缩短尾水闸门平均落门时间的分析与改进

2017-09-26陈骋王昆谷跃亭

水电站机电技术 2017年9期

关键词：水阀尾水漏水

陈骋，王昆，谷跃亭

（1.华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台317200；2.浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江绍兴312300）

缩短尾水闸门平均落门时间的分析与改进

陈骋1，王昆2，谷跃亭1

（1.华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江天台317200；2.浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江绍兴312300）

水力发电厂机组尾水管出口一般设有尾水闸门，当机组检修时，可将尾水闸门关闭，抽去积水，达到隔离水源的作用。尾水闸门采用变频调速控制方式，变频器设定有两级额定运行速度。闸门从全开到全关，一次需要将近20 min。但是实际操作时，尾水闸门落门时间却不止20 min，耽误检修开工时间。通过对尾水闸门落门分析，总结出缩短尾水闸门平均落门时间的措施。

尾水闸门；平均落门时间

1 引言

桐柏抽水蓄能电站位于浙江天台县，共装设4台单机300 MW抽水蓄能机组，以两回500 kV出线接入苍岩变电所。

在电站每年安排8台次机组年度检修，都需要落下尾水闸门，做好防止来水的措施。每次，尾闸从全开状态到全关状态，理论上平均需要20 min，可是实际操作时却不止20 min，往往耽搁较长时间。如此消耗大量的时间与人力，不仅降低了停役操作的效率，还有可能因频繁操作，增加尾闸启闭机故障的风险，对机组设备安全运行造成威胁。

因此，如何通过技术改造，提高尾水闸门落门效率，缩短尾水闸门平均落门时间，成为了我们关注的重点。

2 尾水闸门平均落门时间的分析与改进措施

2.1.状调查

（1）调查一

桐柏电厂尾水闸门底槛高程93.5 m，闸门为平面滑动式，门上设充水阀，充水阀行程为250 mm。尾水闸门采用变频调速控制方式，变频器设定有两级额定运行速度。在闸门接近全开位或全关为低速0.75 m/min（0～0.6 m、42.85～43.25 m），闸门在中间区域为高转速2.30 m/min（0.6～42.85 m）。因此，闸门从全开到全关，一次需要将近20 min。表1是桐柏电厂尾水闸门基本参数。

表1.水闸门基本参数

结论：从尾水闸门参数可以得到结论：尾水闸门理论平均落门时间一次应该在20 min左右。

（2）调查二

通过对2014年3月到2015年12月，4台机组尾水闸门落门情况行统计分析，做出了如表2、表3调查表：

表2.014年度机组尾水闸门落门统计

表3.015年度机组尾水闸门落门统计

结论：从以上统计表中的数据可以分析得出：桐柏电厂4台机组尾水闸门实际平均落门时间至少45 min，而设计单次落门时间为20 min，两者相差25 min，高出了2倍多。一次性落门成功率均低于50%，几乎每次都是需要反复起落闸门，才能达到完全隔离的目的，并且每次确定闸门下落到位都是通过机组尾水水位是否下降或是压力下降来确定的，这需要等待很长的时间，如果不能一次成功，需要浪费很多的时间，再次升起闸门后，也无法立即确定漏水的原因，需要逐项排查，因此，效率低，耗时长，这已经成为每次检修排水操作的“特点”。

根据部门要求，并考虑到实际情况，小组将课题目标值设定为机组尾水闸门落门时间从原先平均45 min缩短为平均25 min，大大缩短尾水闸门平均落门时间，提高工作效率。

2.2.水闸门落门时间长的原因分析

通过对机组尾水闸门的理解，可以从两个方面来寻找落门时间长的原因。一是人为因素，二是设备因素。

（1）人为因素

①在对机组尾水闸门隔离操作的时候，是由两名及以上的操作人员共同操作完成的，这就会涉及到操作人员的责任心与操作经验，当操作人员责任心不强时，可能会遗漏检查设备基本状况，若是遇到设备存在老化等缺陷时，强行操作会造成更大的麻烦。

②当操作人员拥有较丰富的操作经验的时候，对于处理突发问题则会更加得心应手，若是经验不足的操作人员，可能会耽误时间处理问题。

③操作尾水闸门的隔离，在操作步骤上存在着差异，最优的操作步骤有时可以节省很多不必要的重复操作，因此，隔离操作顺序不合理也是其中的一个原因。

（2）设备因素

①尾水闸门上设置充水阀，充水阀未安装机械关闭装置，落门后可能会出现漏水的情况，这就需要重新落门，并且需要时间检查确认，因此，充水阀设计不合理是其中的一个原因。

②尾水闸门下落之后，若是遇到漏水，由于水下环境复杂，无法直接看到水面之下的闸门具体情况，就无法快速并正确地确定漏水原因，需要逐个排查。因此，水下环境复杂，无法确定闸门漏水的原因是其中的一个原因。

③尾水闸门工作环境常年潮湿，而且尾水闸门运行年数已经超过10年，维护保养项目一直没有很大的改变，一些设备由于生锈、腐蚀等原因，已经出现卡涩、破裂的情况，严重影响尾水闸门的安全运行。因此，闸门设备维护不到位是其中的一个原因。

总共归纳出6点原因，分别是：a、工作责任心不强；

b、操作人员缺乏经验；

c、隔离操作顺序安排不合理；

d、充水阀设计不合理；

e、水下环境复杂，无法确定闸门漏水的原因；

f、闸门设备维护不到位。

2.3.归纳的原因进一步分析

（1）桐柏公司已经于2015年实行了设备主人制度，各个设备都有分管的设备主人，且设置A角、B角分管，分工明确，责任到位。查询设备维护记录发现，机组尾水闸门按时定期维护，实际维护项目与作业指导书中项目一致，责任意识强，具有较高工作责任心，因此，工作责任心不强不是主要原因。

（2）桐柏公司80%操作人员从事这项工作5～10年，技术水平较高，操作内容涵盖面广，多名操作人员无差错操作条数上万，经验甚是丰富，且操作熟练。查询每年的员工业务考试考核，员工合格率为100%，多名员工成绩突出，对于我厂设备有着独特的见解。因此，操作人员缺乏经验不是主要原因。

（3）尾水闸门隔离操作经过多年的完善，形成了操作票制度，操作票中各操作步骤完全符合要求，并且按照实际隔离情况，制定了最优操作顺序。对比其他同类型电厂的同类操作作业，并无差别，因此，隔离操作顺序安排不合理不是主要原因。

（4）参考充水阀设计图纸，以及实际现场查看发现：充水阀未安装机械关闭装置，无法由外力关闭阀口，在闸门下落到底后，凭自身重力下降，压住阀口，且下落轨道过于紧密，增大了表面的摩擦力，充水阀下落不顺畅。这会导致落门后可能出现漏水的情况，需要重新落门，因此，充水阀设计不合理是主要原因。

（5）操作人员在尾水闸门落下后，需要等待观测尾水管压力变化来判断尾水闸门是否做到了完全隔离。一旦遇到未完全隔离的情况，由于无法直接观测到水下闸门的情况，必须先将阀门提升至全开，然后做好防坠落措施后，进行全面检查，逐项排查，确认漏水原因，耽搁操作时间，因此，水下环境复杂，无法确定闸门漏水的原因是主要原因。

（6）尾水闸门室阴冷潮湿，闸门底部与边缘部分腐蚀、生锈，闸门定检周期较长，维护项目偏于基础，无针对性；充水阀边缘防腐漆脱落，形成锈迹容易卡涩，造成充水阀下落不顺畅。因此，闸门设备维护不到位是主要原因。

2.4.定改进措施以及实施效果

针对以上分析的3点主要原因，即：充水阀设计不合理、水下环境复杂，无法确定闸门漏水的原因、闸门设备维护不到位等，必须采取合适的措施，以达到缩短尾水闸门平均落门时间。改进措施见表4。

表4.进措施方案表

（1）改进充水阀下落的路径：更换防腐不锈钢材料作为充水阀下落通道，增加1 mm下落通道直径，使得下落时不会卡得太紧，又不至于因为太松散导致下落发生倾斜。采用新的防腐油漆，在充水阀表面形成有效防腐层，并且油漆厚度更薄，不容易与下落通道发生干摩擦，下落更顺利。改进后，充水阀下落时准确而且顺利，未发现与下落通道发生干摩擦，充水阀完全可以下落到位。

（2）增设水下监控装置：安装先进的水下摄像头，水下摄像头可以与阀门同步起落，实时监控，视频信号直接传输到地面监控台。可以全方面检查尾水闸门落门情况，确定尾水闸门是否已经下落到位。若发现未完全隔离的情况，则可以通过水下监控装置，及时发现问题，提出解决方案。改进后，通过水下摄像头，可以清楚地看到水下闸门的情况，便于做出相合适的决策。

（3）增加机组尾水闸门定检频率与项目：每月结合机组定检，对尾水闸门进行全方位检查，针对闸门充水阀生锈、污染等，增加了特定的维护项目，保证了下一次机组落尾水闸门的效率。同时新制定了维护项目表（见表5）：