水电厂厂内排水阀破裂跑水的原因分析及处理.pdf
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1、S 电 力 安全 技术 第l 4 卷(2 0 12 年 第 4 期) 水电厂厂内排水阀破裂跑水的 原因分析及处理 周永平 ,罗来明,魏建炜,张云利 ( 刘家峡水 电厂,甘肃 永靖7 3 1 6 0 0 ) 摘要技术排水 系统的安全是水 电厂安全运行的重 中之重。技术排 水系统中闸阀使用比较 多,一旦闸阀在使用过程 中破 裂,将危及水 电厂的安全运行。介绍 了刘家峡水 4) - -水闸阀破 裂的事故,分析 了闸阀破裂的原因,并提 出了解决方案。 关键词排 水闸阀;破裂原因;处理 1 概况 刘 家峡水 电厂共装有 5台水轮发 电机 组,发 电机与 变压 器 采用 单元 接 线方 式, 电厂 水 头
2、在 7 0 1 1 0m 的范围内。1 ,2号发 电机组布置在地 下副厂房 中,3 ,4 ,5 号发 电机组布置在厂 内副厂 房 中。 全厂排水分为检修排水和渗漏排水 2 种。该厂 设有一个 6 1 0 m3 的 9 6排水廊道, 高程为 l 5 9 6 5 i n , 用于机组检修排水。检修排水过程如下:若某台机 组需要大修时,首先关闭 0 7廊道密封 门,打开钢 管盘形阀 , 再打开尾水盘形阀。刚开时应缓幔进行 , 让水注入 9 6 廊道,启动 3台大清水泵,将水抽至 尾水 ,即可进行检修 。渗漏排水过程如下:正常运 行时, 0 7 廊道的 9 6 密封门敞开,全厂渗漏排水及 机组顶盖排水
3、通过 0 7 廊道排水沟先排至 0 7 廊道内 的 5 0 m 的集水井 ,再分别排至厂内集水井、坝内 集水井 ,最后通过排水泵排至尾水。渗漏排水的作 用是把机组顶盖排水、生活用水排水、厂辅助设备 排水、渗漏排水、机组伸缩节漏水等排出,使其进 人厂 外下游河道 ,保证全厂主辅设备 的安全运行。 渗漏排水的设备包括排水泵、 集水井、 排水廊道沟。 其中厂内排水泵的技术排水系统如图 1 所示。 2 排水阀破裂的事故经过 井泵改造为潜水泵 ,同时对配套的逆止阀也进行 了 更换。在投运后不久 即由于 出口阀破裂发生了大量 跑水事故。而在改造之前 ,厂 内排水泵出口阀从未 破裂过。运行人员在检查跑水情况
4、时发现 ,5号励 磁变及其周围地面有大量积水 , 并造成了直流接地 。 经过运行人员对排水管道及阀 门的逐一检查 ,发 现 P 2 1 l 排水闸阀靠近 出口侧法兰通透性裂开几十 毫米。由于至尾水 出口管段高程为 l 6 2 0 m,而 当 时尾水水位为 l 6 2 3 m,低于尾水水平 面 3 m,同 时厂 内排水泵出口阀至尾水段出口管路之间再无阀 门,故造成大量水流急速倒灌至厂内,淹没了厂内 地面设备 ,引起直流接地。为了防止水淹厂房 ,当 班值立即联系调度将全厂负荷倒至空载,把尾水水 位控制在厂内排水泵出口管段高程 1 6 2 0 m 以下; 同时 ,派潜水人员用堵头将出口管段堵住 ,还
5、立 即 在厂 内排水泵 出 口管段 中间加装 了一个排水总阀 ( 见图 2 ) ,以防止再次出现类似情况。 至 尾水 2 0 0 7年 7月 ,该水 电厂厂 内 1 号排水泵 由深 图1 厂内排水泵的技术排水系统示意 一 一 第 l 4 卷 ( 2 0 1 2 年第 4 期 ) 电 力 安 全 技 术 至尾水 1 号泵 图 2 改造后的厂内排水泵的技术排水系统示意 2 0 0 8年 9 月 ,该水 电厂 厂 内 2号排水泵也 由 深井泵改造为潜水泵 ,同时对配套的逆止阀也进行 了更换。在投运试验期间 ,厂内 l 号、2号排水泵 出口阀再次发生破裂 ,所幸这次及时关闭了新加装 的排水总阀 ( 见
6、图2 ) ,从而避免了水淹厂房事故的 发生。 由于该水电厂中的厂内 l 号、2 号排水泵都布 置于副厂房中,改造后的排水泵排水管道都较长, 而这 2 起排水闸阀破裂事故十分相似,据此可以认 为 ,排水 闸阀的破裂并不是偶然的事故,而有其必 然的原因。 3 排水闸阀破裂的原因分析 3 1 阀门质量和设计缺陷是破裂的内在原因 从 2起事故中破裂的排水闸阀阀体法兰断 口形 状来看,整个阀体都是从法兰连接螺栓处沿轴向裂 开一道几十毫米宽的 口子;从 阀体法兰连接螺栓所 用的材料来看 , 阀体法兰连接所采用的是普通螺栓 由于普通螺栓的抗拉强度低,而阀门下部基座固定 加强部分又偏小 ,故在该处发生较大水锤
7、压力时 , 闸阀与逆止阀所承受的水推力较大,该处法兰的结 构就显得较为薄弱,因此容易发生阀体法兰连接螺 栓疲劳断裂的故障。另一方面 ,由于当时将出 口闸 阀安装在离潜水泵 1 9 m以外的地方,这样无形之 中对原本受反向水锤压力较大的闸阀与逆止阀又添 加了一个较大的正向水锤压力,致使原来刚好可以 抗击反向水锤压力的闸阀法兰螺栓无形之中又增加 了一个外力 的冲击 ,从而加速 了其金属疲劳速度。 可 以认为 ,排水闸阀破裂的主要原 因是阀体法兰连 接螺栓所采用的材料抗拉强度太低以及阀体的安装 事 故 分 析 hi guf onxi 设计不够合理 。 3 2 水击是阀体破裂的主动力 一 方面,由于厂
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