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吸取萨扬水电站事故教训进一步提高水电站机电及金属结构设计水平

2010/11/10 11:49:00 来源: 评论: 0 条 点击: 3806 次

陈顺义

(中国水电顾问集团华东勘测设计研究院  浙江 杭州 310014)

0  前言

根据中国水电顾问集团水电顾计〔2010〕85号文“转发国家电力监管委员会《关于吸取俄罗斯萨扬水电站事故教训,进一步加强水电站安全监督管理的意见》等文件的通知”的要求,为了进一步做好水电站机电设计工作,在认真学习萨扬水电站事故调查报告,调查分析国内外水电站事故或灾害情况的基础上,针对我国水电站勘测设计、建设和运行的新形势、新要求,提出了我院吸取萨扬水电站事故教训、进一步提高机电设计水平的实施意见,以充分发挥我院技术优势,为建设单位和有关监督管理部门提供更为完善的技术支撑和技术服务,对类似事故做到前期设计有预防,技术文件有要求,试验、检验要完整,安全监测有建议。

我们主要做了以下几方面的工作:

(1) 借助大坝安全监察中心平台,对萨扬水电站事故进行全程跟踪,翻译有关文件资料和事故调查报告,为电监会和水规总院有关决策提供技术支持。

(2) 邀请国内知名专家和我院有关技术负责人在院内进行萨扬水电站事故分析、高速发电机有关问题研讨、近期水轮发电机/发电电动机设备问题剖析、水轮发电机组/发电电动机组启动调试程序和有关问题等一系列技术讲座和研讨策划。

(3) 编制“关于吸取萨扬水电站事故教训,进一步做好水电站机电及金属结构设计工作的实施意见”以及“水电站安全运行技术要求(范本)”两个内部文件。

这里主要对我院编制的两个内部文件进行简要介绍,共机电同仁参考。

1  关于机电及金属结构设计工作实施意见

实施意见主要依据水电站勘测设计工作阶段,对机电及金属结构设备运行安全风险的影响因素进行预研和预防。根据工程实践经验和机电各专业设计特点,分别提出在设计各阶段每个专业应注意的主要事项和预防要点,供设计人员在实际设计过程中予以对照参考或执行。该实施意见是在认真调查分析、总结经验教训的基础上,根据现行法律法规、规程规范和行业监督管理部门的要求和规定提出的针对性技术措施和实施办法,是对有关水电站和机电设备安全稳定运行技术要求的强调和补充,是在我院机电设计成功经验基础上的提炼和升华,不可能完全涵盖设计的全过程,未尽事项必须按照现行法律法规、规程规范和行业监督管理部门的要求和规定执行。

1.1  前期勘测设计

前期勘测设计包括从规划到可研三个阶段,主要体现在合理进行规划选点,避免电站建设和机电设备运行可能存在的安全风险,以及技术方案设计方面的重点要求。主要有:

(1)水位/水头变幅控制和额定水头选择;

(2)过渡过程计算;

(3)水淹厂房(厂房水位异常升高)问题研究;

(4)电气主接线;

(5)厂用电安全性;

(6)机组参数研究;

(7)控制保护安全性;

(8)关键动力和信号电缆安全性;

(9)快速闸门和事故闸门设置条件、必要性及电源配置;

(10)事故防排烟和厂房底层通风等;

(11)消防水源可靠性;

(12)地面排水标准及生活水标准等。

1.2  招标文件编制

招标文件编制阶段的机电及金属结构安全技术要求,主要是根据事故调查分析情况提出更加有针对性的技术规范、试验、检验要求或对有关技术风险进行重点强调和提醒。主要有:

(1)水轮机/水泵水轮机稳定性指标和稳定运行范围研究;

(2)材料选择和强度标准、刚度要求以及不同标准差异处理办法;

(3)共振和水力激振研究;

(4)机组保护“失电动作”设置原则;

(5)发电机/发电电动机冷却方式和通风系统研究;

(6)转子磁极特别是高转速机组转子磁极的技术要求;

(7)关键和重要部件研究;

(8)配套设备的使用寿命;

(9)主变调压方式和中性点接地方式研究;

(10)柴油发电机组启动方式和保安、公用电源的配置原则;

(11)地震和海拔的影响;

(12)过电压、绝缘配合和接地要求;

(13)机组控制和AGC的稳定性测试基础;

(14)各关键闸门的远程控制要求;

(15)机组过速保护和闸门控制的协调配合等;

(16)设备、管材的技术和消防要求;

(17)动力设备的防震;

(18)固定式灭火系统耐压要求和污水处理系统通风要求等。

1.3  合同执行和安装施工

合同执行和安装施工阶段,提出需要重点关注的复核和试验内容,提出类似设备监理等方面的建议意见等。主要有:

(1)各种试验和验收,包括关键和重要部件的刚强度审核;

(2)安装调试重点要求;

(3)定、转子各部分温升和电气绝缘等级;

(4)复核和检查防雷接地,并进行必要试验;

(5)控制保护装置试验及防误动措施;

(6)承受动荷载的设备、构件的运行限制条件或使用年限;

(7)埋设管路试验条件;

(8)通风空调系统联合试运转;

(9)防倒灌临时封堵措施等。

2  水电站安全运行技术要求(范本)

对于大型水电站,在机组投运前,我们拟提出枢纽建筑物和机电及金属结构设备的安全运行技术要求,对电站的安全稳定运行提出重要的监测、检查、维护、运行管理的技术建议,供运行单位参考。安全运行技术要求是根据电站特点,从设计单位角度提出的涉及电站安全运行的注意事项和重要技术要求,不能代替法律法规、规程规范、运行调度部门、上级主管部门的规定和设备制造厂家的技术要求以及运行管理单位的运行操作规程。

为方便各水电工程设计人员编制该安全运行及术要求,我们组织编制了“水电站安全运行及术要求(范本)”。除电站概述外,共分水库、挡水建筑物、泄水建筑物、航运过坝建筑物、输水系统、厂房(含升压站、开关站、中控楼等)、消防设备以及机电和金属结构六专业设备等十三部分。

机电及金属结构包括消防设备均按照行业习惯,分设备(主要设备如机组、进水阀、桥机等)和分系统进行说明,并根据电站特点和设计特点提出需要重点关注的事项及安全运行技术要求,提出现场事故应急预案编制建议。以水机专业为例介绍如下:

水轮机:主要提出运行水位、负荷和时间限制及运行范围建议,提出不稳定区处理措施建议,提出重点检查或巡视部位等。

进水阀:主要提出密封操作要求,压力容器检测要求等。

调速系统:主要提出调速器参数整定要求,手动操作要求,安全保护装置试验要求,以及压力容器检测要求等。

厂内起重设备:提出起重设备重要操作要求,定检要求和重件摆放要求等。

水力机械辅助系统:按照技术供水系统、排水系统、油系统、气系统分别提出各系统的操作、维护、检修、定检等涉及安全运行的主要技术要求。

事故应急预案:提出涉及电站和设备安全的应急预案编制要求。

3  结语

在全行业和上级主管部门进一步重视水电站安全运行的新形势下,作为水电站建设龙头的勘测设计单位,有必要总结经验教训,进一步提高勘测设计水平,更好地为建设绿色水电提供优质服务。同时,在水电站安全监管愈来愈严格的情况下,我们设计单位也需要规避风险。特别是机电设备的安全运行,从设备采购、设计、制造、安装调试和运行管理诸多环节,其安全质量并不受设计单位控制。我院提出水电站机电及金属结构设计和安全运行技术要求的一些意见和建议,供同行讨论、参考,以期有所裨益。