中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司 何 濤

1 工程概況

某水電站位于巴西巴拉那河支流巴拉那伊巴（Paranaiba）河下游，在巴西米納斯吉拉斯州與戈亞斯州交界處。廠房進水口壩段設有10個進水孔，每個進水孔設有檢修閘門和事故閘門，在進水口前段設有攔污柵。

事故閘門為平面定輪鋼閘門，動水關閉、靜水啟門。事故閘門尺寸為7.1m×11.3m（寬×高），總重 58.5t。啟閉機為3922kN 液壓啟閉機，單臺啟閉機總重12t，額定啟門力 8826kN，最大工作行程11630mm，啟門最大速度1.2m/min, 緊急閉門時間≤1min。

液壓啟閉機總體布置形式為單吊點，啟閉機油缸安裝在進水口事故門門槽上方，采用現(xiàn)地控制和遠方集中控制。所有啟閉機共用一套液壓泵站，每個啟閉機都有一個獨立的控制單元驅(qū)動和控制閘門。

由于設備服役期過長，存在液壓缸密封圈老化；閘門面板腐蝕、水封老化等問題，導致設備在運行時存在極大的安全隱患。電站以機組大修時段為契機對進水口事故閘門及液壓啟閉機進行全面的檢修以排除隱患。

2 進水口事故閘門及液壓啟閉機檢修的工藝流程

進水口事故閘門及液壓啟閉機檢修工藝流程如圖1所示。

圖1 進水口事故閘門及液壓啟閉機檢修工藝流程

3 施工準備

施工前對進水口和尾水檢修門的門槽、底檻等進行水下檢查。如有異物須進行水下清理，確保檢修閘門安裝后滿足機組檢修要求。機組停機后首先進行進水口檢修閘門的安裝，最后進行尾水檢修閘門的進行安裝。機組流道內(nèi)排水應注意的內(nèi)容包括：一是開啟流道排水閥將壓力鋼管及尾水管內(nèi)的積水排干凈；二是打開蝸殼及錐管進人孔，進入流道內(nèi)觀察進水口檢修門及尾水檢修門的滲漏量，必要時采取引流措施，以不影響門槽的檢修工作。在事故閘門檢修平臺上搭設腳手架，以便進行液壓啟閉機油缸與閘門的拆卸工作。

4 液壓啟閉機及其附件的拆卸與檢修

4.1 液壓啟閉機拆除

一是使閘門處于門槽上方的檢修平臺處，并鎖定閘門；二是將液壓油缸活塞桿吊頭與閘門拉桿的連接軸退出，使油缸與事故閘門有效分離；三是使液壓缸的吊頭處在全縮位置并鎖定牢靠；四是斷開液壓泵站的控制電源，拆除液壓泵站與液壓缸之間的管路及元器件；五是拆除液壓缸基礎固定螺栓，利用汽車起重機將液壓缸吊出門槽；六是將液壓缸放置在運輸支架上固定牢靠，并裝車返廠。

4.2 液壓啟閉機返廠檢修

液壓啟閉機檢修工藝流程如圖2所示。

圖2 液壓啟閉機檢修工藝流程

一是缸體運回工廠后，排除缸體內(nèi)殘余的液壓油；二是拆除缸體上端蓋并將活塞桿退出缸體；三是清除缸體及活塞桿焊縫周邊油漆，對液壓缸焊縫進行100%UT 檢測；四是測量缸體內(nèi)徑、活塞環(huán)外徑、上缸蓋軸套內(nèi)徑等主要尺寸并與圖紙尺寸進行對比判斷磨損量；五是將缸體及活塞桿等部件清掃干凈，檢查缸體及活塞桿無明顯劃傷；六是更換缸體及活塞的所有密封圈及螺栓；七是將活塞桿進行回裝，回裝時活塞桿應緩慢插入缸體防止密封圈損壞；八是安裝缸體上端蓋并緊固螺栓；九是對液壓缸進行動作試驗及嚴密耐壓試驗。動作試驗時使活塞桿在全行程內(nèi)進行啟閉動作測試，無滲漏油；嚴密耐壓試驗時按規(guī)范要求對缸體進行嚴密耐壓試驗，無滲漏油；十是各項試驗完成后對缸體進行刷漆，漆膜厚度滿足設計要求；十一是缸體包裝并發(fā)運至電站。

5 閘門的拆除及翻新

進水口事故閘門由上、下兩節(jié)門頁組成，門頁之間采用螺栓把合連接，組合縫密封采用焊接方式進行封焊。

閘門的拆除流程如下。一是利用進水口門機將閘門吊起，并將下部門頁鎖定在檢修平臺上；二是在閘門周邊搭設一周腳手架，作為閘門拆卸平臺，腳手架外圍需設有防護欄桿；三是利用碳弧氣刨將兩節(jié)門頁間的封水焊縫切割開；四是在進水口門機上掛吊索，將鎖具與閘門上部門頁連接，起升吊鉤使吊索繃緊并處于受力狀態(tài)；五是拆除閘門上、下門頁間的組合縫螺栓，螺栓拆完后利用門機分別將上部、下部門頁吊出門槽；六是用拖板車將閘門運送至現(xiàn)場車間進行翻新。

閘門的翻新流程為：一是在車間內(nèi)布置鋼支墩將閘門落在鋼支墩上并調(diào)平；二是拆除閘門上的附件；三是對閘門腐蝕情況進行檢查評估，測量閘門平面度，對于閘門面板有鼓脹的部位需進行矯正處理；四是對閘門結(jié)構焊縫進行100%UT 檢測；五是將閘門腐蝕部位打磨出金屬光澤，并進行PT 檢測，PT 檢測合格后進行補焊并打磨平整；六是在噴砂車間內(nèi)對閘門進行噴砂處理；七是閘門面板噴漆（底漆→中間漆→面漆），確保每道漆的漆膜厚度符合規(guī)范要求，每噴完一道漆后須待漆面干燥后，再進行下一工序的噴漆工作；八是安裝閘門的滑塊及滾輪，滑塊的安裝高度應保持在同一平面內(nèi)；滾輪安裝時應在軸套內(nèi)注滿黃油，滾輪轉(zhuǎn)動應靈活；九是對所有螺紋孔進行攻絲，確保閘門附件安裝時螺栓能順利安裝。

6 埋件的檢查及修復

閘門吊出門槽后，利用進水口門機掛裝吊籠的方式對閘門埋件進行檢查，檢查過程需用榔頭敲擊門槽、門楣、底檻等埋件有無脫空現(xiàn)象，對于脫空的部位進行灌漿處理。對于埋件表面腐蝕的部位進行焊接修復，所有缺陷處理完畢后，對埋件進行整體除銹并涂漆防腐。

7 閘門的回裝

7.1 閘門拼裝

閘門拼裝流程為：一是將下部門頁吊裝至門槽內(nèi)并鎖定在檢修平臺處；二是將上部門頁吊裝至下部門頁的頂部進行組裝，安裝上、下部門頁的組合縫螺栓并按設計力矩緊固；三是閘門組合縫焊接前應檢測閘門的平面度并滿足設計要求；四是閘門組合縫焊接。

閘門組合縫焊接應注意的操作內(nèi)容包括：一是焊接前對焊縫進行清掃，將焊縫及周邊打磨出金屬光澤；二是焊前對焊縫進行80～100℃預熱；三是焊接采用分段、退步、跳焊的方式進行焊接，降低焊縫的熱輸入，嚴格控制焊接變形；四是焊縫應平整，焊縫余高不大于1.5mm；五是焊接完成后對焊縫進行PT 檢測并刷漆防腐。

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7.2 閘門水封及附件的安裝

水封安裝時，水封接頭可采用生膠熱壓的方法膠合[1]。水封橡膠皮安裝時按照頂止水、側(cè)止水、底止水的順序逐項安裝，最后將側(cè)止水長度多余部分的橡膠切除，水封安裝過程中需注意轉(zhuǎn)角部的處理，以防漏水。

水封附件的安裝要求為：一是水封壓板應平直，無毛刺，水封螺孔須與門頁螺孔配鉆；二是橡膠水封的螺栓孔應采用專用的鉆頭加工螺孔，嚴禁采用沖壓法和熱燙法加工，其孔徑應比螺栓直徑小1mm[2]；三是橡膠水封安裝后兩側(cè)止水的中心距離和頂至水至底止水底緣距離的極限偏差為±3mm，止水表面的平面度公差為2mm，閘門處于工作狀態(tài)時，側(cè)水封的壓縮量應符合設計要求；四是沖水閥的導向機構應靈活可靠，密封件和閥座應接觸均勻并滿足止水要求。

7.3 閘門靜平衡試驗

使用進水口門機將閘門吊離地面100mm 以上狀態(tài)，對閘門的上、下游及左、右側(cè)傾斜度進行測量，閘門的傾斜度不超過門高的1/1000，且應不超過8.0mm。然后根據(jù)計算結(jié)果進行配重。

閘門配重驗收完畢后，利用進水口門機將閘門吊放至檢修平臺處并鎖定牢靠。

7.4 閘門與液壓缸連接

液壓缸安裝前活塞桿頭部需處于縮回狀態(tài)并與缸體鎖定牢靠。準備工作完畢后，利用汽車起重機將液壓缸吊放至液壓缸推力支座上并安裝螺栓固定。

清掃閘門拉桿孔和液壓缸吊頭的毛刺及油污，在關節(jié)軸承及聯(lián)門軸上涂抹一層黃油，兩者對正后安裝聯(lián)門軸。

7.5 閘門與液壓啟閉機聯(lián)調(diào)

7.5.1 液壓泵站與液壓缸之間的管路安裝

全部管道應在現(xiàn)場進行配管安裝；拆散后的管路必須嚴格封堵管口，以免污染；所有經(jīng)過焊接的管子，焊后需清理焊渣、并進行酸洗，酸洗建議采用10%濃度的硫酸或者鹽酸溶液，再用10%的蘇打水充分中和，水沖洗、高壓氣吹干方可安裝。管路、電纜、元器件等附件安裝后應美觀并固定牢靠。

7.5.2 液壓啟閉機的調(diào)試

用濾油機將抗磨液壓油注入液壓系統(tǒng)的回油箱內(nèi)，泵站在空轉(zhuǎn)時無異響；升壓平穩(wěn)，達到系統(tǒng)壓力后運行平穩(wěn)無振動、雜音和溫升過高等現(xiàn)象。

在無水狀態(tài)下全行程啟閉試驗檢查滑道無卡阻現(xiàn)象，在閘門全關位置檢查水封橡皮無破損，漏光檢查合格；動作試驗過程中，對水封處進行水淋潤滑，以防止水封橡皮破損。

液壓缸以0.5～1.0MPa 壓力全行程往復動作三次，用以排除油缸和管路中的空氣，檢驗泵組、閥組及電氣操作系統(tǒng)正確性和油缸有無爬行現(xiàn)象，整定和調(diào)整好高度儀、限位開關、電氣元件的數(shù)據(jù)和動作位置；檢測電動機電流、電壓和油壓的數(shù)據(jù)及全行程啟、閉的運行時間[3]。

靜水情況下的全程啟閉試驗：試驗在無水試驗合格后進行，試驗內(nèi)容與無水試驗相同。

在動水情況下進行閘門和液壓啟閉機的功能性試驗和檢查，檢查水封的漏水量和閘門在升降過程中有無振動；檢測電動機的電流、電壓和油缸內(nèi)的油壓及全行程啟、閉運行時間。

閘門快速關閉時間調(diào)整—通過調(diào)整插裝閥的行程及節(jié)流孔板的孔徑大小來調(diào)節(jié)閘門的關閉速度，最終使閘門在動水情況下的緊急關閉時間滿足設計要求。

8 結(jié)語

通過對進水口事故閘門及液壓啟閉機的全面檢修，設備缺陷修復完畢，進水口事故閘門快速落門時間滿足設計要求；系統(tǒng)各設備運行平穩(wěn)，本次檢修取得預期效果；為機組長期、安全穩(wěn)定運行提供了保障，同時為同類型設備的檢修提供了思路和借鑒意義。