某电站中孔充压式水封改造
2020-05-12黄帅超王志强
梁 恒,黄帅超,王志强
(雅砻江流域水电开发有限公司,四川 凉山615704)
1 概述
某电站枢纽建筑物主要由左右岸挡水坝、中孔坝段和溢流坝段、消力池、右岸引水系统及地下厂房发电系统组成。碾压混凝土重力坝坝顶高程1334.00m,最大坝高168.00m,坝顶长度516.00m,共分24个坝段。溢流坝段布置5孔溢流表孔。10~15号坝段为中孔坝段分别长22.00m,设置2个中孔。中孔进口底板高程1240.00m。左、右中孔均采用有压深式进水孔形式,孔口尺寸为进口5.00m×10.00m(宽×高),出口5.00m×8.00m(宽×高)。中孔坝段泄水孔压力段前端设平板事故检修门,压力段出口设弧形工作门。工作门为潜孔伸缩式水封弧形闸门,侧水封为P 型水封(P60BS),底水封为刀型水封(-20×235×5890),主止水为伸缩式水封。
表1 中孔弧形闸门基本参数
2 运行中出现的问题
2017年汛前检查维护时,检修人员发现1号中孔工作闸门充压式水封底部撕裂,已经影响闸门正常止水效果,无法正常使用,随即开展了水封更换工作,更换后恢复正常。
2018年再次进行检查维护时,发现充压式水封背腔残存余水,水封没有完全缩回,为了保证水封工作的安全可靠性,进行了中孔工作闸门充压式水封整治施工。
图1 充压式水封背腔有水
3 故障原因分析
查阅技术资料,根据现场管路铺设分析影响充压式水封中水无法排尽的原因主要为:管路设计不合理,中孔启闭机室海拔高程为1334m,门槽地坎高程为1240m,水封充水管、排水管、充气管及排气管出口均布置在中孔启闭机室,水封装置充水管、充气管进口设置于门槽底部,水封装置排水管以及抽真空管位于门槽顶部,导致使用压缩空气无法将水封中的水冲排干净,水环真空泵对水封抽真空时无法使底部水封缩回,闸门开启过程中,闸门与水封之间存在剐蹭,严重时导致水封撕裂。
4 故障处理与技术改造
为解决水封背腔水无法排尽问题,经讨论研究决定,增加1套独立的排水系统,通过在门槽底部增设排水口,设置相应的电动阀组及配套的供电和控制设备,当充压式水封背腔卸压后,通过操作电动阀,从而完成背腔残余水的排空,同时对起落门流程进行了优化,简化了相关操作流程(见图2)。
图2 充压式水封管路示意图
图3 中孔水封充压泄压系统图(改造后)
流程更改及简化如表1。
表1 流程更改及简化情况
在中孔流道有压(流道充满水)工况下进行中孔工作闸门退水封操作时,同时打开新增的电动阀及原有的排水阀,保持此时水封背压腔与大气的连通,可以排空水封背腔内的残余积水,水封头完全回缩。现场试验情况表明,通过增设新电动阀(即:增加1套独立的水封背压腔排水系统),解决了中孔工作闸门充压水封卸压后,水封底部背腔的排水问题,达到了设计预期效果(见图4)。
图4 水封背压腔排水系统
经过水封整治及充压、泄压流程优化调整后,原系统中的真空泵抽排子系统,在水封退出的正常流程中已没有启动的必要,已屏蔽以简化操作流程。但现场保留了相关设备,并可以手动恢复启动,以便在新增排水系统不能正常开启等异常情况下使用。
5 结束语
中孔闸门充压式水封改造增加了1套独立的排水系统,保证了起落闸门的过程顺利,不仅方便了泄压过程操作、提高充压泄压的可靠性,也减少闸门起落对水封的剐蹭破坏。通过中孔充压式水封改造,我认为高水头闸门封水采用充压式水封,关键要解决好保压系统及排水泄压这两个问题。同时设计院设计的设备布置及管路走向不一定适应现场的实际需要,对于出现的问题隐患,要大胆分析,勇于质疑,进行充分论证后,对于不合理的地方加以改正,以保证设备安全可靠运行。