某電站中孔充壓式水封改造

梁 恒，黃帥超，王志強(qiáng)

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 涼山615704）

1 概述

某電站樞紐建筑物主要由左右岸擋水壩、中孔壩段和溢流壩段、消力池、右岸引水系統(tǒng)及地下廠房發(fā)電系統(tǒng)組成。碾壓混凝土重力壩壩頂高程1334.00m，最大壩高168.00m，壩頂長度516.00m，共分24個(gè)壩段。溢流壩段布置5孔溢流表孔。10～15號(hào)壩段為中孔壩段分別長22.00m，設(shè)置2個(gè)中孔。中孔進(jìn)口底板高程1240.00m。左、右中孔均采用有壓深式進(jìn)水孔形式，孔口尺寸為進(jìn)口5.00m×10.00m（寬×高），出口5.00m×8.00m（寬×高）。中孔壩段泄水孔壓力段前端設(shè)平板事故檢修門，壓力段出口設(shè)弧形工作門。工作門為潛孔伸縮式水封弧形閘門，側(cè)水封為P 型水封（P60BS），底水封為刀型水封（-20×235×5890），主止水為伸縮式水封。

表1 中孔弧形閘門基本參數(shù)

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

2017年汛前檢查維護(hù)時(shí)，檢修人員發(fā)現(xiàn)1號(hào)中孔工作閘門充壓式水封底部撕裂，已經(jīng)影響閘門正常止水效果，無法正常使用，隨即開展了水封更換工作，更換后恢復(fù)正常。

2018年再次進(jìn)行檢查維護(hù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)充壓式水封背腔殘存余水，水封沒有完全縮回，為了保證水封工作的安全可靠性，進(jìn)行了中孔工作閘門充壓式水封整治施工。

圖1 充壓式水封背腔有水

3 故障原因分析

查閱技術(shù)資料，根據(jù)現(xiàn)場管路鋪設(shè)分析影響充壓式水封中水無法排盡的原因主要為：管路設(shè)計(jì)不合理，中孔啟閉機(jī)室海拔高程為1334m，門槽地坎高程為1240m，水封充水管、排水管、充氣管及排氣管出口均布置在中孔啟閉機(jī)室，水封裝置充水管、充氣管進(jìn)口設(shè)置于門槽底部，水封裝置排水管以及抽真空管位于門槽頂部，導(dǎo)致使用壓縮空氣無法將水封中的水沖排干凈，水環(huán)真空泵對水封抽真空時(shí)無法使底部水封縮回，閘門開啟過程中，閘門與水封之間存在剮蹭，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致水封撕裂。

4 故障處理與技術(shù)改造

為解決水封背腔水無法排盡問題，經(jīng)討論研究決定，增加1套獨(dú)立的排水系統(tǒng)，通過在門槽底部增設(shè)排水口，設(shè)置相應(yīng)的電動(dòng)閥組及配套的供電和控制設(shè)備，當(dāng)充壓式水封背腔卸壓后，通過操作電動(dòng)閥，從而完成背腔殘余水的排空，同時(shí)對起落門流程進(jìn)行了優(yōu)化，簡化了相關(guān)操作流程（見圖2）。

圖2 充壓式水封管路示意圖

圖3 中孔水封充壓泄壓系統(tǒng)圖（改造后）

流程更改及簡化如表1。

表1 流程更改及簡化情況

在中孔流道有壓（流道充滿水）工況下進(jìn)行中孔工作閘門退水封操作時(shí)，同時(shí)打開新增的電動(dòng)閥及原有的排水閥，保持此時(shí)水封背壓腔與大氣的連通，可以排空水封背腔內(nèi)的殘余積水，水封頭完全回縮。現(xiàn)場試驗(yàn)情況表明，通過增設(shè)新電動(dòng)閥（即：增加1套獨(dú)立的水封背壓腔排水系統(tǒng)），解決了中孔工作閘門充壓水封卸壓后，水封底部背腔的排水問題，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期效果（見圖4）。

圖4 水封背壓腔排水系統(tǒng)

經(jīng)過水封整治及充壓、泄壓流程優(yōu)化調(diào)整后，原系統(tǒng)中的真空泵抽排子系統(tǒng)，在水封退出的正常流程中已沒有啟動(dòng)的必要，已屏蔽以簡化操作流程。但現(xiàn)場保留了相關(guān)設(shè)備，并可以手動(dòng)恢復(fù)啟動(dòng)，以便在新增排水系統(tǒng)不能正常開啟等異常情況下使用。

5 結(jié)束語

中孔閘門充壓式水封改造增加了1套獨(dú)立的排水系統(tǒng)，保證了起落閘門的過程順利，不僅方便了泄壓過程操作、提高充壓泄壓的可靠性，也減少閘門起落對水封的剮蹭破壞。通過中孔充壓式水封改造，我認(rèn)為高水頭閘門封水采用充壓式水封，關(guān)鍵要解決好保壓系統(tǒng)及排水泄壓這兩個(gè)問題。同時(shí)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的設(shè)備布置及管路走向不一定適應(yīng)現(xiàn)場的實(shí)際需要，對于出現(xiàn)的問題隱患，要大膽分析，勇于質(zhì)疑，進(jìn)行充分論證后，對于不合理的地方加以改正，以保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行。