縮短尾水閘門(mén)平均落門(mén)時(shí)間的分析與改進(jìn)

陳騁，王昆，谷躍亭

（1.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江天臺(tái)317200；2.浙能紹興濱海熱電有限責(zé)任公司，浙江紹興312300）

縮短尾水閘門(mén)平均落門(mén)時(shí)間的分析與改進(jìn)

陳騁1，王昆2，谷躍亭1

（1.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江天臺(tái)317200；2.浙能紹興濱海熱電有限責(zé)任公司，浙江紹興312300）

水力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組尾水管出口一般設(shè)有尾水閘門(mén)，當(dāng)機(jī)組檢修時(shí)，可將尾水閘門(mén)關(guān)閉，抽去積水，達(dá)到隔離水源的作用。尾水閘門(mén)采用變頻調(diào)速控制方式，變頻器設(shè)定有兩級(jí)額定運(yùn)行速度。閘門(mén)從全開(kāi)到全關(guān)，一次需要將近20 min。但是實(shí)際操作時(shí)，尾水閘門(mén)落門(mén)時(shí)間卻不止20 min，耽誤檢修開(kāi)工時(shí)間。通過(guò)對(duì)尾水閘門(mén)落門(mén)分析，總結(jié)出縮短尾水閘門(mén)平均落門(mén)時(shí)間的措施。

尾水閘門(mén)；平均落門(mén)時(shí)間

1 引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江天臺(tái)縣，共裝設(shè)4臺(tái)單機(jī)300 MW抽水蓄能機(jī)組，以?xún)苫?00 kV出線(xiàn)接入蒼巖變電所。

在電站每年安排8臺(tái)次機(jī)組年度檢修，都需要落下尾水閘門(mén)，做好防止來(lái)水的措施。每次，尾閘從全開(kāi)狀態(tài)到全關(guān)狀態(tài)，理論上平均需要20 min，可是實(shí)際操作時(shí)卻不止20 min，往往耽擱較長(zhǎng)時(shí)間。如此消耗大量的時(shí)間與人力，不僅降低了停役操作的效率，還有可能因頻繁操作，增加尾閘啟閉機(jī)故障的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)機(jī)組設(shè)備安全運(yùn)行造成威脅。

因此，如何通過(guò)技術(shù)改造，提高尾水閘門(mén)落門(mén)效率，縮短尾水閘門(mén)平均落門(mén)時(shí)間，成為了我們關(guān)注的重點(diǎn)。

2 尾水閘門(mén)平均落門(mén)時(shí)間的分析與改進(jìn)措施

2.1.狀調(diào)查

（1）調(diào)查一

桐柏電廠(chǎng)尾水閘門(mén)底檻高程93.5 m，閘門(mén)為平面滑動(dòng)式，門(mén)上設(shè)充水閥，充水閥行程為250 mm。尾水閘門(mén)采用變頻調(diào)速控制方式，變頻器設(shè)定有兩級(jí)額定運(yùn)行速度。在閘門(mén)接近全開(kāi)位或全關(guān)為低速0.75 m/min（0～0.6 m、42.85～43.25 m），閘門(mén)在中間區(qū)域?yàn)楦咿D(zhuǎn)速2.30 m/min（0.6～42.85 m）。因此，閘門(mén)從全開(kāi)到全關(guān)，一次需要將近20 min。表1是桐柏電廠(chǎng)尾水閘門(mén)基本參數(shù)。

表1.水閘門(mén)基本參數(shù)

結(jié)論：從尾水閘門(mén)參數(shù)可以得到結(jié)論：尾水閘門(mén)理論平均落門(mén)時(shí)間一次應(yīng)該在20 min左右。

（2）調(diào)查二

通過(guò)對(duì)2014年3月到2015年12月，4臺(tái)機(jī)組尾水閘門(mén)落門(mén)情況行統(tǒng)計(jì)分析，做出了如表2、表3調(diào)查表：

表2.014年度機(jī)組尾水閘門(mén)落門(mén)統(tǒng)計(jì)

表3.015年度機(jī)組尾水閘門(mén)落門(mén)統(tǒng)計(jì)

結(jié)論：從以上統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)據(jù)可以分析得出：桐柏電廠(chǎng)4臺(tái)機(jī)組尾水閘門(mén)實(shí)際平均落門(mén)時(shí)間至少45 min，而設(shè)計(jì)單次落門(mén)時(shí)間為20 min，兩者相差25 min，高出了2倍多。一次性落門(mén)成功率均低于50%，幾乎每次都是需要反復(fù)起落閘門(mén)，才能達(dá)到完全隔離的目的，并且每次確定閘門(mén)下落到位都是通過(guò)機(jī)組尾水水位是否下降或是壓力下降來(lái)確定的，這需要等待很長(zhǎng)的時(shí)間，如果不能一次成功，需要浪費(fèi)很多的時(shí)間，再次升起閘門(mén)后，也無(wú)法立即確定漏水的原因，需要逐項(xiàng)排查，因此，效率低，耗時(shí)長(zhǎng)，這已經(jīng)成為每次檢修排水操作的“特點(diǎn)”。

根據(jù)部門(mén)要求，并考慮到實(shí)際情況，小組將課題目標(biāo)值設(shè)定為機(jī)組尾水閘門(mén)落門(mén)時(shí)間從原先平均45 min縮短為平均25 min，大大縮短尾水閘門(mén)平均落門(mén)時(shí)間，提高工作效率。

2.2.水閘門(mén)落門(mén)時(shí)間長(zhǎng)的原因分析

通過(guò)對(duì)機(jī)組尾水閘門(mén)的理解，可以從兩個(gè)方面來(lái)尋找落門(mén)時(shí)間長(zhǎng)的原因。一是人為因素，二是設(shè)備因素。

（1）人為因素

①在對(duì)機(jī)組尾水閘門(mén)隔離操作的時(shí)候，是由兩名及以上的操作人員共同操作完成的，這就會(huì)涉及到操作人員的責(zé)任心與操作經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)操作人員責(zé)任心不強(qiáng)時(shí)，可能會(huì)遺漏檢查設(shè)備基本狀況，若是遇到設(shè)備存在老化等缺陷時(shí)，強(qiáng)行操作會(huì)造成更大的麻煩。

②當(dāng)操作人員擁有較豐富的操作經(jīng)驗(yàn)的時(shí)候，對(duì)于處理突發(fā)問(wèn)題則會(huì)更加得心應(yīng)手，若是經(jīng)驗(yàn)不足的操作人員，可能會(huì)耽誤時(shí)間處理問(wèn)題。

③操作尾水閘門(mén)的隔離，在操作步驟上存在著差異，最優(yōu)的操作步驟有時(shí)可以節(jié)省很多不必要的重復(fù)操作，因此，隔離操作順序不合理也是其中的一個(gè)原因。

（2）設(shè)備因素

①尾水閘門(mén)上設(shè)置充水閥，充水閥未安裝機(jī)械關(guān)閉裝置，落門(mén)后可能會(huì)出現(xiàn)漏水的情況，這就需要重新落門(mén)，并且需要時(shí)間檢查確認(rèn)，因此，充水閥設(shè)計(jì)不合理是其中的一個(gè)原因。

②尾水閘門(mén)下落之后，若是遇到漏水，由于水下環(huán)境復(fù)雜，無(wú)法直接看到水面之下的閘門(mén)具體情況，就無(wú)法快速并正確地確定漏水原因，需要逐個(gè)排查。因此，水下環(huán)境復(fù)雜，無(wú)法確定閘門(mén)漏水的原因是其中的一個(gè)原因。

③尾水閘門(mén)工作環(huán)境常年潮濕，而且尾水閘門(mén)運(yùn)行年數(shù)已經(jīng)超過(guò)10年，維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目一直沒(méi)有很大的改變，一些設(shè)備由于生銹、腐蝕等原因，已經(jīng)出現(xiàn)卡澀、破裂的情況，嚴(yán)重影響尾水閘門(mén)的安全運(yùn)行。因此，閘門(mén)設(shè)備維護(hù)不到位是其中的一個(gè)原因。

總共歸納出6點(diǎn)原因，分別是：a、工作責(zé)任心不強(qiáng)；

b、操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)；

c、隔離操作順序安排不合理；

d、充水閥設(shè)計(jì)不合理；

e、水下環(huán)境復(fù)雜，無(wú)法確定閘門(mén)漏水的原因；

f、閘門(mén)設(shè)備維護(hù)不到位。

2.3.歸納的原因進(jìn)一步分析

（1）桐柏公司已經(jīng)于2015年實(shí)行了設(shè)備主人制度，各個(gè)設(shè)備都有分管的設(shè)備主人，且設(shè)置A角、B角分管，分工明確，責(zé)任到位。查詢(xún)?cè)O(shè)備維護(hù)記錄發(fā)現(xiàn)，機(jī)組尾水閘門(mén)按時(shí)定期維護(hù)，實(shí)際維護(hù)項(xiàng)目與作業(yè)指導(dǎo)書(shū)中項(xiàng)目一致，責(zé)任意識(shí)強(qiáng)，具有較高工作責(zé)任心，因此，工作責(zé)任心不強(qiáng)不是主要原因。

（2）桐柏公司80%操作人員從事這項(xiàng)工作5～10年，技術(shù)水平較高，操作內(nèi)容涵蓋面廣，多名操作人員無(wú)差錯(cuò)操作條數(shù)上萬(wàn)，經(jīng)驗(yàn)甚是豐富，且操作熟練。查詢(xún)每年的員工業(yè)務(wù)考試考核，員工合格率為100%，多名員工成績(jī)突出，對(duì)于我廠(chǎng)設(shè)備有著獨(dú)特的見(jiàn)解。因此，操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)不是主要原因。

（3）尾水閘門(mén)隔離操作經(jīng)過(guò)多年的完善，形成了操作票制度，操作票中各操作步驟完全符合要求，并且按照實(shí)際隔離情況，制定了最優(yōu)操作順序。對(duì)比其他同類(lèi)型電廠(chǎng)的同類(lèi)操作作業(yè)，并無(wú)差別，因此，隔離操作順序安排不合理不是主要原因。

（4）參考充水閥設(shè)計(jì)圖紙，以及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)查看發(fā)現(xiàn)：充水閥未安裝機(jī)械關(guān)閉裝置，無(wú)法由外力關(guān)閉閥口，在閘門(mén)下落到底后，憑自身重力下降，壓住閥口，且下落軌道過(guò)于緊密，增大了表面的摩擦力，充水閥下落不順暢。這會(huì)導(dǎo)致落門(mén)后可能出現(xiàn)漏水的情況，需要重新落門(mén)，因此，充水閥設(shè)計(jì)不合理是主要原因。

（5）操作人員在尾水閘門(mén)落下后，需要等待觀(guān)測(cè)尾水管壓力變化來(lái)判斷尾水閘門(mén)是否做到了完全隔離。一旦遇到未完全隔離的情況，由于無(wú)法直接觀(guān)測(cè)到水下閘門(mén)的情況，必須先將閥門(mén)提升至全開(kāi)，然后做好防墜落措施后，進(jìn)行全面檢查，逐項(xiàng)排查，確認(rèn)漏水原因，耽擱操作時(shí)間，因此，水下環(huán)境復(fù)雜，無(wú)法確定閘門(mén)漏水的原因是主要原因。

（6）尾水閘門(mén)室陰冷潮濕，閘門(mén)底部與邊緣部分腐蝕、生銹，閘門(mén)定檢周期較長(zhǎng)，維護(hù)項(xiàng)目偏于基礎(chǔ)，無(wú)針對(duì)性；充水閥邊緣防腐漆脫落，形成銹跡容易卡澀，造成充水閥下落不順暢。因此，閘門(mén)設(shè)備維護(hù)不到位是主要原因。

2.4.定改進(jìn)措施以及實(shí)施效果

針對(duì)以上分析的3點(diǎn)主要原因，即：充水閥設(shè)計(jì)不合理、水下環(huán)境復(fù)雜，無(wú)法確定閘門(mén)漏水的原因、閘門(mén)設(shè)備維護(hù)不到位等，必須采取合適的措施，以達(dá)到縮短尾水閘門(mén)平均落門(mén)時(shí)間。改進(jìn)措施見(jiàn)表4。

表4.進(jìn)措施方案表

（1）改進(jìn)充水閥下落的路徑：更換防腐不銹鋼材料作為充水閥下落通道，增加1 mm下落通道直徑，使得下落時(shí)不會(huì)卡得太緊，又不至于因?yàn)樘缮?dǎo)致下落發(fā)生傾斜。采用新的防腐油漆，在充水閥表面形成有效防腐層，并且油漆厚度更薄，不容易與下落通道發(fā)生干摩擦，下落更順利。改進(jìn)后，充水閥下落時(shí)準(zhǔn)確而且順利，未發(fā)現(xiàn)與下落通道發(fā)生干摩擦，充水閥完全可以下落到位。

（2）增設(shè)水下監(jiān)控裝置：安裝先進(jìn)的水下攝像頭，水下攝像頭可以與閥門(mén)同步起落，實(shí)時(shí)監(jiān)控，視頻信號(hào)直接傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控臺(tái)?？梢匀矫鏅z查尾水閘門(mén)落門(mén)情況，確定尾水閘門(mén)是否已經(jīng)下落到位。若發(fā)現(xiàn)未完全隔離的情況，則可以通過(guò)水下監(jiān)控裝置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出解決方案。改進(jìn)后，通過(guò)水下攝像頭，可以清楚地看到水下閘門(mén)的情況，便于做出相合適的決策。

（3）增加機(jī)組尾水閘門(mén)定檢頻率與項(xiàng)目：每月結(jié)合機(jī)組定檢，對(duì)尾水閘門(mén)進(jìn)行全方位檢查，針對(duì)閘門(mén)充水閥生銹、污染等，增加了特定的維護(hù)項(xiàng)目，保證了下一次機(jī)組落尾水閘門(mén)的效率。同時(shí)新制定了維護(hù)項(xiàng)目表（見(jiàn)表5）：

表5.水閘門(mén)維護(hù)項(xiàng)目表

改進(jìn)后，增加了尾水閘門(mén)定檢頻率和項(xiàng)目后，消除了生銹、污染、外力破壞等因素帶來(lái)的影響。

為驗(yàn)證實(shí)際效果，在實(shí)施項(xiàng)目對(duì)策后，統(tǒng)計(jì)了2016年至2017年，機(jī)組檢修排水隔離操作時(shí)尾水閘門(mén)的落門(mén)情況。

通過(guò)表6可以看出實(shí)施對(duì)策后，落門(mén)成功率提升明顯。尾水閘門(mén)完全可以達(dá)到理論落門(mén)時(shí)間，節(jié)約了時(shí)間成本，使得檢修可以盡快開(kāi)工。

表6.016年度機(jī)組尾水閘門(mén)落門(mén)統(tǒng)計(jì)

4臺(tái)機(jī)組的尾水閘門(mén)都做了閘門(mén)改造，采用新的防腐油漆，使得表面更光滑、更薄；對(duì)充水閥軌道進(jìn)行擴(kuò)大，直徑增加了1 mm，既滿(mǎn)足充水閥下落不會(huì)偏移，也避免了軌道過(guò)緊造成的干摩擦，使得充水閥下落更順利。

新的閘門(mén)定檢周期縮短，維護(hù)項(xiàng)目特別增加了充水閥軌道維護(hù)，包括除銹、防腐，軌道清污等，保證充水閥下落順利。

水下攝像頭也正式啟用，通過(guò)視頻信號(hào)，我們可以清楚看到閘門(mén)下落的狀態(tài)，以及充水閥是否下落嚴(yán)密。

為了鞏固成果，防止問(wèn)題再發(fā)生，將有效措施和新的流程納入有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

①完善精細(xì)巡檢制度，增加“尾水閘門(mén)充水閥腐蝕程度檢查”、“尾水閘門(mén)水下攝像裝置檢查”，加強(qiáng)今后的日常巡檢力度，爭(zhēng)取做到隱患的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與消除。

②編寫(xiě)機(jī)組尾水閘門(mén)水下監(jiān)控裝置使用說(shuō)明書(shū)，開(kāi)展安全知識(shí)大講堂活動(dòng)，普及尾水閘門(mén)水下攝像裝置的相關(guān)知識(shí)。

③繼續(xù)研究尾水閘門(mén)充水閥關(guān)閉機(jī)制，提出更加安全可靠的解決方案。

3 結(jié)論

抽水蓄能電站尾水閘門(mén)，主要用于檢修期間或者事故發(fā)生時(shí)，隔離下游側(cè)水源，保證廠(chǎng)房?jī)?nèi)部不會(huì)發(fā)生尾水倒灌的危險(xiǎn)，起到至關(guān)重要的安全保障作用。對(duì)于尾水閘門(mén)設(shè)計(jì)原理與理論運(yùn)行分析的研究將會(huì)幫助我們更好得使用尾水閘門(mén)。

通過(guò)改進(jìn)充水閥下落的路徑、增設(shè)水下監(jiān)控裝置、增加機(jī)組尾水閘門(mén)定檢頻率與項(xiàng)目，從根本上解決了尾水閘門(mén)設(shè)計(jì)上的缺陷，不僅使得我們對(duì)尾水閘門(mén)有了一個(gè)更加直觀(guān)的了解，而且開(kāi)拓了對(duì)尾水閘門(mén)實(shí)施改進(jìn)的新領(lǐng)域。

縮短尾水閘門(mén)平均下落時(shí)間，可以減少在隔離操作上浪費(fèi)的人力、物力、時(shí)間，盡快開(kāi)展檢修工作，節(jié)約成本。

[1]劉細(xì)龍，王遠(yuǎn).廣蓄電站尾水事故閘門(mén)的設(shè)計(jì)總結(jié)[J].水利水電，2001（2）：99-102.

[2]劉伊生.水電站全過(guò)程項(xiàng)目管理[M].北京：北方交通大學(xué)出版社，2002.

[3]姚國(guó)華,吳玲玲,李少光.天荒坪抽水蓄能電站尾水事故閘門(mén)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)設(shè)計(jì)[J].水力發(fā)電，2001（06）.

[4]肖段龍,周育楨,董笑波.清遠(yuǎn)抽水蓄能電站上水庫(kù)事故檢修閘門(mén)充水閥設(shè)計(jì)探討[J].水力發(fā)電，2014(07).

TV664

B

1672-5387（2017）09-0035-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.09.014

2017-06-19

陳騁（1990-），男，助理工程師，從事抽水蓄能工作。