水電站水淹廠房風險分析及預防措施

盧熹 曹歡 吳明

【摘要】近些年我國自然災害頻發，在暴雨天氣下，容易發生滑坡和泥石流，堵塞河道，形成堰塞湖，導致水淹廠房，帶來較為嚴重的損失并且修復難度巨大。為了防止水淹廠房事故發生，分析了水淹廠房的可能性，提出了防止水淹廠房的措施，為水電廠的安全運行提供了保障。

【關鍵詞】水電站；水淹廠房；預防措施

1.水淹廠房危害性

除水電站常見的火災、爆炸、電傷害等安全事故外，水電站水淹廠房也時有發生。2004年天荒坪抽水蓄能電站由于高壓水擊穿高壓隧洞內已封堵的固結灌漿孔，造成隧洞內大量高壓水突然涌出，后來通過將高壓輸水管道排空對擊穿處灌漿，迫使機組停運，造成一定的經濟損失；2009年，俄羅斯薩揚舒申斯克水電站發生水淹廠房事故，導致數臺水輪機組報廢，廠房坍塌，變壓器爆炸和環境污染，并且造成75名人員死亡；2012年響洪甸抽水蓄能電站在試驗時水泵水輪機水環排水管直接聯通尾水管的閥門破裂，使得下游水庫水經此涌入廠房，造成水淹廠房事故。自然災害、發電設備設施故障均可導致水流大量涌入廠房，倘若處理不當就會造成水淹廠房，引起重、特大人身傷亡和設備嚴重損壞事故。

2、水淹廠房的可能性分析

（1）機組振動超標。運行機組振動超標，導致水輪機發生結構性破壞，壓力水會從水輪機組涌入廠房。

（2）壓力鋼管破損。如操作不當或者水電廠壓力鋼管存在質量缺陷，產生嚴重水錘，以致壓力鋼管產生破損，高壓水將會兇猛地涌入廠房，造成極其惡劣的破壞。所以，在鋼管充水、排空操作過程中，必須嚴格按照作業指導書及運行技術標準進行速度控制，避免嚴重水錘產生，避免山體滲水壓力對鋼管的破壞；調速器緊急關閉時間必須滿足設計要求；必須定期對鋼管進行金屬探傷檢查，確認是否有缺陷，若有則消除缺陷。而在滲漏集水井口、機組進口球閥處安裝視頻攝像頭，觀察壓力鋼管是否漏水也是快速響應最為直觀的監視途徑。

（3）排水管破損。排水泵排水管存在質量缺陷，運行操作不當、自動啟停控制程序錯誤、多臺泵同時啟停產生的嚴重水錘，水泵正常啟停工作過程中產生的水錘疲勞破壞均能引起排水泵排水管破損。實際運行中應避免多臺泵同時啟動、同時停止的操作，采用能減緩水錘的帶有緩閉功能的逆止閥，以免產生嚴重的水錘破壞；應做好管路防腐維護工作，必要時，對管路進行金屬探傷檢查，保證設備的健康水平。

（4）嚴重自然災害。其中包括：超設計標準洪水，下游水位到達設計洪水位▽76.4m，下游水位預報繼續上漲時，江水可能倒灌進入電站廠房，造成機電設備損壞。超設計標準地震，可能造成廠房擋水結構開裂或結構局部破壞導致漏水，或電力設備損壞導致泵站損壞無法排水，致使水淹廠房。

3、防止水淹廠房的措施

3.1 水淹廠房保護預案

為保證在發生水淹廠房時能高效、有序地做好應急處置和救援工作，最大程度地減輕主設備和輔助設備的損壞程度，保障現場員工的生命安全和財產安全，水電站制定了完善的《電站防汛現場處置方案》。方案包括事故風險分析、應急工作職責、應急處置、事故處理注意事項等幾個方面。

3.2 數據監測系統

實時掌握機組的運行工況，特別是加強對機組主要受力部件、關鍵轉動部件、過水流道部件的日常監控檢查和檢修維護力度，確保機組各關鍵部件安全，使其健康運行。

（1）增設機組在線實時監測系統，實時監測機組的振擺情況。實時監測機組推導、上導、水導等重點部位的振動和擺度。當機組振動和擺度超標時，在線監測系統會及時發信告警，從而方便運行人員迅速采取措施。

（2）在全廠增設水位檢測裝置。由于盤形閥操作廊道地勢最低，如果發生廠房進水事故，水會在此廊道匯集，造成廊道水位顯著上升，因此在廠房盤形閥操作廊道增設11套水位信號器，直接上送至監控系統。

（3）增設工業電視系統，全方位監控機組重點關鍵部位的運行工況。加強對廠房滲漏水情況的監視，在全廠共計11個點位增設攝像機。主要目的是監控廊道內發生的各種情況，對盤形閥主廊道在汛期期間的情況做到及時、有效的了解。

（4）在機組檢修期間，將機組主要受力部件螺栓的疲勞情況、無損探傷等作為重點監控項目進行處理。結合機組大、小修周期，制定機組主要受力部件螺栓的檢修項目，保證機組主要受力螺栓不帶病運行、不超期服役。

（5）加強日常運行分析，及時了解機組運行工況。做好機組振動、擺度的日常趨勢分析，根據運行趨勢的發展過程及時調整運行工況，確保機組在最佳工況下運行；做好機組漏水量的日常分析，及時分析判斷出機組漏水部位的運行狀況；通過分析廠房排水系統的啟停間隔、排水時間的變化情況，確保排水系統的的穩定運行。

3.2 廠房排水系統組成

水電站電站廠房排水系統包括機組檢修排水、廠房滲漏排水和抽排廊道滲漏排水系統組成。確保發生廠房漏水時能有效控制廠房積水，降低發生水淹廠房的風險，避免發生重大事故。

機組檢修排水系統通過排水廊道排水至檢修集水井后，經深井泵排至下游。廠房滲漏排水系統通過各層廊道排水溝排水至集水井后，經深井泵排至下游。大壩排水系統用于排除大壩的滲漏集水，將集水排至廠壩平臺的排水溝內。

4、結語

水電站水淹廠房具有損失大、影響面廣、持續時間長、恢復投產周期長等特點。水電站通過總結水淹廠房事故的經驗教訓，加強日常管理、技術監控和技術改造，給出切合實際的應對措施，提高防止水淹廠房事故的能力，并制定了相應的預案，也為其他電廠提供了參考。

參考文獻：

[1] 防止水電站水淹廠房措施報告.國家能源局綜合司電力安全生產簡報.2015年

[2] 隋欣，廖文根.中國水電溫室氣體減排作用分析[J].中國水利水電科學研究院學報.2010（2）

[3] 防止水電站水淹廠房措施報告.國家能源局綜合司電力安全生產簡報.2015年

作者簡介：盧熹（1987—），男，陜西韓城人，工程師，研究方向：水電站運行管理。