石雞水電站快速閘門漏水分析與處理

王興民

摘 要：通過處理水電站快速閘門漏水問題，能夠提升水電站的運(yùn)行效果。基于此，本文以石雞水電站為例，分析了水電站快速閘門漏水問題的原因，同時(shí)提出了解決對(duì)策。針對(duì)閘門“P”型水封損傷問題，以更換閘門“P”型水封來解決漏水問題；針對(duì)閘門與軌道間隙偏大的情況，安裝銅墊板、加厚了“P”型水封下的墊塊，通過論述以上內(nèi)容，來為設(shè)計(jì)人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：水電站；快速閘門漏水；效果檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TV663 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）11-0176-02

石雞水電站是白水江干流中下游第三級(jí)梯級(jí)電站，徑流引水式開發(fā)，開發(fā)建設(shè)任務(wù)是發(fā)電。電站設(shè)計(jì)發(fā)電流量136，電站設(shè)計(jì)水頭28.0m，總裝機(jī)容量32MW（2×16MW），年發(fā)電量1.48億/，年利用小時(shí)數(shù)4625h。電站為Ⅳ等級(jí)工程，主要建筑物級(jí)別為4級(jí)。右岸引水發(fā)電，低壩引水樞紐，由泄洪沖沙閘和橡膠壩組成，橡膠壩壩高3.5m，正常蓄水位1075m。電站設(shè)有直徑為16m的圓筒形調(diào)壓井，在調(diào)壓井內(nèi)設(shè)2孔機(jī)組事故檢修閘門，孔口尺寸3.5m×6.5m，每孔設(shè)1扇快速閘門，當(dāng)機(jī)組故障甩負(fù)荷或壓力管道事故時(shí)，2扇事故檢修閘門可快速關(guān)閉，防止機(jī)組發(fā)生飛逸和事故擴(kuò)大。

1 石雞水電站快速閘門問題簡(jiǎn)述

石雞水電站自2014年投運(yùn)以來，2臺(tái)機(jī)快速閘門由于設(shè)計(jì)、安裝等因素，一直存在重大漏水缺陷。當(dāng)一臺(tái)水輪機(jī)出現(xiàn)故障（如導(dǎo)水葉卡有異物需清理、主軸密封磨損需更換、機(jī)組冷卻水取水口淤堵需清理等）需處理時(shí)，不得不關(guān)閉樞紐引水隧洞進(jìn)水口閘門，這樣致使另一臺(tái)機(jī)組也強(qiáng)迫停運(yùn)相同的時(shí)間，嚴(yán)重影響了電站的經(jīng)濟(jì)效益。

2 石雞水電站快速閘門漏水原因分析

2.1 閘門槽軌道、門楣平面度檢測(cè)、分析

為進(jìn)一步分析閘門漏水原因，將液壓油缸啟閉機(jī)分解吊開、閘門體吊出后，對(duì)閘門軌道表面砼漿等污物進(jìn)行磨鏟清理，然后對(duì)門槽左、右側(cè)軌道、以及門楣的平面度進(jìn)行測(cè)量、分析，得出以下數(shù)據(jù)：

（1）L側(cè)相對(duì)測(cè)值平均值為100.3mm，L側(cè)最大值與平均值的差值比為1.69%，L側(cè)最小值與平均值的差值比為-0.79%；R側(cè)相對(duì)測(cè)值平均值為102.7mm，R側(cè)最大值與平均值的差值比為1.27%，R側(cè)最小值與平均值的差值比為-2.14%。（2）門楣平面度：門楣相對(duì)測(cè)值平均值為29.9mm，最大值與平均值的差值比為2%；最小值與平均值的差值比：-2.38%。

通過實(shí)際測(cè)量、計(jì)算，閘門槽軌道、門楣平面度最大測(cè)值、最小測(cè)值與平均值的差值均在2.5mm以內(nèi)，與平均值的差值比均在±2.5%以內(nèi)，說明閘門槽軌道、門楣平面度滿足技術(shù)要求。

2.2 閘門與軌道間隙檢測(cè)、分析

經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，快速閘門的門槽寬范圍為801-804mm（設(shè)計(jì)值為800mm）；閘門鋼結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)厚度范圍是683mm-687mm，加上“P”型水封60mm和“P”型水封下層20mm厚的橡膠墊板，閘門的實(shí)際厚度在763-767mm之間。由此可見，原安裝使閘門與門槽之間有34-41mm的間隙，這就說明閘門與軌道間隙偏大（達(dá)到10mm以上）是漏水的主要原因，必須對(duì)閘門“P”型水封進(jìn)行更換，以解決閘門與軌道間隙偏大的問題[1]。

2.3 “P”型水封損傷

由于石雞水電站閘門位于白水江干流中下游處，泥沙堆積現(xiàn)象較嚴(yán)重，再加上止水“P”型水封的安裝不合理、閘門軌道表面砼漿等污物較多等因素，進(jìn)而導(dǎo)致閘門發(fā)生振動(dòng)、刮蹭等問題。同時(shí)，“P”型水封在管理過程中，如果閑置時(shí)間較長(zhǎng)，橡膠將嚴(yán)重老化失去彈性，容易發(fā)生斷裂的問題，進(jìn)而影響“P”型水封性能，出現(xiàn)閘門漏水。

2.4 門槽軌道、門楣不在同一平面內(nèi)

如果門體安裝不正，閘門關(guān)閉后產(chǎn)生變位，造成止水一端滲水。面板加工精度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成固定止水壓縮不均產(chǎn)生漏水。此外，如果門槽在安裝過程中加固不牢或澆筑過程中保護(hù)不善，都有可能造成移位或變形，這樣不僅會(huì)削弱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，也會(huì)使閘門啟閉困難，甚至造成閘門的重大事故。

3 石雞水電站快速閘門漏水問題處理

通過實(shí)地查看和閘門起、落檢查，綜合分析認(rèn)為：閘門與軌道間隙偏大（達(dá)到10mm以上）是漏水的主要原因。另外，閘門軌道表面砼漿等污物較多，也給閘門封水效果或多或少造成一定影響。為此，必須通過更換水封來解決閘門與軌道間隙偏大的問題。

保持“P”型水封60mm的厚度不變，將“P”型水封下層原20mm厚的橡膠墊板改做成25mm厚；再在閘門迎水面兩側(cè)各制作安裝4塊20mm厚的銅墊板，銅墊板下層加墊5mm厚的膠皮，以增加閘門在門槽內(nèi)受擠壓時(shí)的彈性變形。這樣，閘門與門槽的間隙控制在3～5mm，充水后閘門受水壓后將緊貼在門槽軌道上，從而達(dá)到嚴(yán)密封水的效果。

3.1 更換閘門“P”型水封

“P”型水封是水電站閘門上的一個(gè)重要組成部分，是保證閘門密閉封水、正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件。水電站在長(zhǎng)期運(yùn)行的過程中，由于水流中的泥沙、閘門軌道表面砼漿等污物，會(huì)損傷閘門“P”型水封，給閘門封水效果帶來一定負(fù)面影響。

（1）閘門“P”型水封材料的選擇。可以根據(jù)水頭高低和孔口大小等具體條件進(jìn)行選擇，最常用的莫過于橡膠閘門“P”型水封。橡膠閘門“P”型水封又名止水橡皮或者止水橡膠，是按GB18173.2-2000標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，按截面形狀要分為P型、L型等七個(gè)類型，它的最大優(yōu)點(diǎn)是彈性好，適應(yīng)變形能力強(qiáng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、封水嚴(yán)密可靠。技術(shù)人員決定保持“P”型水封原幾何尺寸不變，制作時(shí)對(duì)材質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)化；將“P”型水封下層原20mm厚的橡膠墊板改做成25mm厚，以縮小閘門與門槽的間隙。（2）安裝流程。首先，拆除原老化的“P”型水封，用拆下舊水封比劃對(duì)新“P”型水封及其下部墊板鉆安裝螺絲孔；對(duì)門體上水封安裝表面進(jìn)行清理，更換“P”型水封緊固螺栓為8.8級(jí)新螺栓；其次，安裝新“P”型水封，安裝的過程中，要注意“P”型水封的緊實(shí)度符合規(guī)定要求，緊固螺栓要逐個(gè)分多次進(jìn)行，不能一次緊固到位，防止橡膠擠壓不均勻；螺栓緊固后對(duì)密封面直線度進(jìn)行檢查，控制在±2.5mm以內(nèi)，否則進(jìn)行調(diào)整；第三，檢查“P”型水封滑道埋件，清理門槽軌道表面砼漿等堆積污物；同時(shí)，在閘門吊裝前，門槽整個(gè)軌道表面涂抹黃油，在閘門落入時(shí)以起到潤(rùn)滑作用，防止擦傷“P”型水封。

3.2 安裝銅墊板

技術(shù)人員通過分析，原快速閘門設(shè)計(jì)安裝的鋼質(zhì)滾輪由于尺寸偏小，且經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間水浸后銹死無法滾動(dòng)，根本起不到限位作用。為確保閘門限位和“P”型水封緊貼在閘門口密封面上，且使閘門上升、下落靈活，在閘門迎水面兩側(cè)各制作安裝4塊20mm厚的銅墊板，充當(dāng)反向滑塊，每塊銅墊板用6顆M12的內(nèi)六角螺栓把合在閘門體上，銅墊板下層加墊5mm厚的水膠皮，以增加閘門在門槽內(nèi)受擠壓時(shí)的彈性變形。加上把“P”型水封下層原20mm厚的橡膠墊板改做成25mm厚，這樣一來，閘門與門槽的間隙控制在3-5mm，充水后閘門受水壓后將緊貼在門槽軌道上，從而達(dá)到嚴(yán)密封水的效果。

4 石雞水電站快速閘門漏水效果檢測(cè)

在技術(shù)人員處理快速閘門漏水問題后，要對(duì)修復(fù)后的閘門止水性進(jìn)行測(cè)試。首先，進(jìn)行閘門上升、下落試驗(yàn)。通過測(cè)試，發(fā)現(xiàn)閘門動(dòng)作靈活，沒有出現(xiàn)發(fā)卡現(xiàn)象；其次，在閘門落下后，使用300mm長(zhǎng)的鋼板尺（厚度為1mm）插試閘門門楣、兩側(cè)軌道間隙，鋼板尺能夠緊緊插入，部分區(qū)域鋼板尺還無法插進(jìn)，說明閘門“P”型水封與軌道間隙為1mm左右；第三，在適當(dāng)時(shí)機(jī)打開2號(hào)機(jī)蝸殼人孔門，進(jìn)到閘門處檢查，發(fā)現(xiàn)閘門滴水不漏，處理達(dá)到了預(yù)期效果，徹底解決了當(dāng)一臺(tái)水輪機(jī)出現(xiàn)故障需停機(jī)處理時(shí)、另一臺(tái)機(jī)組再無需強(qiáng)迫停運(yùn)的問題，為電站創(chuàng)造了極高的經(jīng)濟(jì)收益[2][3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過處理快速閘門漏水問題，能夠保障水電站的經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上，選擇“P”型水封時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算好產(chǎn)品長(zhǎng)度，異型結(jié)構(gòu)要有圖紙說明，盡量在工廠中將“P”型水封連接成整體，如需現(xiàn)場(chǎng)連接時(shí)，可采用電加熱板硫化粘合方法；同時(shí)，在閘門吊裝前，門槽整個(gè)軌道表面都涂抹黃油等潤(rùn)滑脂，在閘門落入時(shí)以起到潤(rùn)滑作用，防止擦傷型“P”型水封。通過安裝銅墊板，更換“P”型水封，能夠有效解決閘門漏水問題。

參考文獻(xiàn)

[1]王潔.水電站水工閘門運(yùn)行事故及措施[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（22）：124.

[2]楊俊山.淺談水電站水工閘門的防冰方法[J].內(nèi)蒙古水利，2017，（03）：69-70.

[3]趙建平，張維杰，嚴(yán)根華.水電站調(diào)壓井快速閘門穩(wěn)定性及安全防范措施研究[J].水力發(fā)電，2016，42（02）：70-74+122.