水电站渗漏排水系统油水分离方案设计

摘要：水电站工程中涉及的相关专业的标准、规范不断更新，对水电站厂房渗漏排水系统油水分离方案也有了更高的要求。现对水电站厂房渗漏排水系统油水分离设计方案进行研究，旨在减少油污渗漏，降低对河流的污染。

关键词：水电站；厂房渗漏排水；油水分离；含油污水处理

引言

水电站工程为清洁能源工程，正常运行时，机电设备会产生渗漏水，渗漏水会夹带少量润滑油或漏油一起进入集水井；检修维护时，油污随着结构渗漏水进入集水井；设备不能正常运行时，也有很大可能存在油污混在渗漏水中。含油污水若不能得到有效处理就直接排至下游河道，将造成河道污染。水电站厂房渗漏排水系统主要功用是通过排水泵将厂房渗漏排水集水井收集的水工建筑物、水轮发电机组及其他辅助设备等渗漏水排至厂房外。根据《水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定》（NB/T35035—2014），厂房渗漏集水井至少设置一级油水分离井，并设置油污处理装置。含油污的水不得直接排至电厂尾水渠。含油污水源主要包括机坑排水、压缩空气系统设备排污水、进水阀接力器周边地漏水、油压装置周边地漏水、厂内油库及油处理室地漏排水、事故油池地漏排水、变压器集油坑检修排水等[1]。经处理后的达标水含油量应满足现行标准，并应符合电厂所在地环保要求。目前有多种油污水处理方案，下面笔者将结合亲历电站实际应用，详细介绍含油污水处理方案。

1方案一：刚果（金）某水电站含油污水处理方案

该电站装设4台单机容量60MW的混流式水轮发电机组，发电厂房为地面厂房。厂房渗漏集水井及油污水分离井布置在左端副厂房，含油污水处理原理图如图1所示。该电站油污水分离井主要收集4台机组顶盖排水泵排水、蜗壳末端排水、座环排水、厂房结构排水、透平油及绝缘油事故油池渗漏水；渗漏集水井通过1根DN300总管收集4台机组蜗壳弹性垫层排水及大轴中心孔补气排水。油水分离总体思路是利用油和水密度差异，在油污水分离井内含油污水通过静置分层，污油浮在液面，净水沉入底部，油污水分离井与渗漏集水井通过3根DN300“Γ”形连通管及一个1m×1m的应急排水孔连通，当油污水分离井内液位达到一定高度时，底部水通过“Γ”形连通管排入渗漏集水井；当遇到特殊情况如机组漏水量加大或厂房内消防灭火启动时，“Γ”形连通管过流量小于来水量，油污水分离井内液位持续升高，可通过1m×1m应急排水孔排至渗漏集水井，不造成水淹厂房。考虑到油污水分离井深度高达15m，因此油污水分离井内设置一台耦合式潜水泵用于收集表面浮油。潜水泵有定时及液位两种控制方式，处理流程为：浮筒→潜水泵→中间水箱→油水分离装置→废油收集装置→齿轮油泵→集中处理废油。该电站油水分离装置含油污水处理量为20m3/h，中间水箱可根据实际供货厂家产品确定是否必需，处理后的达标水排至渗漏集水井，不合格水排回油污水分离井，废油排至废油收集装置，废油收集装置内设有液位过高报警装置，待油位达到一定高度，报警，人工启动齿轮油泵，将废油排至厂外集中处理。该方案优点为含油及不含油渗漏水分别收集，含油污水分离井与渗漏集水井间通路较广，能确保运行安全；耦合式潜水泵的选择便于检修维护；含油污水分离井内油水分离采用物理静置分层方式进行，无法确保油、水严格分离，经过长时间的运行，渗漏集水井内液面会有少量浮油，可通过吸油纸进行处理。

2方案二：越南某水电站含油污水处理方案

该电站装设2台单机容量为24MW的灯泡贯流式机组，厂内渗漏集水井及油水分离井布置在下游副厂房最底部，含油污水处理原理图如图2所示。按业主及当地部门相关要求，该电站设置两级含油污水分离井，通过两根管路收集含油污水，其中一根收集两台发电机消防排水、主轴密封排水，另一根收集透平油处理室、空压机室、高位油箱室内的漏水。收集的含油污水首先进入一级分离井，井内通过静置分层，顶部浮油通过一台装有浮筒的浮油收集装置处理后，将污油收集在废油桶内，将水排回二级分离井，浮油收集装置的启停通过定时和液位两种方式控制。一级分离井与二级分离井通过2根“T”形管连接，当一级分离井内液位超过水平段高时，底部含少量污油水排入二级分离井，二级分离井深仅为4m左右，因此设有2台卧式离心泵，一台工作，一台备用，通过井内液位控制水泵启停。水泵吸水管底部设有底阀，吸水管上设有充水装置。油水分离装置含油污水处理量为20m3/h，布置在下游副厂房较高位置，通过卧式离心泵将二级分离井内含油污水提至油水分离装置内进行处理，达标水直接排至下游，污油排至废油桶，不达标水通过排水管返回至第二级分离井内。当废油桶内油位达到一定高度，报警装置启动，需人工启动齿轮油泵，将废油排至厂外集中处理。该方案优点为含油及不含油渗漏水严格分离处理，可确保所有排至下游的水质能够满足相关规定要求；采用两级分离，充分发挥了不同设备的最大作用，但设备较多，增加了运行的复杂性；根据多个电厂运行人员反馈，卧式离心泵吸水管底部设置的底阀检修维护不太便利；随着机组运行时间增长，机组渗漏水量逐渐增大，存在含油污水分离装置处理能力不够的可能性，可能导致油水分离井内液位逐渐上升，超过泵房底部高程，水淹厂房，因此，在泵房内设有处理能力较强的防洪排水泵，确保运行安全。

3方案三：苏丹某水电站含油污水处理方案

该电站装设4台单机容量为80MW的轴流转桨机组，厂内渗漏集水井及油水分离井布置在右端副厂房。根据业主实际需要，咨询公司及当地环境部门相关要求，结合厂房实际结构，本电站设有辅助渗漏集水井、含油污集水井、油水分离井、渗漏集水井。机组渗漏水排至辅助渗漏集水井，厂房结构渗漏水、空调冷凝水和应急防洪水收集井内水直接排至含油污集水井。辅助集水井内设有两台潜水泵，一台工作，一台备用，通过潜水泵将机组渗漏水抽至含油污集水井，潜水泵启停通过井内液位控制。含油污集水井与渗漏积水井间设有油水分离井，油水分离井由2组一级分离腔A、2组二级分离腔B、污油收集腔C、2套板式油水分离器组成，C腔位于2组A和B之间。含油污集水井、A腔、B腔及渗漏集水井之间通过在不同高程设置管路连通，A腔、B腔与C腔之间通过设置溢流孔连通，当液位较高时，将表层浮油排至C腔，C腔内设有液位过高报警装置，待油位达到一定高度，报警，人工启动齿轮油泵，将废油排至厂外集中处理。每组B腔内部设有一套板式油水分离器，能够无阻碍过流，并将油水分离，确保不因板式油水分离器过流限制，导致液位逐渐升高，水淹厂房。渗漏集水井内设有3台潜水泵，一用两备，通过液位控制水泵启停。具体流程如图3所示。该方案优点为所有含油污水均是通过处理达标后排至下游尾水，设备布置利用了本电站厂房结构特点，尽可能减少土建开挖，且设备选择相对简单，相对于传统渗漏排水系统仅增设了板式油水分离器及若干液位变送器，减少了自动控制节点，方便运行维护，但土建结构相对复杂，所占空间较大，增加了土建投资，且板式油水分离器内滤纸需定期更换，才能够确保油水分离后水质量。

4结语

由于目前尚无相关规程规范能够为水电站渗漏排水系统油水分离方案的选择提供具体指导意见，上述三个方案中含油污水集水井的设置、设备的选择等不尽相同，但均与业主、监理及设备制造单位共同交流确定，且已通过审查。方案一、方案二正在建设，方案三已投入运行，截至目前，油水分离系统运行情况良好。因此，在后续新建或改造水电站工程设计中，渗漏排水系统油水分离方案可根据实际厂房结构、设备布置及概预算情况进行比选，确保选择一个能够长期安全、可靠、稳定运行又经济的方案。希望本文可为后续类似工程提供参考借鉴。

［参考文献］

[1]姚建国，王秀花.水电站机电设备运行中的含油污水处理系统设计初探[J].红水河，2012，31（3）：12-16.

作者：刘涛 李月彬 袁延良 单位：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司