劉吉康

摘 要：電站在實(shí)際運(yùn)行、檢修過(guò)程中，由于尾水閘門(mén)因閘門(mén)槽不規(guī)則，導(dǎo)致尾水閘門(mén)落下后關(guān)閉不嚴(yán)，在機(jī)組檢修或消缺需排空尾水管及蝸殼內(nèi)積水時(shí)，存在很大的困難和風(fēng)險(xiǎn)。本文通過(guò)對(duì)中山包水電站尾水閘門(mén)漏水原因的分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際研究并制造出一種尾水閘門(mén)漏水封堵裝置，有效解決了中山寶水電站平板式尾水閘門(mén)止水效果不良而導(dǎo)致的漏水情況。

關(guān)鍵詞：水電站 尾水閘門(mén) 漏水封堵裝置

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（b）-0106-02

中山包水電站位于廣西隆林縣和貴州安龍縣界河南盤(pán)江下游河段上，為引水式水電工程，以發(fā)電為單一目標(biāo)。電站裝機(jī)40MW，多年平均發(fā)電量3億kW·h。

目前采取的封堵措施是請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的潛水員下到水底將閘門(mén)用千斤頂頂住，消除閘門(mén)與門(mén)槽之間的縫隙達(dá)到止水目的，但這種方法存在以下問(wèn)題。

（1）在發(fā)生緊急或重大缺陷需關(guān)閉尾水閘門(mén)時(shí)，需臨時(shí)邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)潛水員進(jìn)行作業(yè)，這要等待很長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)（最近的專(zhuān)業(yè)潛水工一般需要10h到現(xiàn)場(chǎng)，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后還需準(zhǔn)備約2h，水下封堵工作約2h），若聯(lián)系不上專(zhuān)業(yè)的潛水，等待其到現(xiàn)場(chǎng)處理的時(shí)間不能預(yù)知；嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）從安全角度考慮，潛水工水下作業(yè)屬高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，作業(yè)人員的安全得不到保障。

（3）從經(jīng)濟(jì)角度考慮，每年能夠預(yù)知至少要落一次尾水閘門(mén)，價(jià)格昂貴，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮很不經(jīng)濟(jì)。

為此，電站技術(shù)人員經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析、討論，查找了平板式尾水閘門(mén)止水效果不良的原因，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套專(zhuān)門(mén)的中山包閘門(mén)封堵裝置。

1 平板式尾水閘門(mén)止水效果不良原因分析

現(xiàn)有水電站尾水閘門(mén)止水方式為依靠尾水向閘門(mén)背部加壓，使閘門(mén)向門(mén)槽內(nèi)部擠壓，壓縮閘門(mén)的密封材料從而達(dá)到止水的目的。而實(shí)際尾水閘門(mén)在落下尾水門(mén)槽進(jìn)行止水時(shí)，經(jīng)常存在一些情況導(dǎo)致止水效果不好，影響尾水管排水時(shí)間甚至閘門(mén)不能止水漏水過(guò)大導(dǎo)致尾水管內(nèi)積水不能排空。

在實(shí)際運(yùn)行中，存在影響止水效果的情況有如下幾種。

（1）尾水位較低，尾水對(duì)閘門(mén)加壓不夠，閘門(mén)密封材料的壓縮量不夠，達(dá)不到止水效果。

（2）尾水閘門(mén)落下時(shí)位置有偏差，為了尾水閘門(mén)落下過(guò)程中，保證閘門(mén)的密封材料不與門(mén)槽刮擦而損壞密封材料，尾水閘門(mén)門(mén)槽一般較閘門(mén)寬；在尾水閘門(mén)落下剛開(kāi)始排尾水管內(nèi)積水時(shí)，尾水管內(nèi)水壓和尾水水壓相同，此時(shí)尾水無(wú)壓力對(duì)閘門(mén)進(jìn)行加壓，需待尾水管內(nèi)積水排除一部分尾水管內(nèi)和尾水形成壓差才能進(jìn)行有效止水；如果尾水閘門(mén)落下位置為靠近門(mén)槽外側(cè)，閘門(mén)密封材料沒(méi)有靠近門(mén)槽內(nèi)側(cè)，則尾水管內(nèi)積水不能有效排出，內(nèi)外不能形成壓差，則達(dá)不到止水效果。

（3）尾水閘門(mén)及門(mén)槽在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于在操作尾水閘門(mén)時(shí)不能實(shí)時(shí)監(jiān)控水下作業(yè)，只能通過(guò)水面上的情況間接監(jiān)控水下作業(yè)情況；閘門(mén)操作時(shí)可能刮擦門(mén)槽等，導(dǎo)致門(mén)槽或閘門(mén)封水部位變形或損壞，此時(shí)尾水對(duì)閘門(mén)加壓止水已達(dá)不到原來(lái)的效果，需更大的壓力才能保證止水效果。

上述幾種不能有效止水的情況，在實(shí)際工作過(guò)程中，往往不是單一情況存在，可能多種情況并存，導(dǎo)致尾水閘門(mén)止水效果不良。

為避免該類(lèi)型尾水閘門(mén)止水效果不良的現(xiàn)象發(fā)生，也出現(xiàn)了一些技術(shù)產(chǎn)品，如液壓止水鋼閘門(mén)，但該類(lèi)閘門(mén)的液壓止水裝置為固定在閘門(mén)上的結(jié)構(gòu)不能拆卸，由于尾水閘門(mén)大部分時(shí)間是停留在不落下的狀態(tài)，液壓止水裝置受到自然條件影響，會(huì)急劇加速老化，嚴(yán)重影響使用壽命。且該類(lèi)液壓止水鋼閘門(mén)的控制回路是所有液壓止水裝置均使用同一回路進(jìn)行，當(dāng)有一個(gè)止水裝置發(fā)生滲漏而不能及時(shí)補(bǔ)充壓力油的時(shí)候，所有的液壓回路都會(huì)泄壓，直接導(dǎo)致閘門(mén)止水效果。

2 平板式尾水閘門(mén)漏水封堵裝置的研究

針對(duì)中山包電站尾水閘門(mén)止水存在的問(wèn)題，結(jié)合電站特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套平板式尾水閘門(mén)漏水封堵裝置。

2.1 裝置的組成

在現(xiàn)有的尾水閘門(mén)1背部焊接四個(gè)頂推裝置支撐座4，位置處于閘門(mén)背部四角能承受閘門(mén)壓力且在尾水門(mén)槽2內(nèi)部處，將尾水閘門(mén)止水頂推裝置5用螺栓固定在支撐座上，將尾水閘門(mén)止水頂推裝置液壓操作系統(tǒng)6引到門(mén)槽外。

頂推裝置5使用螺栓固定在支撐座4上，以便在尾水閘門(mén)1不落下時(shí)能方便拆卸，對(duì)頂推裝置5進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，不致頂推裝置及液壓操作系統(tǒng)6在露天的環(huán)境下加速老化減少使用壽命。

尾水閘門(mén)止水頂推裝置5由四個(gè)液壓缸a/b/c/d以及液壓操作系統(tǒng)6組成，液壓缸為前后兩腔式液壓缸，液壓操作系統(tǒng)根據(jù)尾水閘門(mén)落下位置進(jìn)行配置。

機(jī)械部分連接關(guān)系：支撐座4焊接在尾水閘門(mén)1上，頂推裝置液壓缸使用螺栓固定在支撐座上。

液壓操作系統(tǒng)連接關(guān)系：油泵與二位四通電磁閥I相連，二位四通電磁閥I與分流閥i相連分流壓力油至分流閥j/k，再與三位四通電磁閥A/B/C/D相連，最后連接到液壓缸的前、后腔。

液壓缸前腔油管分流一路與液壓鎖e/f/g/h控制腔相連，以控制液壓鎖。

油泵出口到二位四通電磁閥I前的管路分流一路與壓力開(kāi)關(guān)J及安全閥L相連。

液壓缸a/b/c/d到液壓鎖e/f/g/h中間回來(lái)分流一路與壓力開(kāi)關(guān)E/F/G/H相連。

三位四通電磁閥：開(kāi)位時(shí)供油管接通液壓缸后腔，回油管接通液壓缸前腔；關(guān)位時(shí)供油管接通液壓缸前腔，回油管接通液壓缸后腔；中間位時(shí)供油管鎖閉，排油管接通液壓缸前腔及后腔。

二位四通電磁閥：開(kāi)位是油泵接通供油管，回油管接通集油槽；中間位時(shí)油泵接通集油槽，供、排油管鎖閉。

2.2 工作過(guò)程

尾水閘門(mén)落下后，按下液壓系統(tǒng)操作頂起控制按鈕，程序控制三位四通電磁閥A/B/C/D動(dòng)作至開(kāi)位，二位四通電磁閥I動(dòng)作至開(kāi)位，油泵P啟動(dòng)將壓力油通過(guò)供油管路經(jīng)分流閥i/j/k將壓力油通至液壓缸后腔，將液壓缸頂出，起到輔助尾水閘門(mén)止水作用；在液壓缸a/b/c/d后腔達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)J動(dòng)作控制三位四通電磁閥A/B/C/D至中間位，將液壓鎖e/f/g/h控制壓力油及液壓缸前腔壓力油泄壓，保證液壓缸在頂起狀態(tài)；油泵平P停止工作且安全閥L動(dòng)作將供油管路內(nèi)壓力油泄壓，油泵停止工作延時(shí)30s后二位四通電磁閥I動(dòng)作至中間位，液壓缸a/b/c/d后腔通過(guò)液壓鎖e/f/g/h保壓在頂起狀態(tài)，保證止水效果。endprint

在保壓過(guò)程中，如果液壓缸a/b/c/d后腔某一個(gè)或多個(gè)發(fā)生滲漏，當(dāng)壓力低至設(shè)定低壓值時(shí)壓力開(kāi)關(guān)E/F/G/H動(dòng)作報(bào)警，滲漏的液壓缸對(duì)應(yīng)的三位四通電磁閥A/B/C/D動(dòng)作至開(kāi)位，二位四通電磁閥I動(dòng)作至開(kāi)位，油泵P動(dòng)作對(duì)滲漏的液壓缸進(jìn)行補(bǔ)油，補(bǔ)油至設(shè)定壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)J動(dòng)作控制三位四通電磁閥A/B/C/D至中間位，油泵平P停止工作且安全閥L動(dòng)作將供油管路內(nèi)壓力油泄壓，油泵停止工作延時(shí)30s后二位四通電磁閥I動(dòng)作至中間位。

在需要將尾水閘門(mén)提起時(shí)，按下液壓系統(tǒng)操作落下控制按鈕，程序控制三位四通電磁閥A/B/C/D動(dòng)作至關(guān)位，二位四通電磁閥I動(dòng)作至開(kāi)位，油泵P啟動(dòng)將壓力油通過(guò)供油管路經(jīng)分流閥i/j/k將壓力油通至液壓缸前腔以及液壓鎖e/f/g/h控制油路，液壓鎖打開(kāi)，液壓缸收回；在液壓缸a/b/c/d前腔達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)J動(dòng)作控制三位四通電磁閥A/B/C/D至中間位，將液壓缸泄壓；油泵平P停止工作且安全閥L動(dòng)作將供油管路內(nèi)壓力油泄壓，油泵停止工作延時(shí)30s后二位四通電磁閥I動(dòng)作至中間位。

3 平板式尾水閘門(mén)漏水封堵裝置的優(yōu)點(diǎn)

（1）該裝置能對(duì)尾水閘門(mén)進(jìn)行有效加壓，在不利于尾水閘門(mén)止水的情況下保證尾水閘門(mén)的止水效果。

（2）該裝置使用同步回路，保證各個(gè)液壓缸動(dòng)作同步，使閘門(mén)密封壓縮量均勻。

（3）該裝置的各液壓缸均有獨(dú)立的控制電磁閥，可在閘門(mén)某位置密封需要增加壓縮量時(shí)，單獨(dú)供油。

（4）該裝置的各液壓缸均有獨(dú)立的液壓鎖，當(dāng)某個(gè)液壓缸發(fā)生滲漏時(shí)而系統(tǒng)不能及時(shí)補(bǔ)充壓力油時(shí)，只有滲漏的液壓缸會(huì)失壓，其余的液壓缸仍然能保持壓力，仍可保證閘門(mén)的止水效果。

（5）該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，止推裝置通過(guò)螺栓與尾水閘門(mén)連接，在尾水閘門(mén)提起狀態(tài)時(shí)可以便捷地將止推裝置拆卸，避免止推裝置和尾水閘門(mén)長(zhǎng)期連接受自然環(huán)境影響，加速老化影響使用壽命。

（6）該裝置通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)、電磁閥等電氣元件，經(jīng)自動(dòng)控制程序控制，可以自動(dòng)對(duì)滲漏的液壓缸進(jìn)行單個(gè)獨(dú)立的補(bǔ)油，保證尾水閘門(mén)的止水效果。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)中山包平板式尾水閘門(mén)止水頂推裝置的研究，成功地解決了中山包電站尾水閘門(mén)關(guān)閉過(guò)程中漏水的問(wèn)題，而且該裝置操作簡(jiǎn)單、安全、快捷、不用下水，安全性高，經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有一定的推廣價(jià)值。endprint