基于水电站快速闸门封水不严问题的原因分析及处理 党星明

基于水电站快速闸门封水不严问题的原因分析及处理党星明
发表时间：2018-05-14T11:08:59.417Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：党星明[导读] 摘要：本文通过对白水江某水电站快速闸门封水不严缺陷原因进行了分析，提出了可行的处理方案并实施，通过实施使该水电站1、2号机组具备了单机检修的条件，为今后电站的优化检修、经济安全运行、事故应急处理等奠定了坚实的基础，同时每年至少减少直接损失60-90万元。

（大唐碧口水力发电厂甘肃文县 746412）摘要：本文通过对白水江某水电站快速闸门封水不严缺陷原因进行了分析，提出了可行的处理方案并实施，通过实施使该水电站1、2号机组具备了单机检修的条件，为今后电站的优化检修、经济安全运行、事故应急处理等奠定了坚实的基础，同时每年至少减少直接损失60-90万元。

关键词：快速门；封水；处理
1.电站工程概况
该水电站位于甘肃省文县境内白水江干流上，电站设计发电流量136m3/s，设计水头28.0m，总装机容量32MW（2×16MW），年发电量1.48亿kWh，年利用小时数4625h。

电站等别Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级。

右岸引水发电，低坝引水枢纽，由泄洪冲沙闸和橡胶坝组成，橡胶坝坝高3.5m，正常蓄水位1075m；有压引水隧洞洞线长3.7km，马蹄形断面，洞径7.5m；地下式调压井井筒直径16.0m，井深38.20m；调压井内设2孔快速闸门，孔口尺寸3.5×6.5m，当机组故障甩负荷或压力管道事故时，2扇快速闸门可快速关闭，防止机组发生飞逸和事故扩大。

快速闸门为平板定轮门，主、次梁齐平连接的焊接结构，侧水封采用“P”型橡皮在闸门下游面封水，底水封用平板橡皮封水。

2.问题简要描述
该水电站自2014年10月18入投运以来，2台机快速闸门由于设计、安装等因素，一直存在重大漏水缺陷。

当一台水轮机设备出现故障，关闭快速闸门、尾水闸门后，机组流道的积水不能排除，3台深井泵连续工作10小时也不能排除机组钢管积水，不能进行单台机组的检修工作。

现场不得采取关闭枢纽引水隧洞进水口闸门，排出整个引水洞的积水，这样致使另一台机组也强迫停运相同的时间，严重影响了电站的经济效益。

3.缺陷处理过程
2017年2月，利用该水电站引水隧洞洞身脱空缺陷灌浆机组停运排空积水的机会，紧紧抓住这一有利时机，电站快速闸门漏水作为一项重点项目进行攻关。

通过现场进行快速闸门起、落试验、实地测量查看，综合分析认为造成闸门封水不严密的原因一：闸门与轨道间隙偏大（达到10mm以上）是漏水的主要原因。

原因二：闸门轨道表面砼浆等污物较多，对水封造成不同程度损伤，也给闸门封水效果造成一定影响。

为此，采取吊出快速闸门，更换水封并增加水封的厚度，在闸门迎水面与更换过程中解决闸门与轨道间隙偏大的问题。

同时在在闸门吊出过程中对施工期间闸门轨道、门楣顶部表面砼浆等污物进行清除。

处理方案论证完毕，便立即以最快的方式开始实施，水封定制和闸门吊出门槽齐头并进，优先进行2号机快速闸门的缺陷处理。

3.1闸门槽轨道、门楣平面度检测、分析 2号快速液压油缸启闭机分解吊开、闸门体吊出后，对闸门轨道表面砼浆等污物进行磨铲清理，然后对门槽左、右侧轨道、以及门楣的平面度进行测量、分析（如图1）：
3.1.1两侧轨道平面度：
L侧相对测值平均值：
（102＋102＋101.5＋100＋99.5＋99.5＋99.8＋100＋100.5＋100＋100＋100.5＋100＋99.5＋99.5）/15 = 100.3（mm） L侧最大值与平均值的差值比：
（102－100.3）/ 100.3*100 % ＝1.69 % L侧最小值与平均值的差值比：
（99.5－100.3）/ 100.3*100 % ＝－0.79 % R侧相对测值平均值：
（102＋102.5＋102.8＋102＋101.6＋100.5＋101.2＋102.8＋104＋104＋103.5＋103.2＋103.8＋103＋103）/15 = 102.7（mm） R侧最大值与平均值的差值比：
（104－102.7）/ 102.7*100 % ＝ 1.27 %
R侧最小值与平均值的差值比：（100.5－102.7）/ 102.7*100 % ＝－2.14 % 3.1.2门楣平面度：门楣相对测值平均值：（30＋30.5＋30.5＋30.5＋30＋30＋30＋30＋29＋28.5＋30）/11 = 29.9（mm）最大值与平均值的差值比：（30.5－29.9）/ 29.9*100 % ＝ 2 % 最小值与平均值的差值比：（28.5－29.9）/ 29.9*100 % ＝－4.68 % 通过实际测量、计算，闸门槽轨道、门楣平面度最大测值、最小测值与平均值的差值均在2.5mm以内，与平均值的差值比均在±2.5%以内，说明闸门槽轨道、门楣平面度满足技术要求。

3.2门槽宽度、闸门厚度检测、分析经实际测量，门槽宽度最大测值为804mm、最小值为801mm（设计值为800mm）；而闸门钢结构实测厚度最大为687mm、最小值为683mm，加上“P”型水封60mm和“P”型水封下层20mm的设计厚度，闸门的实际厚度在763～767 mm之间。

由此可见，原安装使闸门与门槽之间有34～41 mm的间隙。

3.3闸门与门槽间隙偏大的处理方法及效果综上所述，保持“P”型水封60mm的厚度不变，将“P”型水封下层原20mm厚的橡胶垫板改做成25mm厚；再在闸门迎水面两侧各制作安装4块20mm厚的铜垫板（相当于反向滑块，如图2），每块铜垫板用6颗M12的内六角螺栓把合在闸门体上，铜垫板下层加垫5mm厚的胶皮，以增加闸门在门槽内受挤压时的弹性变形。

这样，闸门与门槽的间隙控制在3～5mm，充水后闸门受水压后将紧贴在门槽轨道上，从
而达到严密封水的效果。

2号快速闸门吊装前在门槽整个轨道表面涂抹黄油，在闸门落入时以起到润滑作用，防止擦伤“P”型水封。

2号快速闸门吊入后安装液压油缸启闭机，连接后闸门起、落试验动作正常，无发卡现象。

用300mm长的钢板尺（厚度为1mm）插试闸门门楣、两侧轨道间隙，钢板尺能够紧紧插入，部分区域钢板尺还无法插进，说明闸门水封与轨道间隙为1mm左右。

对于1号机组快速闸门同2号机一样按照以上方案进行处理，同时对2台闸门的安装中心进行微调。

经过40多天的努力，圆满完成2台机闸门封水不严的缺陷处理，在无水和有水情况对闸门进行启闭正常。

4.效果检验
2017年4月9日在1号机组运行中，关闭在2号机快速闸门和尾水闸门，3台深井泵连续工作4小时已排除机组钢管和尾水管的积水，打开2号蜗壳人孔门进到闸门处检查，发现闸门封水效果良好（如图3），电站快速闸门漏水处理预期效果。

这一重大缺陷分析和处理，确保电站单台机组具备检修条件，为电站多发电量、争创效益做出了突出贡献，值得在水电站设计、建设和运行管理中借鉴。

参考资料：
[1].孙鹏，李世康，王兴民《该水电站快速闸门漏水处理施工方案》，碧口水力发电厂，2017年1月。

[2].《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范（DL/T 5018-2004）》。

[3].《水电站进水口设计规范DLT 5398-2007》。

[4].《水利水电工程金属结构与机电设备安装安全技术规范SL400-2007》。