摘要：某水力發(fā)電廠(chǎng)機變技術(shù)供水系統主要為上導軸承、下導軸承、水導軸承、推力軸承冷卻器以及發(fā)電機空冷器、主變冷卻器、主軸密封水、大軸補氣潤滑水等供水。一旦供水中斷，輕則造成機組超溫跳閘，重則造成機械設備不可逆轉的損傷，因此機變技術(shù)供水系統對于水輪發(fā)電機組的重要性不言而喻。某水力發(fā)電廠(chǎng)自投產(chǎn)發(fā)電以來(lái)，機變技術(shù)供水濾水器普遍存在頻繁的堵塞問(wèn)題，對機組安全穩定運行造成了極大困擾。該文擬對該機變技術(shù)供水系統堵塞及處理措施進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，分析故障成因，并提供工程解決措施。這不僅對水電站類(lèi)似故障處理提供了實(shí)踐案例，也對水電站技術(shù)供水系統的工程設計、安裝、運行、檢修維護提供非常有價(jià)值的參考意見(jiàn)。
1 某站技術(shù)供水系統簡(jiǎn)介
某電站由一庫兩級電站組成，上游電站為高壩地下式結構，安裝有 6 臺單機容量 600 MW 機組，機組額定水頭200 m ；其下游電站為低壩引水式，安裝有 8 臺單機容量600 MW 的機組，機組額定水頭 288 m。
兩站技術(shù)供水系統均采用磁翻板液位計單元供水方式，水源取自尾水管，濾水方式采用濾芯過(guò)濾式濾水器。上游電站機組技術(shù)供水由 2 臺臥式離心泵組成 ；主變技術(shù)供水由 2 臺立式離心泵組成。下游電站技術(shù)供水由 2 臺臥式離心泵組成，一臺工作一臺備用，提供機組和主變技術(shù)供水 ；2 臺主變空載冷卻磁翻板液位計，提供主變空載運行時(shí)供水 ；同一水力單元機組技術(shù)供水系統設有聯(lián)絡(luò )閥，可以互為備用。每臺機組在技術(shù)供磁翻板液位計出口各設 1 臺主用濾水器。
2 技術(shù)供水堵塞情況
電站運行初期，兩站部分機組均導致不同程度技術(shù)供水流量下降，水導軸承溫度、發(fā)電機定子溫度、主變溫度持續上升等問(wèn)題。其中的下游電站問(wèn)題較嚴重，雖經(jīng)采取加大技術(shù)供水流量等措施后，溫度上升仍然無(wú)法緩解，zui后被迫停機進(jìn)行處理。象下游電站 #2 機組投運初期水導軸瓦瓦溫初始溫度為 18.5 ℃，經(jīng)過(guò) 14 h 運行后，#6 軸瓦溫度升至 64.2 ℃（報警定值 65 ℃，停機定值 70 ℃），油溫升高至 43.7 ℃。同時(shí)發(fā)現推力外循環(huán)、主變、發(fā)電機定子溫度均在持續上升中，且沒(méi)有穩定的趨勢。zui后被迫停機進(jìn)行檢查處理。
在打開(kāi)該機濾水器，水導冷卻器上端密封蓋板，主變冷卻器濾水器等位置后，發(fā)現大量泥沙、焊渣、雜草、編織袋等異物已嚴重堵塞相應濾芯。至此，機組運行過(guò)程溫度升高的直接原因已經(jīng)被找到。
后續經(jīng)過(guò)多次清理，焊渣、雜草、編織袋等異物逐步減少，但下游電站技術(shù)供水濾水器的泥沙和雜物堵塞情況始終未見(jiàn)明顯改善。特別是汛期堵塞尤為嚴重。經(jīng)統計，2015 年 6 月至 8 月 60 天內，共進(jìn)行技術(shù)供水濾水器清洗 68 臺次。嚴重時(shí)，剛清理完畢幾小時(shí)后又被迫再次清洗，為保證機組運行安全并在 #1 技術(shù)供磁翻板液位計出口重新加裝 1 臺備用濾水器，這不僅給機組安全穩定運行帶來(lái)隱患，也極大地增加了現場(chǎng)工作量。
3 堵塞原因分析
通過(guò)現場(chǎng)檢查，導致該廠(chǎng)技術(shù)供水濾水器以及各部設備堵塞的異物，zui明顯的來(lái)源有以下 3 點(diǎn) ：
一是電站水庫蓄水初期，庫區植被被水淹沒(méi)后腐爛，隨發(fā)電引水系統流動(dòng)，zui后被技術(shù)供水系統吸入。
二是電站建設階段，庫區兩岸建有大量的加工及生活設施，廢棄物收集處理不徹底，庫岸廢棄物在蓄水后進(jìn)入水庫，zui后被技術(shù)供水系統吸入。
三是機電設備安裝過(guò)程不規范，管路清掃檢查、沖洗不徹底，導致焊渣、焊條、金屬碎屑、建筑材料等異物遺留在管路中，zui后隨技術(shù)供水堵塞相關(guān)設備。
除以上異物原因外，長(cháng)期困擾該電站維護人員的是泥沙堵塞問(wèn)題卻難以找到原因。由于該電站所在的河流為輕度泥沙含量河流，其上下游已投運的多座電站，在相同的技術(shù)供水取水方式下，并未出現如此嚴重的泥沙堵塞問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對不同電站技術(shù)供水系統細部結構的對比分析，終于發(fā)現問(wèn)題的原因可能出現在技術(shù)供水取水口位置設置上。
該站技術(shù)供水取水口設置在尾水管的軸管部位，而其他電站技術(shù)供水取水口都設置在尾水管的擴散段部位。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析和模擬實(shí)驗，確定機組尾水管軸管部位，水流流速較高、流態(tài)紊亂，水中的懸移質(zhì)物質(zhì)來(lái)不及沉降，zui后被積水供水系統吸入，從而堵塞積水供水濾水器等部件。雖然該電站所在河道水質(zhì)較好，但是由于技術(shù)供水的流量大，短時(shí)間內還是容易聚集足夠多的泥沙造成堵塞。
4 處理方案及效果評估
針對以上分析結果，該電站及時(shí)采取了以下工程措施。
（1）在上游電站壩前，盡快完善了攔漂措施的建設，修建了一道可隨庫水位變化而自動(dòng)升降的攔漂埂，以阻擋庫區漂浮物靠近電站進(jìn)水口位置。對攔漂埂外側的漂浮物，及時(shí)采用清漂船進(jìn)行打撈清理（這也是目前大型水電站zui常見(jiàn)的一種漂浮物攔截及處理方式）。
（2）利用停機檢修的時(shí)機，對技術(shù)供水相關(guān)的管路和濾水設備進(jìn)行徹底清理，清除內部異物。
（3）對下游電站技術(shù)供水取水口進(jìn)行調整，將技術(shù)供水取水管向尾水管擴散段側面下游方向延伸 33 m，將取水口升高 3 m，并在取水口加裝過(guò)濾網(wǎng)，以過(guò)濾較大的砂石、木塊等，減少對磁翻板液位計、濾水器等的沖擊磨損和堵塞。改造前后的技術(shù)供水取水口示意圖如圖 1 所示。

經(jīng)過(guò)以上工程和實(shí)行技術(shù)措施后，該電站技術(shù)供水系統的運行可靠性得到了根本改善。經(jīng)過(guò)近 4 年的運行檢驗，主濾水器及各部件濾水器的清洗頻次降到每年一次。證明以上措施是有效且可靠的。
5 工程建議
該電站投運初期，因技術(shù)供水問(wèn)題而導致發(fā)電機被迫頻繁提及處理，極大地影響了機組運行的可靠性。由于停機導致的發(fā)電損失以及異常處理、設備改造付出的人工成本都是一筆不小的數目。為避免后續水電站出現類(lèi)似問(wèn)題，特作如下工程建議 ：
（1）技術(shù)供水方式的確定應根據電站運行水頭以及水源情況進(jìn)行綜合經(jīng)濟技術(shù)比較，對于發(fā)電水頭在 20 m~80 m 的水電站，宜優(yōu)先采用自留式技術(shù)供水方式。直接從水庫或上游取水，機電設備少，維護工作量小，可靠性較高。在水頭低于 12 m 或高于 80 m 的水電站才采用磁翻板液位計取水式技術(shù)供水。
（2）高度重視庫區漂浮物對機組技術(shù)供水的影響。水庫蓄水前應對庫岸盡可能地進(jìn)行清理，并采取攔漂工程措施，以減小漂浮物的影響。
（3）加強工程建設過(guò)程的質(zhì)量控制。所有的機電設備、管路不是簡(jiǎn)單拼裝起來(lái)就能穩定運行，就能見(jiàn)效益，一定要做好過(guò)程控制、質(zhì)量控制。尤其是隱蔽過(guò)程的處理，細節的處理-象該文所述的管路清掃、清洗，直接關(guān)系機組運行的安全和穩定。
（4）加強工程設計經(jīng)驗的繼承和借鑒，該文所述的泥沙堵塞問(wèn)題，在過(guò)去的工程實(shí)踐中肯定有過(guò)很多成功和失敗的先例。只要稍微注意是完全可以避免的。