任务2 排水系统

水电站机组自动化运行与监控学习情境辅助设备的自动控制及运行

排水系统1.了解排水系统的对象；2.熟悉排水系统的组成；3.了解排水方式；4.能看懂排水系统图；5.能在仿真机上对排水系统各种工况进行操作、处理；6.学会排水系统运行中的操作；7.掌握排水系统故障处理措施。知识要点排水系统图3排水系统自动控制2排水系统的对象和排水方式

1排水系统仿真运行与操作4排水系统故障处理5☞

排水系统是水电厂辅助设备中最基本的系统之一。☞在水电厂，排水系统是比较容易发生事故的部位，若排水系统不可靠，就会引起水淹厂房的重大事故，严重威胁水电厂的安全和运行。

1.2排水方式

1）渗漏水排水方式

◆集水井排水：此种排水方式是将水电站厂房内的渗漏水经排水管、沟汇集到集水井中，用卧式离心泵、深井泵或潜水泵排到厂外。由于厂内设置集水井容易实现，卧式离心泵的安装、维护方便，价格低廉；潜水泵为机电一体式，具有体积小，重量轻，且节能效果显著、安全、防缠绕，无堵塞等优点。这种方式适用于中小型水电站。

1.排水系统的对象和排水方式1.排水系统的对象和排水方式

1.1排水系统的对象

2）检修排水当检查、维修机组或厂房水工建筑物的水下部分时，必须将水轮机蜗壳、尾水管和压力钢管内的积水排除。

◆检修排水的特征是排水量大，高程很低，只能采用排水设备排除。为了加快机组检修，排水时间要短。属临时性工作，通常采用手动控制。1.2排水方式

1）渗漏水排水方式◆廊道排水：这种排水方式是把厂内各处的渗漏水通过管道汇集到专门的集水廊道内，再由排水设备排到厂外。此种方式多采用立式深井泵，且水泵布置在厂房一端。设置集水廊道受地质条件，厂房结构和工程量的限制，可适用于立式机组的坝后式和河床式水电站，加之立式深井泵的安装，维护复杂，价格昂贵，这种方式适用于大中型水电站。

1.排水系统的对象和排水方式

2）检修排水方式◆直接排水：此种排水方式是将各台机组的尾水管与水泵吸水管用管道和阀门连接起来。机组检修时，由水泵直接将积水排除。其排水设备亦多采用卧式离心泵。水泵可以和渗漏排水泵集中布置或分散布置。直接排水方式运行安全可靠，是防止水淹泵房的有效措施，目前，在中小型水电站中采用较多。

1.排水系统的对象和排水方式

2）检修排水方式◆廊道排水：这种排水方式是把各台机组的尾水管经管道与集水廊道连接。机组检修时，先将积水排入集水廊道，再由水泵排到厂外。采用此种方式时，渗漏排水也多采用廊道排水，两者可共用一条集水廊道，条件许可时，渗漏水泵亦可集中布置在同一泵房内。1.排水系统的对象和排水方式2.1渗漏集水井◆集水井内，工作水泵启动水位与停泵水位之间的容积，称为集水井有效容积。◆渗漏集水井的总容积除有效容积外，还包括安全容积、死容积和备用容积。◆报警水位至不允许淹没的厂房地面之间，应留出一定的安全距离，这部分容积称为安全容积。◆工作水泵启动水位与备用水泵启动水位间的容积，称为备用容积。◆停泵水位以下的容积称为死容积。停泵水位至井底的距离，取决于底阀的大小、底阀的淹没水深及为防止吸入底部脏物和保证进水条件对底阀下缘至井底的间距要求。2.排水系统自动控制2.2渗漏排水控制

渗漏排水采用卧式离心泵的排水系统图。设置两台渗漏排水泵，集中布置在水泵室内。漏排水泵一台工作，一台备用，由液位信号器控制，根据集水井水位高低，自动启停，排除集水井内积存的渗漏水。全厂的渗漏水都通过排水管和排水沟流入集水井。渗漏排水泵的控制。渗漏排水泵一般采用自动化操作，由液位信号器控制工作泵与备用泵的启停，并在水位过高时发出警报信号。◆工作水泵启动水位：启动工作水泵；◆备用水泵启动水位：启动备用水泵，与工作水泵同时工作；◆报警水位：水位过高时发出警报信号；◆停泵水位：停止工作水泵及备用水泵。2.排水系统自动控制

2.3检修排水控制

检修排水采用卧式离心泵的排水系统图。全厂共设置两台检修排水泵。检修排水采用直接排水方式排水泵以管道和各台机组尾水管相接，当某一台机组检修排水时，打开该机组放空蜗壳的管道和检修排水管上的相应的阀门，水泵吸水管不装设底阀，若启动前泵体内未充满水而有空气时，则利用真空泵先将空气抽去。2.排水系统自动控制

3.1渗漏排水和检修排水不完全 合一的排水系统该系统设置两台卧式离心泵，作渗漏和检修排水之用。为了满足检修排水泵在低水位时能启动引水，并增设了一台真空泵。正常运行时，两台泵作渗漏排水用，平时一台工作，一台备用，运行方式可定期切换，互为备用。由液位信号器根据整定的集水井水位控制其启、停。机组检修时，先关闭阀1，打开阀2，由两台水泵一起排除检修积水。待积水排除后，再关闭阀2，打开阀1，由1#水泵自动排除厂内渗漏水，2#水泵手动排除进水口闸门和尾水管闸门的漏水。这种排水系统只要集水井中水泵的吸水管底阀正常，就可以避免水淹泵房和厂房的事故。3.排水系统图

3.2渗漏排水和检修排水系统分开的排水系统该系统采用两台渗漏排水泵和两台检修排水泵。整个设备可以集中布置在同一水泵房内。渗漏排水采用集水井排水方式，两台水泵互为备用，由集水井液位信号器自动控制。检修排水采用直接排水方式，水泵经主排水管道与各机组尾水管排水管相连。水泵的充水，通过排水管上旁通阀打开一开度即可充水。如果其中一台机组检修时，通过阀门切换，可实现两泵同时进行排水，等排水完成后，再利用一台泵来排除尾水闸门和进水阀的漏水。3.排水系统图

4.模拟仿真展示

检修集水井水位上升到工作泵启动值140.0时，有现地检修泵控制柜内PLC程序控制启动主泵运行，打开检修泵轴承润滑水电磁阀，经283（284）进入深井泵推力轴承，延时一分钟后由软启装置启动电机，检修泵出水经逆止阀、714（715）排到下游尾水，检修井水位下降到停泵值138.0时，PLC开出停泵令，水泵停止运行，延时后关闭轴承润滑水电磁阀；2台检修泵主备用自动切换；若检修集水井水位继续上升，到140.5时备用泵启动接点接通，由PLC开出2台水泵启动令，2台泵同时运行，出水经逆止阀、715、714排到下游尾水，检修井水位下降到停泵值138.0时，PLC开出停泵令，水泵停止运行；若由水泵故障或其他原因，集水井水位继续上升，到达141.0时发出水位危急报警信号。检修水泵自动运行流程

5.1水泵运行方式1)正常情况下1号、2号排水泵为自动运行方式，其控制柜电源正常供电，动力电源正常投入，控制柜把手均放“自动”位置，控制箱把手放“远方”位置。排水阀为常开。2)正常情况下3号、4号排水泵为备用状态，不做自动控制，其控制柜电源正常供电，控制柜把手均放“切除”位置，柜内动力电源开关断开，控制箱把手放“现地”位置，进水阀、排水阀为常开。5.排水系统运行操作

5.2水泵操作注意事项

1)渗漏水泵正常运行时，两台均放“自动”。两固态控制器无脱扣现象。2)当尾水管排水时，应加强对检修水泵的运行监视。3)渗漏水泵运行时，轴承润滑冷却水不得中断，当冷却水中断时应立即停泵。4)检修、渗漏水泵启动前应给上轴承润滑水，若无润滑水，设法恢复后再启动。5)在检修水泵、厂区水泵长期停用期间，必须做到周期性的检查。6)厂区3号、4号排水泵的操作和维护由检修人员负责，汛期正常排水时，启动1号、2号厂区水泵排水，当1号、2号泵排水不及时，应通知检修人员启动3号、4号泵排水。5.排水系统运行操作

6.排水系统故障处理序号故障种类原因消除方法1功率增高1.叶轮与壳体发生摩擦；2.水泵中吸人大量砂子；3.滚珠轴承已磨损。1.调节转子提升量；2.清理水井；3.修理滚珠轴承。2水泵剧烈振动1.动力装置安装不同心；2.传动轴弯曲1.重新安装动力装置使之同心；2.校直轴。3滚珠轴承发热1.油盒中无油或不清洁；2.冷却水不足或未给水；3.滚珠轴承摩损。1.清洗加油；2.稍关小出口阀门，清洗冷却水管；3.换轴承。5填料涵中漏水过多1.填料已摩损；2.填料压得不紧；3.轴摆动或弯曲。1.换填料；2.压一下填料压盖或加一圈填料；3.将轴取出校正。6止逆装置失灵1.止逆结合子中不清洁；2.电机上盖的凸起部已磨损。1.将上逆合子拆下，用煤油把槽清洗干净；2.将凸起部加深或换新的。7水泵流量减少