四川华能东西关水电有限公司 四川南充 637000
摘要：东西关水电站消防水系统包括消防用水、滤水设备、主轴密封水用水、生活用水及绿化用水等。随着时间推移，相关系统陈旧老化，产品过时等难以维修，对电站正常的生产运行、消防保证及生活等都造成诸多不变和设备的可靠性降低，对建站20多年的东西关电站来说，对消防水系统的改造是非常有必要的。
关键词：消防；密封用水；可靠性
前沿
东西关水电站位于四川省武胜县境内的嘉陵江中游，有4台单机为52.5MW的轴流转浆式水轮发电机组，于1995年正式开始发电。电站消防水系统采用坝前取水，主要供电站机组主轴密封用水，厂区各水泵润滑用水、厂区办公楼生活用水、绿化用水以及厂区消防用水。由于建站时消防水系统的先天缺陷以及设备技术更新，面临越来越多的问题需要解决。诸如消防用水的可靠性，消防用水要全天候有充足的水量、水压，在发生火灾情况时消防用水要能及时投入；机组主轴密封用水不但要供应持续稳定，保证主轴密封用水连续可靠，还要求水质达到一定的清洁标准，保证机组主轴密封的安全运行；厂区生活用水和办公楼生活用水也要有相对好的水质质量，尤其是生活饮用水对员工健康尤为重要。在汛期时生活用水水质浑浊，无法满足生活用水需要。由于近年来河流污染严重，河内浮渣增多，尤其是在汛期，上游带下来的浮渣和泥沙严重影响嘉陵江水质，主轴密封主用密封水取自坝前，备用密封水都取自相应的机组蜗壳，蜗壳水压只有1.2MPa,不能满足主轴密封用水的水压要求，一旦主轴密封主用密封水源出现故障无法供水，主轴密封备用水源实际上也无法满足供水要求。再由于密封用水的水处理室设备陈旧，设备配件难以购买，维护难度大，主用密封用水的水处理系统已处于瘫痪状态。自2007年以来，在汛期6至10月份，经常出现主轴密封水中断或水压不足而发生紧急停机现象。2014年6月9日，09:32时，集控中心监控系统报1F至4F机组主用密封水中断，值长派现场值班人员立即到厂房切换主用密封水到备用密封水，发现备用密封水水压为“0”，备用密封水水压不足，备用密封水信号也显示为中断，随后派人到屋顶清洁水池和山顶消防水池进行检查，检查发现消防水池及屋顶清洁水池都没有水，消防水泵未启动，集控中心监控画面显示卡死，但因检查时间超过5分钟，4台机组延时停机，集控值长立即派人手动启动消防泵，然后逐步恢复机组主轴密封用水，机组恢复运行。因此，消防供水系统的缺陷对机组的安全稳定运行和全厂消防都造成了重大隐患。
一、改造前系统介绍
东西关水电站原消防系统是通过坝前取水口取水，经过一台ZLSG-G型全自动滤水器，再经过两台消防加压水泵将水送至位于310.00m高程的消防蓄水池中（坝前取水口228.33m）。消防水池的水分别供消防用水、厂区办公楼生活用水、绿化用水、以及经过水处理室处理后做主轴密封水的主用水和厂房水泵润滑水。电站备用密封水取机组蜗壳，也经过一台一台ZLSG-G型全自动滤水器，然后直接或经过加压泵后作为主轴密封水的备用水，加压水泵在水压低于0.8MPa启动，在1.2MPa是停泵（如图所示）。
二、东西关电站消防系统改造方案的实施
我们对电站消防水系统情况进行全面分析，从取水来源到水质净化再到控制系统三个关键点进行考察对比，结合电站实际情况，统筹策划，以保障设备安全运行为最终目的，做到费用低、效果好、实施方便。
首先，重新核算主轴密封水用量，原来的消防水池容积900立方米，根据现在消防水泵情况统计，水泵每天抽水时间总和平均约为5小时左右（必要时可以间断抽水10小时以上），单台水泵流量60m3/小时，两台水泵每天抽水约600立方米。机组每台主轴密封水用量约4 m3/小时，4台即用水量为16 m3/小时，其他的厂区水泵润滑水用量较小，再考虑有漏水情况，目前的消防水泵抽水量、消防水池容量满足当前厂区正常需要，消防用水也可以得到保障。
其次，原供应主轴密封用水的水质不能满足设备要求。主用密封水通过LSG-G型全自动滤水器后进行初次过滤，有一定效果，且滤水器运行近20年一直保持稳定性可靠，没有发生设备故障，可以继续使用。原消防水池容量900立方米，满足现状消防用水的需求。目前水处理室设备太过陈旧，在原有基础上技改难度大，相应的设备市面上基本淘汰，维修配件已停产，屋顶清水池容量过小，过滤能力不能满足要求。为此，保持消防水池容量不变，稍作改进，将消防水池改造为两段，中间用滤网进行隔开，然后再增加一套双层系列一体化净水器，将消防水池引出的水进行再次净化，进入重新修建的清洁储水池，此时水质可以达到城市自来水标准，最后送到厂房做机组主轴密封用水和厂房水泵润滑水等。厂区消防用水对水质要求不高，可以保留原来的引水方式，直接从消防水池取水即可。
再次，主轴密封用水的备用水源也要可靠，要符合主轴密封用水的水质、水压要求，经过对电站附近地下水的检验，水质良好，决定采用井水作为备用密封水的水源。在厂房生活区下游处打一口水井，由一台单极水泵提升至290m高程的生活用水池，生活用水池和清洁水池相邻修建，水处理室修建在水池旁边，这样方便施工，节约费用。井水质量经检测符合饮用水标准，所以可以直接作为厂区生活用水，提升厂区生活用水的质量，也可以作为机组的主轴密封水的备用水源。生活水池容积为200立方米，单极水泵抽水能力为94m3/小时，在主轴密封水主用水源出现故障的情况下可长时间供应主轴密封用水，平时作为生活用水。改造后的消防水系统如图所示。
最后，该套系统全部采用一套全新的PLC自动控制系统，信号及控制方式都接入集控中心监控系统，可以在集控中心进行监视和水泵的启停操作，在特殊情况下可将控制方式切换至现地，由现场人员进行操作控制。主用密封水和备用密封水也可在监控系统进行及时切换，在主用密封水故障的情况下可迅速投入备用密封水，保证了密封水的连续供应。全新的PLC自动控制系统对监控系统的兼容性更好，避免了画面卡死的现象。
三、消防系统技术改造后的成效
消防系统的改造后，正真做到了机组主轴密封用水的清洁、连续、可靠。消除了因主轴密封中断而引起的机组停机和主轴密封损坏的重大隐患，自2015年改造完成后未出现过主轴密封水中断的信号，机组主轴密封水运行正常，消防系统各水池水位、水泵状态和信号均无异常。新的双层系列一体化净水器可在自带的控制系统下连续运行，维护方便，维护费用低。改造后的生活用水可直接饮用，改善了电站员工在厂区的生活质量，节约了在最近县城武胜县购买桶装水的费用。全新的控制系统保证了对消防水系统的全时段，全方位的监控，保证了消防用水的可靠性。
结论：
设备在不断的更新，技术在飞速发展，水电站在投运后，随着时间的推移，设备老化，部分缺陷就显得尤为突出，甚至直接影响水电站安全运行，对水电站部分设备的技术改造升级是非常有必要的，对水电站安全运行有这非常显著的效果。同时，改善员工生活环境，提高电站人员、设备全方面健康发展，促进电站可持续发展。
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论文作者:孔学升
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/23
标签：用水论文; 主轴论文; 水池论文; 水泵论文; 机组论文; 水系论文; 厂区论文; 《防护工程》2017年第26期论文;