呼和浩特抽水蓄能电站水淹厂房风险分析及防控措施

董 超，王 乐，毛 婵

(呼和浩特抽水蓄能发电有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010051)

呼和浩特抽水蓄能电站(以下简称呼蓄电站)是内蒙古地区第一座抽水蓄能电站及第一个大型水电项目,也是蒙西电网在运的唯一一座抽水蓄能电站。电站位于内蒙古自治区呼和浩特市东北部大青山区，距呼和浩特市区约20 km。电站安装四台单机容量为300 MW的竖轴单机混流可逆式水泵水轮机组，总装机容量1 200 MW。电站设计年发电量20.075亿kW·h，年抽水用电量26.7267亿kW·h。电站通过一回500 kV出线接至距离约45 km的呼和浩特东500 kV变电站，并入内蒙古西部电网。电站主要承担调峰、填谷、事故备用等任务，并将与风电机组联合运行，实现内蒙古电网火电、风电、调峰电源协调发展，提高电网的安全可靠性和向区内外用户的供电质量[1]。

呼蓄电站于2013年8月上水库正式蓄水，2014年6月，下水库正式蓄水，2014年11月首台机组投产发电，2015年6月全部机组投产发电。呼蓄电站主要由上水库、引水系统、地下厂房、下水库组成，抽水蓄能电站由于其特殊性，地下洞室群较多，主要包括主厂房、地下副厂房、主变洞、母线洞、出线洞、尾水洞等。呼蓄电站水头在585～503 m，一旦发生水淹厂房事故(事件)，在短时间内大量的水进入地下厂房生产区域，将造成机组跳机、设备设施损坏、人员伤亡等安全生产事故。

1 电站水淹厂房的风险分析

电站地处山区，下水库位于行洪河道内，交通洞、出线场等位于河道岸边，且电站地下厂房在山体内，内部引水廊道、排水廊道较多，纵横交错，路线复杂，可能导致水淹厂房的风险源较多[2]，主要风险分为以下几种：

1)电站区域遭遇连续暴雨天气，雨量较大，厂房围岩渗水或洪水等通过交通洞、通风洞倒灌进地下厂房，或由于暴雨出线场排水系统不能满足排水要求，导致雨水从出线洞或出线场地面电缆沟倒灌进地下厂房。由于电站地处哈拉沁沟下游，哈拉沁沟为行洪河道，如上游暴发洪水水位高程高于交通洞，引发洪水倒灌入地下厂房内。

2)引水压力钢管接缝开裂、爆管或引水隧洞产生大量渗水[3]，压力钢管排水前阀、排水后阀焊口开裂或损坏漏水，主进水阀测量管路、密封控制取水管路破裂或阀门漏水，主进水阀枢轴、伸缩节等处密封损坏漏水，主轴密封压力钢管取水管破裂、阀门损坏或解压器破裂漏水，蜗壳进人门漏水[4]。

3)水车室、机坑外的供排水管路漏水或爆管，尾水进人门漏水，机组技术供/排水总管漏水，机组尾水管检修排水阀大量漏水[5]。

4)厂房渗漏排水系统阀门漏水、逆止阀返水或爆管，低压供水系统取水阀门、法兰等漏水或爆管，检修排水系统阀门漏水、逆止阀返水或爆管[5]。

2 电站水淹厂房的防护措施

1)针对外来水源风险导致水淹厂房风险防控。每年汛前开展防汛专项检查，重点梳理排查外来水源防范措施。在交通洞、通风洞、出线洞进口准备好沙袋，及时封堵洞口进水。在每年雨季前检查交通洞、通风洞、出线场内排水沟状况，发现淤堵及时疏通，确保排水通畅。巡检时检查出线洞大门是否关严，防水封堵是否完好。与电站上游哈拉沁水库做好汛期联动工作，如有上游来洪及时做好协同泄洪工作，在汛期前组织开展泄洪洞闸门启闭试验，试验正常电源供电提门和备用柴油发电机提门，确保洪水来时可及时有效启闭闸门，及时向下游进行泄洪，并有效控制泄洪量。

2)对于引水系统漏水风险防控。定时观测分析引水系统在线监测数据,发现异常及时分析处理；按照周期对引水系统进行防控检查，对钢管、焊缝、岔管等部位进行探伤；在压力钢管充排水期间，注意控制水位上升、下降速率，严格按照充排水方案执行；定期检查机组调速器系统延时停机装置及过速限制器运行状态和准确性，降低对管道水锤冲击；在操作压力钢管排水阀、取水口隔离阀时注意操作方法，严禁蛮力操作；严格按照规程规范定期切换并清洗主进水阀工作密封供水管路过滤器；巡检时对主进水阀本体、主进水阀测量管路、密封控制取水管路等进行仔细检查。加强巡检，及时发现漏水现象，及时采取措施处理；机组检修后进行尾水充水过程中密切关注主进水阀伸缩节处渗漏情况，发现异常及时处理；在机组检修时确认蜗壳进人门等部位的固定螺栓无损检测或者更换新的螺栓；巡检时对机组蜗壳进人门处进行仔细检查，发现异常及时处理；做好蜗壳进人门开启关闭及连接螺栓更换记录。巡检时对主轴密封减压供水回路等进行仔细检查。

3)对于机组尾水系统漏水风险防控。巡检时对水车室外、室内、顶盖内相关供排水回路，机组尾水进人门处，技术供水及排水管路、阀门、法兰，机组尾水排水管路及其阀门等处进行仔细检查，发现异常及时处理；在操作排水阀时注意操作方法，严禁蛮力操作；对顶盖内水位变化及顶盖排水泵的运行进行监视和数据分析；确保顶盖排水系统运行正常，并定期进行启停试验和维护；在机组检修时对尾水管进人门等部位的螺栓无损检测或者更换新的合格螺栓；做好尾水进人门开启关闭及连接螺栓更换记录；严格按照规程规范定期排污并清洗技术供水管路过滤器。

4)对于与下水库直连的排水系统自身大量漏水风险防控。巡检时对地下厂房渗漏排水系统排水管路、法兰及阀门，低压供水系统管路及其阀门处，进行检查，检修排水系统阀门及管路进行检查，发现异常及时处理；厂用电检修时，保证供电系统正常、排水系统功能完整；定期对地下厂房渗漏排水系统、检修排水系统进行维护、检修、试验；严格按照规程规范定期排污并清洗低压供水供水管路过滤器；在操作低压供水阀门、检修排水相关阀门时注意操作方法，严禁蛮力操作。

3 结 语

自然灾害，发电设备、设施故障均可导致水淹厂房，引起重大人身伤亡和设备损坏事故，必须引起高度重视。从呼蓄电站水淹厂房危害性出发，对外来水源、引水系统、尾水系统和与下库直连的排水系统可能存在的水淹厂房风险进行了风险分析，主要从防汛管理、联动协调、设备运行状态、日常巡检、设备管理和设备设施操作方面出发，提出了水淹厂房风险防控措施，为防控电站水淹厂房提供参考。