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淺析水電站進(jìn)水口事故閘門及液壓啟閉機(jī)檢修方案

2023-10-25 11:47:40中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
電力設(shè)備管理 2023年17期
關(guān)鍵詞:進(jìn)水口水封啟閉機(jī)

中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 何 濤

1 工程概況

某水電站位于巴西巴拉那河支流巴拉那伊巴(Paranaiba)河下游,在巴西米納斯吉拉斯州與戈亞斯州交界處。廠房進(jìn)水口壩段設(shè)有10個(gè)進(jìn)水孔,每個(gè)進(jìn)水孔設(shè)有檢修閘門和事故閘門,在進(jìn)水口前段設(shè)有攔污柵。

事故閘門為平面定輪鋼閘門,動(dòng)水關(guān)閉、靜水啟門。事故閘門尺寸為7.1m×11.3m(寬×高),總重 58.5t。啟閉機(jī)為3922kN 液壓啟閉機(jī),單臺(tái)啟閉機(jī)總重12t,額定啟門力 8826kN,最大工作行程11630mm,啟門最大速度1.2m/min, 緊急閉門時(shí)間≤1min。

液壓啟閉機(jī)總體布置形式為單吊點(diǎn),啟閉機(jī)油缸安裝在進(jìn)水口事故門門槽上方,采用現(xiàn)地控制和遠(yuǎn)方集中控制。所有啟閉機(jī)共用一套液壓泵站,每個(gè)啟閉機(jī)都有一個(gè)獨(dú)立的控制單元驅(qū)動(dòng)和控制閘門。

由于設(shè)備服役期過長,存在液壓缸密封圈老化;閘門面板腐蝕、水封老化等問題,導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行時(shí)存在極大的安全隱患。電站以機(jī)組大修時(shí)段為契機(jī)對(duì)進(jìn)水口事故閘門及液壓啟閉機(jī)進(jìn)行全面的檢修以排除隱患。

2 進(jìn)水口事故閘門及液壓啟閉機(jī)檢修的工藝流程

進(jìn)水口事故閘門及液壓啟閉機(jī)檢修工藝流程如圖1所示。

圖1 進(jìn)水口事故閘門及液壓啟閉機(jī)檢修工藝流程

3 施工準(zhǔn)備

施工前對(duì)進(jìn)水口和尾水檢修門的門槽、底檻等進(jìn)行水下檢查。如有異物須進(jìn)行水下清理,確保檢修閘門安裝后滿足機(jī)組檢修要求。機(jī)組停機(jī)后首先進(jìn)行進(jìn)水口檢修閘門的安裝,最后進(jìn)行尾水檢修閘門的進(jìn)行安裝。機(jī)組流道內(nèi)排水應(yīng)注意的內(nèi)容包括:一是開啟流道排水閥將壓力鋼管及尾水管內(nèi)的積水排干凈;二是打開蝸殼及錐管進(jìn)人孔,進(jìn)入流道內(nèi)觀察進(jìn)水口檢修門及尾水檢修門的滲漏量,必要時(shí)采取引流措施,以不影響門槽的檢修工作。在事故閘門檢修平臺(tái)上搭設(shè)腳手架,以便進(jìn)行液壓啟閉機(jī)油缸與閘門的拆卸工作。

4 液壓啟閉機(jī)及其附件的拆卸與檢修

4.1 液壓啟閉機(jī)拆除

一是使閘門處于門槽上方的檢修平臺(tái)處,并鎖定閘門;二是將液壓油缸活塞桿吊頭與閘門拉桿的連接軸退出,使油缸與事故閘門有效分離;三是使液壓缸的吊頭處在全縮位置并鎖定牢靠;四是斷開液壓泵站的控制電源,拆除液壓泵站與液壓缸之間的管路及元器件;五是拆除液壓缸基礎(chǔ)固定螺栓,利用汽車起重機(jī)將液壓缸吊出門槽;六是將液壓缸放置在運(yùn)輸支架上固定牢靠,并裝車返廠。

4.2 液壓啟閉機(jī)返廠檢修

液壓啟閉機(jī)檢修工藝流程如圖2所示。

圖2 液壓啟閉機(jī)檢修工藝流程

一是缸體運(yùn)回工廠后,排除缸體內(nèi)殘余的液壓油;二是拆除缸體上端蓋并將活塞桿退出缸體;三是清除缸體及活塞桿焊縫周邊油漆,對(duì)液壓缸焊縫進(jìn)行100%UT 檢測(cè);四是測(cè)量缸體內(nèi)徑、活塞環(huán)外徑、上缸蓋軸套內(nèi)徑等主要尺寸并與圖紙尺寸進(jìn)行對(duì)比判斷磨損量;五是將缸體及活塞桿等部件清掃干凈,檢查缸體及活塞桿無明顯劃傷;六是更換缸體及活塞的所有密封圈及螺栓;七是將活塞桿進(jìn)行回裝,回裝時(shí)活塞桿應(yīng)緩慢插入缸體防止密封圈損壞;八是安裝缸體上端蓋并緊固螺栓;九是對(duì)液壓缸進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)及嚴(yán)密耐壓試驗(yàn)。動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)使活塞桿在全行程內(nèi)進(jìn)行啟閉動(dòng)作測(cè)試,無滲漏油;嚴(yán)密耐壓試驗(yàn)時(shí)按規(guī)范要求對(duì)缸體進(jìn)行嚴(yán)密耐壓試驗(yàn),無滲漏油;十是各項(xiàng)試驗(yàn)完成后對(duì)缸體進(jìn)行刷漆,漆膜厚度滿足設(shè)計(jì)要求;十一是缸體包裝并發(fā)運(yùn)至電站。

5 閘門的拆除及翻新

進(jìn)水口事故閘門由上、下兩節(jié)門頁組成,門頁之間采用螺栓把合連接,組合縫密封采用焊接方式進(jìn)行封焊。

閘門的拆除流程如下。一是利用進(jìn)水口門機(jī)將閘門吊起,并將下部門頁鎖定在檢修平臺(tái)上;二是在閘門周邊搭設(shè)一周腳手架,作為閘門拆卸平臺(tái),腳手架外圍需設(shè)有防護(hù)欄桿;三是利用碳弧氣刨將兩節(jié)門頁間的封水焊縫切割開;四是在進(jìn)水口門機(jī)上掛吊索,將鎖具與閘門上部門頁連接,起升吊鉤使吊索繃緊并處于受力狀態(tài);五是拆除閘門上、下門頁間的組合縫螺栓,螺栓拆完后利用門機(jī)分別將上部、下部門頁吊出門槽;六是用拖板車將閘門運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)車間進(jìn)行翻新。

閘門的翻新流程為:一是在車間內(nèi)布置鋼支墩將閘門落在鋼支墩上并調(diào)平;二是拆除閘門上的附件;三是對(duì)閘門腐蝕情況進(jìn)行檢查評(píng)估,測(cè)量閘門平面度,對(duì)于閘門面板有鼓脹的部位需進(jìn)行矯正處理;四是對(duì)閘門結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行100%UT 檢測(cè);五是將閘門腐蝕部位打磨出金屬光澤,并進(jìn)行PT 檢測(cè),PT 檢測(cè)合格后進(jìn)行補(bǔ)焊并打磨平整;六是在噴砂車間內(nèi)對(duì)閘門進(jìn)行噴砂處理;七是閘門面板噴漆(底漆→中間漆→面漆),確保每道漆的漆膜厚度符合規(guī)范要求,每噴完一道漆后須待漆面干燥后,再進(jìn)行下一工序的噴漆工作;八是安裝閘門的滑塊及滾輪,滑塊的安裝高度應(yīng)保持在同一平面內(nèi);滾輪安裝時(shí)應(yīng)在軸套內(nèi)注滿黃油,滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活;九是對(duì)所有螺紋孔進(jìn)行攻絲,確保閘門附件安裝時(shí)螺栓能順利安裝。

6 埋件的檢查及修復(fù)

閘門吊出門槽后,利用進(jìn)水口門機(jī)掛裝吊籠的方式對(duì)閘門埋件進(jìn)行檢查,檢查過程需用榔頭敲擊門槽、門楣、底檻等埋件有無脫空現(xiàn)象,對(duì)于脫空的部位進(jìn)行灌漿處理。對(duì)于埋件表面腐蝕的部位進(jìn)行焊接修復(fù),所有缺陷處理完畢后,對(duì)埋件進(jìn)行整體除銹并涂漆防腐。

7 閘門的回裝

7.1 閘門拼裝

閘門拼裝流程為:一是將下部門頁吊裝至門槽內(nèi)并鎖定在檢修平臺(tái)處;二是將上部門頁吊裝至下部門頁的頂部進(jìn)行組裝,安裝上、下部門頁的組合縫螺栓并按設(shè)計(jì)力矩緊固;三是閘門組合縫焊接前應(yīng)檢測(cè)閘門的平面度并滿足設(shè)計(jì)要求;四是閘門組合縫焊接。

閘門組合縫焊接應(yīng)注意的操作內(nèi)容包括:一是焊接前對(duì)焊縫進(jìn)行清掃,將焊縫及周邊打磨出金屬光澤;二是焊前對(duì)焊縫進(jìn)行80~100℃預(yù)熱;三是焊接采用分段、退步、跳焊的方式進(jìn)行焊接,降低焊縫的熱輸入,嚴(yán)格控制焊接變形;四是焊縫應(yīng)平整,焊縫余高不大于1.5mm;五是焊接完成后對(duì)焊縫進(jìn)行PT 檢測(cè)并刷漆防腐。

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7.2 閘門水封及附件的安裝

水封安裝時(shí),水封接頭可采用生膠熱壓的方法膠合[1]。水封橡膠皮安裝時(shí)按照頂止水、側(cè)止水、底止水的順序逐項(xiàng)安裝,最后將側(cè)止水長度多余部分的橡膠切除,水封安裝過程中需注意轉(zhuǎn)角部的處理,以防漏水。

水封附件的安裝要求為:一是水封壓板應(yīng)平直,無毛刺,水封螺孔須與門頁螺孔配鉆;二是橡膠水封的螺栓孔應(yīng)采用專用的鉆頭加工螺孔,嚴(yán)禁采用沖壓法和熱燙法加工,其孔徑應(yīng)比螺栓直徑小1mm[2];三是橡膠水封安裝后兩側(cè)止水的中心距離和頂至水至底止水底緣距離的極限偏差為±3mm,止水表面的平面度公差為2mm,閘門處于工作狀態(tài)時(shí),側(cè)水封的壓縮量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;四是沖水閥的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)靈活可靠,密封件和閥座應(yīng)接觸均勻并滿足止水要求。

7.3 閘門靜平衡試驗(yàn)

使用進(jìn)水口門機(jī)將閘門吊離地面100mm 以上狀態(tài),對(duì)閘門的上、下游及左、右側(cè)傾斜度進(jìn)行測(cè)量,閘門的傾斜度不超過門高的1/1000,且應(yīng)不超過8.0mm。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配重。

閘門配重驗(yàn)收完畢后,利用進(jìn)水口門機(jī)將閘門吊放至檢修平臺(tái)處并鎖定牢靠。

7.4 閘門與液壓缸連接

液壓缸安裝前活塞桿頭部需處于縮回狀態(tài)并與缸體鎖定牢靠。準(zhǔn)備工作完畢后,利用汽車起重機(jī)將液壓缸吊放至液壓缸推力支座上并安裝螺栓固定。

清掃閘門拉桿孔和液壓缸吊頭的毛刺及油污,在關(guān)節(jié)軸承及聯(lián)門軸上涂抹一層黃油,兩者對(duì)正后安裝聯(lián)門軸。

7.5 閘門與液壓啟閉機(jī)聯(lián)調(diào)

7.5.1 液壓泵站與液壓缸之間的管路安裝

全部管道應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配管安裝;拆散后的管路必須嚴(yán)格封堵管口,以免污染;所有經(jīng)過焊接的管子,焊后需清理焊渣、并進(jìn)行酸洗,酸洗建議采用10%濃度的硫酸或者鹽酸溶液,再用10%的蘇打水充分中和,水沖洗、高壓氣吹干方可安裝。管路、電纜、元器件等附件安裝后應(yīng)美觀并固定牢靠。

7.5.2 液壓啟閉機(jī)的調(diào)試

用濾油機(jī)將抗磨液壓油注入液壓系統(tǒng)的回油箱內(nèi),泵站在空轉(zhuǎn)時(shí)無異響;升壓平穩(wěn),達(dá)到系統(tǒng)壓力后運(yùn)行平穩(wěn)無振動(dòng)、雜音和溫升過高等現(xiàn)象。

在無水狀態(tài)下全行程啟閉試驗(yàn)檢查滑道無卡阻現(xiàn)象,在閘門全關(guān)位置檢查水封橡皮無破損,漏光檢查合格;動(dòng)作試驗(yàn)過程中,對(duì)水封處進(jìn)行水淋潤滑,以防止水封橡皮破損。

液壓缸以0.5~1.0MPa 壓力全行程往復(fù)動(dòng)作三次,用以排除油缸和管路中的空氣,檢驗(yàn)泵組、閥組及電氣操作系統(tǒng)正確性和油缸有無爬行現(xiàn)象,整定和調(diào)整好高度儀、限位開關(guān)、電氣元件的數(shù)據(jù)和動(dòng)作位置;檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流、電壓和油壓的數(shù)據(jù)及全行程啟、閉的運(yùn)行時(shí)間[3]。

靜水情況下的全程啟閉試驗(yàn):試驗(yàn)在無水試驗(yàn)合格后進(jìn)行,試驗(yàn)內(nèi)容與無水試驗(yàn)相同。

在動(dòng)水情況下進(jìn)行閘門和液壓啟閉機(jī)的功能性試驗(yàn)和檢查,檢查水封的漏水量和閘門在升降過程中有無振動(dòng);檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的電流、電壓和油缸內(nèi)的油壓及全行程啟、閉運(yùn)行時(shí)間。

閘門快速關(guān)閉時(shí)間調(diào)整—通過調(diào)整插裝閥的行程及節(jié)流孔板的孔徑大小來調(diào)節(jié)閘門的關(guān)閉速度,最終使閘門在動(dòng)水情況下的緊急關(guān)閉時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求。

8 結(jié)語

通過對(duì)進(jìn)水口事故閘門及液壓啟閉機(jī)的全面檢修,設(shè)備缺陷修復(fù)完畢,進(jìn)水口事故閘門快速落門時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求;系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),本次檢修取得預(yù)期效果;為機(jī)組長期、安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障,同時(shí)為同類型設(shè)備的檢修提供了思路和借鑒意義。

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