关河至云竹水库管线试通水处理预案

车 岳

（山西省水利水电勘测设计研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 项目概述

山西省东山供水工程为山西省大水网工程之一，供水工程分为调出区及调入区两部分，调水水源有关河水库、云竹水库、石匣水库、二期水源以及双峰水库（备用调水水源）等，调出区涉及的行政区包括晋中市的左权县、榆社县和长治市的武乡县3 县。工程等别为Ⅲ等，主要建筑物为3 级，次要建筑物为4 级。工程输水管（洞）线路全长254.64 m，压力管线总长178.06 km。

关河水库—云竹水库段输水线路起点为关河泵站，终点为云竹水库，线路总长32.41 km。输水线路分为两部分：第一部分为关河水库—北图划（关河支线）段线路。本段线路起点为关河泵站，输水方式采用泵站加压和重力流组合输水，桩号GH 1+133.00 m 处设调压井一座。调压井前为泵站加压输水，输水管道采用DN 1 400 的防腐钢管；本段线路全长20.89 km，其中隧洞长1.18 km，压力管道长20.89 km（含洞穿管1.18 km）。第二部分为北图划—云竹水库段线路。本段线路起点位于北图划村。采用双管并行输水方案，分别为DN 1 400 PCCP（接关河支线）与DN 1 600 PCCP（接2 号隧洞出口—北图划支线），沿云竹河右岸公路边布设，向西北至云竹水库下游约300 m 处进入3 号隧洞(BYG 10+689.7 m)，于 BYG 10+965.7 m 出洞至云竹流量调节阀室，后接355 m 长的4 号隧洞进入云竹水库。输水方式为有压重力流输水。本段线路总长11.52 km，其中隧洞长0.626 km，压力管道长2×10.97 km（含洞穿管0.276 km）。

2 试通水试验目的

按照东山供水工程关河水库—云竹水库段输水线路工程的设计、施工、安装等相关规程、规范及技术文件，通过试通水检验工程设计、土建工程质量、管材制造及安装质量、机电设备制造与安装质量等，发现工程存在的问题并及时处理，积累经验，以便为下一步本工程的其它线路试通水及全线通水提供必要的资料和技术支撑，关河水库—云竹水库段输水线路的具体检验指标有：

检验水工、水机、电气及金结等专业设计的合理性；对土建工程质量进行检查和鉴定，包括阀室（井）、进水塔、镇墩及隧洞等；对管道制作、安装质量进行检查和鉴定；对沿线闸阀制作、安装质量进行检查和鉴定，初步掌握闸阀设备的运行性能，测定并记录运行中必要的技术数据；通过关河泵站试运行，检验机电设备的制作、安装质量，初步掌握机电设备的运行性能，测定并记录运行中必要的技术数据，为编制泵站运行规程提供相关资料；通过云竹流量调节阀室试运行，检验相关机电设备的制作、安装质量，初步掌握机电设备的运行性能，测定并记录运行中必要的技术数据，为阀室编制运行规程提供相关资料；通过云竹水库进水塔试运行，检验相关机电、金结设备的制作、安装质量，初步掌握机电、金结设备的运行性能，测定并记录运行中必要的技术数据；及时发现水机、电气设备运行及工程中存在的问题，并进行处理；通过试通水，检验工程总体运行的可靠性，为工程全线通水安全可靠运行提供依据。

3 试通水方案

3.1 管线充水

关河水库—云竹水库段充水时，利用关河水库作为水源地，关河泵站采用单泵小流量0.46 m3/s 充水，直至管道全部充满。所有流向云竹流量调节阀室出水池的阀门全部关闭，排水阀处于关闭状态，排气阀处于开启状态。在充水过程中，如发生无法控制的异常现象，应研究考虑采用更小流量充水或其他措施。

3.2 关河泵站启动程序

第一步，泵站向管线充水（1 台低扬程机组试运行）。在单机试运行的基础上进行启动关河泵站4 号（或 5 号）机组，设计流量为 0.68 m3/s，现以0.46 m3/s 充水（压阀运行），待管线全部充满后，转入试运行。

第二步，出水池水位达到1 045.00 m，启动关河泵站变频机组1 号，设计流量0.68 m3/s。完成泵站1 台机组的试运行。

第三步，启动关河泵站变频机组2 号，设计流量0.68 m3/s，总流量1.36 m3/s。完成泵站2 台机组的试运行。

第四步，启动关河泵站变频机组3 号，设计流量0.68 m3/s，总流量2.0 m3/s。完成泵站3 台机组的试运行。

第五步，正常停机应逐台关停，禁止泵站同时关停多台机组的操作方式。

3.3 云竹流量调节阀室启动程序

包括启动前的准备、流量调节阀的启动运行调度、流量调节阀的正常运行调度。

3.3.1 启动前的准备工作

关河泵站调压井水位在基准值。检修阀室检修阀处于全开状态，旁通阀处于全关闭状态。有关流量调节阀处于全关闭状态，投入运行的流量调节阀前的检修阀处于全开状态。再次确定关河泵站出水池水位。各种辅助、监控、通讯设备及仪表等均处于完好状态。全线各阀室阀门供电电源开关处于合闸状态。根据用水需要，确定Q需。出水池水位在基准水位±0.1 m 范围内。流量调节阀的启动运行调度，调度中心设定工作阀（包括主工作阀和辅助阀）的流量，然后发出同时开启减压阀室内的工作阀的指令。工作阀开启后，由工作阀的PLC 采集流量计的数据Q现。

3.3.2 流量调节阀的正常运行调度

当在线式调流阀做为调节阀时，以关河泵站调压井水位为控制，要求调压井水位控制在1 021.00 m 以下，对调流阀进行调节，流量计数据为监测数据。调节按每次动作1%开度，开或关进行微调节。

3.3.3 流量调节阀运行控制要点

关河泵站调压井水位值是运行控制要素，调度中心应对调压井水位加强监测，保证运行良好。由于流量调节阀的流量参数来源于该阀前的支流量计，为保证对流量调节阀的监测和调节精度，应密切关注流量计与泵站流量计。

3.4 管线试通水检测

试通水运行过程中，应密切关注关河泵站不同机组运行时的异常现象，并做好相关记录。

试通水运行过程中，应密切关注管线沿线及泵站进出口各压力表的读数在不同条件（不同台数）或异常条件下的变化情况，如发生异常变化，应及时检查管道，是否有漏水，必要时应停机检查。

试通水运行过程中，应密切关注沿线各流量计在不同条件（不同台数）下的读数，并做好详细的记录，如与设计有较大变化，应及时检查管道，是否有漏水，必要时应停机检查。

3.5 自动化控制检测

关河泵站采用计算机监控保护系统，对全站的主机和附属设备进行操作控制。控制方式采用远方自动控制、现地自动控制和现地手动控制。集中自动控制，利用设置中控室的操作员工作站进行远方控制。现地手/自动控制，利用机组LCU 现地控制装置，对机组参数、运行状态等进行实时监控和数据采集，在LCU 屏面板上设有现地、自动和远方控制转换开关。沿线阀室通过设置于现地的LCU 屏进行自动控制，LCU 屏功能要求同泵站要求。

4 试通水事故及故障处理预案

4.1 管线段事故处理预案

通过观测分析全线检修阀室的压力变送器数值与设计值的相对关系，分析关河泵站出水流量与云竹流量调节阀室前流量计读数的关系，以及输水线路巡查，综合判断管线有无漏水。

4.1.1 管道漏水处理预案

充水过程中若发现某一处管道漏水、管道爆裂及管道接口脱开等事故，关河泵站应根据情况进行停机，并关闭事故处管道上、下游距离最近的检修阀，使该段管道与系统隔离，视其漏水情况，决定是否排空该段管道。如需要，可打开该区段内的所有排水阀，先利用自排然后再用水泵从排水井中抽排，必要时打开相应排气阀井的进人孔盲法兰，用水泵从进人孔中抽排，排空管道以便检修。

4.1.2 排气阀漏水处理预案

若排气阀漏水，应关闭排气阀下的截止阀，对排气阀进行检修或更换，处理后打开截止阀。

4.1.3 排水阀漏水处理预案

若排水阀漏水，应检查漏水情况，并分析漏水原因，做好记录，试通水完成后再进行处理。若漏水量过大应泵站停机检修或更换漏水的排水阀。

4.2 水泵机组处理预案

机组在运行中因外界或自身原因，可能会出现异常现象与故障。这些异常与故障会通过震动、噪声及仪表等反映出来，如保护动作、发出音响和灯光信号。运行人员要按照水泵电动机组运行规程，根据故障性质分析判断并及时处理，不使故障扩大，避免造成严重后果。

机组事故时，通过保护装置自动停机，但运行人员不能因此放松警惕，谨防保护装置失灵。如发现事故苗头，危及机组安全，应按运行规程及时停机。

4.3 管线各种阀门处理预案

在试通水时，如果阀门出现震动和噪音过大等情况，应根据具体情况采取相应措施。原因大致有两种：一是可能有异物堵塞阀门的传动机或流道；二是阀门局部产生汽蚀。

4.4 备案记录

在试通水过程中的每次异常事件处理，不论大小均要做好详细的记录和音像资料，形成正式报告，为后续运行积累经验，报告内容包括事故现象描述、原因分析，处理方法，处理效果等。

5 结论

本次试通水过程中，编制了详细的试通水预案，尽可能将出现的问题及解决方法考虑到位。关河泵站机组联合运行时间为6 h，机组无故障停机3 次，每次无故障停机时间0.8 h。经检测，机组在起动、停机和持续运行时各部位工作均正常，压力管道接口无漏水、损坏现象，达到设计流量，试通水一次成功。