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）

縮短尾水閘門平均落門時間的分析與改進(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)電廠機(jī)組尾水管出口一般設(shè)有尾水閘門，當(dāng)機(jī)組檢修時，可將尾水閘門關(guān)閉，抽去積水，達(dá)到隔離水源的作用。尾水閘門采用變頻調(diào)速控制方式，變頻器設(shè)定有兩級額定運(yùn)行速度。閘門從全開到全關(guān)，一次需要將近20 min。但是實(shí)際操作時，尾水閘門落門時間卻不止20 min，耽誤檢修開工時間。通過對尾水閘門落門分析，總結(jié)出縮短尾水閘門平均落門時間的措施。

尾水閘門；平均落門時間

1 引言

桐柏抽水蓄能電站位于浙江天臺縣，共裝設(shè)4臺單機(jī)300 MW抽水蓄能機(jī)組，以兩回500 kV出線接入蒼巖變電所。

在電站每年安排8臺次機(jī)組年度檢修，都需要落下尾水閘門，做好防止來水的措施。每次，尾閘從全開狀態(tài)到全關(guān)狀態(tài)，理論上平均需要20 min，可是實(shí)際操作時卻不止20 min，往往耽擱較長時間。如此消耗大量的時間與人力，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，對機(jī)組設(shè)備安全運(yùn)行造成威脅。

因此，如何通過技術(shù)改造，提高尾水閘門落門效率，縮短尾水閘門平均落門時間，成為了我們關(guān)注的重點(diǎn)。

2 尾水閘門平均落門時間的分析與改進(jìn)措施

2.1.狀調(diào)查

（1）調(diào)查一

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

表1.水閘門基本參數(shù)

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

（2）調(diào)查二

通過對2014年3月到2015年12月，4臺機(jī)組尾水閘門落門情況行統(tǒng)計(jì)分析，做出了如表2、表3調(diào)查表：

表2.014年度機(jī)組尾水閘門落門統(tǒng)計(jì)

表3.015年度機(jī)組尾水閘門落門統(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4臺機(jī)組尾水閘門實(shí)際平均落門時間至少45 min，而設(shè)計(jì)單次落門時間為20 min，兩者相差25 min，高出了2倍多。一次性落門成功率均低于50%，幾乎每次都是需要反復(fù)起落閘門，才能達(dá)到完全隔離的目的，并且每次確定閘門下落到位都是通過機(jī)組尾水水位是否下降或是壓力下降來確定的，這需要等待很長的時間，如果不能一次成功，需要浪費(fèi)很多的時間，再次升起閘門后，也無法立即確定漏水的原因，需要逐項(xiàng)排查，因此，效率低，耗時長，這已經(jīng)成為每次檢修排水操作的“特點(diǎn)”。

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

2.2.水閘門落門時間長的原因分析

通過對機(jī)組尾水閘門的理解，可以從兩個方面來尋找落門時間長的原因。一是人為因素，二是設(shè)備因素。

（1）人為因素

①在對機(jī)組尾水閘門隔離操作的時候，是由兩名及以上的操作人員共同操作完成的，這就會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，可能會遺漏檢查設(shè)備基本狀況，若是遇到設(shè)備存在老化等缺陷時，強(qiáng)行操作會造成更大的麻煩。

②當(dāng)操作人員擁有較豐富的操作經(jīng)驗(yàn)的時候，對于處理突發(fā)問題則會更加得心應(yīng)手，若是經(jīng)驗(yàn)不足的操作人員，可能會耽誤時間處理問題。

③操作尾水閘門的隔離，在操作步驟上存在著差異，最優(yōu)的操作步驟有時可以節(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原因。

（2）設(shè)備因素

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

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

③尾水閘門工作環(huán)境常年潮濕，而且尾水閘門運(yùn)行年數(shù)已經(jīng)超過10年，維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目一直沒有很大的改變，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)重影響尾水閘門的安全運(yùn)行。因此，閘門設(shè)備維護(hù)不到位是其中的一個原因。

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，無法確定閘門漏水的原因；

f、閘門設(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。查詢設(shè)備維護(hù)記錄發(fā)現(xiàn)，機(jī)組尾水閘門按時定期維護(hù)，實(shí)際維護(hù)項(xiàng)目與作業(yè)指導(dǎo)書中項(xiàng)目一致，責(zé)任意識強(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，多名操作人員無差錯操作條數(shù)上萬，經(jīng)驗(yàn)甚是豐富，且操作熟練。查詢每年的員工業(yè)務(wù)考試考核，員工合格率為100%，多名員工成績突出，對于我廠設(shè)備有著獨(dú)特的見解。因此，操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)不是主要原因。

（3）尾水閘門隔離操作經(jīng)過多年的完善，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。對比其他同類型電廠的同類操作作業(yè)，并無差別，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)場查看發(fā)現(xiàn)：充水閥未安裝機(jī)械關(guān)閉裝置，無法由外力關(guān)閉閥口，在閘門下落到底后，憑自身重力下降，壓住閥口，且下落軌道過于緊密，增大了表面的摩擦力，充水閥下落不順暢。這會導(dǎo)致落門后可能出現(xiàn)漏水的情況，需要重新落門，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落下后，需要等待觀測尾水管壓力變化來判斷尾水閘門是否做到了完全隔離。一旦遇到未完全隔離的情況，由于無法直接觀測到水下閘門的情況，必須先將閥門提升至全開，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，耽擱操作時間，因此，水下環(huán)境復(fù)雜，無法確定閘門漏水的原因是主要原因。

（6）尾水閘門室陰冷潮濕，閘門底部與邊緣部分腐蝕、生銹，閘門定檢周期較長，維護(hù)項(xiàng)目偏于基礎(chǔ)，無針對性；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，無法確定閘門漏水的原因、閘門設(shè)備維護(hù)不到位等，必須采取合適的措施，以達(dá)到縮短尾水閘門平均落門時間。改進(jìn)措施見表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，使得下落時不會卡得太緊，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同步起落，實(shí)時監(jiān)控，視頻信號直接傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控臺。可以全方面檢查尾水閘門落門情況，確定尾水閘門是否已經(jīng)下落到位。若發(fā)現(xiàn)未完全隔離的情況，則可以通過水下監(jiān)控裝置，及時發(fā)現(xiàn)問題，提出解決方案。改進(jìn)后，通過水下攝像頭，可以清楚地看到水下閘門的情況，便于做出相合適的決策。

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

表5.水閘門維護(hù)項(xiàng)目表

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

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

通過表6可以看出實(shí)施對策后，落門成功率提升明顯。尾水閘門完全可以達(dá)到理論落門時間，節(jié)約了時間成本，使得檢修可以盡快開工。

表6.016年度機(jī)組尾水閘門落門統(tǒng)計(jì)

4臺機(jī)組的尾水閘門都做了閘門改造，采用新的防腐油漆，使得表面更光滑、更??；對充水閥軌道進(jìn)行擴(kuò)大，直徑增加了1 mm，既滿足充水閥下落不會偏移，也避免了軌道過緊造成的干摩擦，使得充水閥下落更順利。

新的閘門定檢周期縮短，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，通過視頻信號，我們可以清楚看到閘門下落的狀態(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“尾水閘門充水閥腐蝕程度檢查”、“尾水閘門水下攝像裝置檢查”，加強(qiáng)今后的日常巡檢力度，爭取做到隱患的及時發(fā)現(xiàn)與消除。

②編寫機(jī)組尾水閘門水下監(jiān)控裝置使用說明書，開展安全知識大講堂活動，普及尾水閘門水下攝像裝置的相關(guān)知識。

③繼續(xù)研究尾水閘門充水閥關(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，主要用于檢修期間或者事故發(fā)生時，隔離下游側(cè)水源，保證廠房內(nèi)部不會發(fā)生尾水倒灌的危險，起到至關(guān)重要的安全保障作用。對于尾水閘門設(shè)計(jì)原理與理論運(yùn)行分析的研究將會幫助我們更好得使用尾水閘門。

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

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

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TV664

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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。