老廠磁性翻柱液位計改造后的運行分析
日期：2019-11-02 來源： 作者：
【摘 要】2008 年，柘溪水電廠對老廠的磁性翻柱液位計進行了改造，本文對磁性翻柱液位計改造后的運行情況進行了分析、評價，并就分析的問題提出了進一步的改造建議。
引 言
柘溪水電廠的老廠磁性翻柱液位計在設計時由于受到建廠時的技術水平制約，采用的是離心水泵，且工作方式為機組檢修時手動抽機組的尾水。 于 2008 年對磁性翻柱液位計進行了改造，實現了自動維持尾水位的功能。 改造后老廠的磁性翻柱液位計系統的運行情況如何？ 改造是否成功？ 是否還存在問題？ 本文就針對改造后磁性翻柱液位計的進行運行分析， 并就分析的問題提出進一步的改造建議。
1 改造背景及改造情況
1.1 改造背景
（ 1 ）老廠的磁性翻柱液位計在進行自動維持尾水改造前，只有＃2 、 ＃3 水泵能手動抽 ＃1－＃6 機的尾水，如圖 1 所示。
（ 2 ）在每臺機組檢修期間，由一臺水泵節流長期運行，由運行人員定期輪換，在一個檢修周期內， ＃2 、 ＃3 水泵每臺均要低負荷連續運行 2-3 個月，到檢修后期水泵的效率明顯下降，常因水泵排水能力不足而對水泵進行臨時檢修， 影響了機組的檢修安全。 同時在維持尾水位的過程中，需要運行人員精確調整 ＃2 、 ＃3 水泵的進水閥，使尾水管的來水與排水保持平衡，調整有偏差時會導致尾水位上升，影響了機組的檢修安全。
1.2 改造情況
（ 1 ） 2008 年，對老廠的磁性翻柱液位計進行了自動抽水改造，于2008 年 9 月 16 日經三級驗收。 主要進行的改造是：在磁性翻柱液位計母管與 ＃2 水泵的聯接管路上引出一個閥門（ 412 閥），可將尾水排至主集水井內，改造情況如圖 2 所示。
（ 2 ）當檢修機組首次手動將尾水抽下去后，開啟 412 閥，將尾水管的水直接排至主集水井，由 ＃1 、 2 、 3 水泵輪流自動啟動抽水，達到自動維持檢修機組的尾水管水位的目的。
2 改造后的運行分析
2.1 統計情況分析
經過對 3 個檢修周期 18 次機組檢修時水泵維持尾水位運行情況進行統計。
（ 1 ）全部 18 次機組檢修中，實現了自動維持尾水位的有14 次（包括一次 #3 、 #4 機同時檢修）。 未實現的 4 次。 未實現自動維持的 4 次分別是 2009 年 2 月 #1 機單獨抽尾水一次，2009 年 9 月 #6 機一次， 2009 年 12 月同時維持 #3 、 #4 機尾水位一次， #2010 年 1 月同時維持 #1 、 3 機尾水時一次。
（ 2 ）不能實現自動維持的主要原因是閘門的漏水大，自動維持時主集水井水位上漲過快，水泵啟動過于頻繁。
（ 3 ）從出現的幾次不能自動維持的情況分析，尾水閘門的漏水都較大，有時通過重新提起、關閉尾水閘門及堵漏還是不行（ 2009 年 9 月 #6 機）。 但從 2009 年底使用了新的尾水閘門后，在 2010 年的機組檢修中，除 2010 年 1 月份 #1 機開工時因 #3 機在同時檢修，未實現自動維持外，其余機組的檢修均實現了自動維持（包括 2010 年 12 月 #3 、 #4 機同時檢修）。
（ 4 ）在實現了自動維持的機組檢修中，也有初期來水大，不能實現自動的情況，但通過對尾水閘門堵漏等措施后，能夠實現自動維持。
（ 5 ）在所有實現了自動維持的 14 次中，只有 2 次 #1 水泵能夠將水抽下（均是 #5 機），且 #1 水泵抽水用的時間是 #2 、 3水泵的 3 倍。 其余的 12 次， #1 水泵均不能直接將水抽下，有時可以保持集水井水位不上漲， 運行 30min 后備用啟動將水抽下， 有時 #1 水泵抽水時集水井水位繼續上漲至備用啟動值，備用啟動將水抽下。
（ 6 ） #1 水泵抽水不下時，所有的備用啟動均會在上位機上發“事故信號”，在抽尾水期間，差不多以 40min 至 1h 為周期，在 #1 水泵啟動一段時間后發信號。
（ 7 ）為減少頻繁發事故信號，在 2010 年 9 月 #2 機檢修時，將 #1 水泵放“切”，不參與自動輪換， #2 、 3 水泵自動維持水位正常。 但 #1 水泵的排水能力未得到運用， #2 、 3 水泵的運行時間會相應加長。
（ 8 ） 14 次自動維持尾水過程中，出現了 4 次因水泵效率降低的情況，其中有 2 次只有一臺水泵效率下降，其余兩臺水泵能自動維持。 有 2 次 #2 、 #3 水泵效率同時下降導致不能自動維持，經對水泵處理后可自動維持。
2.2 改造情況評價
（ 1 ） 18 次檢修有 14 次成功實現自動維持，如果能通過其它堵漏措施減少其余 4 次的來水量，成功次數會更多。
（ 2 ）由于實現了自動維持尾水位，維持的過程中無需精確調整 ＃2 、 ＃3 水泵的進水閥，也無需手動進行水泵輪換，維護過程簡單了很多，大大減少了運行人員的操作量。
（ 3 ）改造前 #2 、 #3 水泵在每 1 臺（或 2 臺）機組檢修后，都需要檢修人員對水泵進行一次檢修， 否則水泵就不能高效率的工作。 實現自動維持后，機組檢修期間 #2 、 3 水泵的運行時間減少了很多，且啟動后基本都工作在設計工況，設備的工作狀況有很大的改善。 雖也有水泵效率下降情況，但出現的次數很少。
（ 4 ）綜合分析后認為改造是成功的。 但仍存在如下的一些問題。
2.3 存在的問題分析
①#1 水泵排水能力小， 自動維持期間常使主集水井達備用啟動水位，而啟動備用水泵（即 #2 、 3 水泵），同時發“事故信號”，從統計分析看，“事故信號”在整個檢修期間是長期頻繁的出現，容易造成運行人員麻痹。 同時主集水井水位常漲至備用啟動水位，也影響集水井的安全運行。
② 首次抽尾水能力不足，當閘門漏水大時，有時不能抽下尾水，當老廠 2 臺機檢修時，新開工機組抽尾水時，由于首次抽尾水需 4h 以上， 需檢修人員在已開工機組的尾水管加裝潛水泵來維持尾水管水位。 影響了檢修工作的安全及順利開展。
③ 當老廠兩臺機組檢修時， 由于來水較大， 出于安全考慮，不適宜自動維持尾水位。
3 進一步的改造建議
（ 1 ）針對第 ① 、 ② 條仍存在的問題可以看出，如果能夠提高 #1 水泵的排水能力， 且將 #1 水泵也具有首次抽尾水的功能，以上問題就可以解決。
（ 2 ）具體改造建議
① 提高 #1 水泵的排水能力， 可考慮更換成 #2 、 3 水泵的型號。
② 對 #1 水泵的管路進行改造，將主集水井的尾水放水閥管道延伸至 #1 水泵，使 #1 水泵也具有首次抽尾水的功能，如圖 3 所示。
（ 3 ）改造的可行性及所新增的功能分析
① 改造只需更換 #1 水泵，并增加二個進水閥，分別連接尾水母管及主集水井， 并對 #1 水泵的管路進行重新布置，所需資金不多。
② 主集水井場地狹?。▓D 4 ），但從現場測量結果看， #2 、 #3水泵的基礎占地面積為 1m×2m ， 另加管路布置的地方共約1.5m×2m ， #1 水泵基礎及至墻壁處的面積為： 1.5m×2.2m 。 基本上可以布置一臺大功率水泵。只是管路布置時會略顯擁擠。從分析結果看，進行改造是可行的。
③ 改造后，由于首次抽尾水的能力得到增強，將減少機組檢修時運行布置安全措施的時間， 也就節約了整個機組的檢修時間，同樣會使機組的可調時間增加。
④ 磁性翻柱液位計能力增強， 使得機組檢修時水下部分檢修的安全性得到增強，有利于全廠的安全生產。
（ 4 ）進一步改造后的磁性翻柱液位計運行建議
① 在機組檢修時， 先將與輔助集水井的連通閥 436 閥關閉，并在整個檢修期間保持關閉，減少主集水井來水。
② 檢修機組首次抽尾水時，同時手動啟動 #1 、 #2 、 #3 水泵將尾水抽下。
③ 確定尾水管來水的大小，如滿足條件，將 #1 、 #2 、 #3 水泵倒換至自動抽主集水井， 并開啟主集水井排尾水閥門（ 412閥），由 #1 、 #2 、 #3 水泵自動維持檢修機組尾水位。
④ 針對“老廠兩臺機組檢修時，由于來水較大，出于安全考慮，不適宜自動維持尾水位”的情況，建議進行機組檢修計劃安排時進行考慮。 老廠正常情況下，盡量不安排兩臺機組同時檢修。 可考慮在老廠安排了一臺機進行大修的情況下，該機組大修期間安排新廠機組同時檢修。 從而提高檢修安全的可控性。
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