北调工程来水已经成为北京新的主力水源[4]。南水北调配套工程运行维护是一项长期、复杂的系统工程[5]，同时又是一项投资大，具有长远效益的社会公益事业。配套工程中已有的密云反向输水九级泵站、大宁调蓄水库泵站和未来河西支线的三座泵站的运行维护任务十分繁重，建立健全泵站运行、维护的各项规章制度和监督体系，加强能力建设，积极探索积累经验并予以推广，对保障北京城市供水安全有着重要的意义。