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深孔弧门充压止水系统降压失效分析与处理
深孔弧门充压止水系统降压失效分析与处理
杨峰 曾卫平
(中国水利水电第十二工程局有限公司 机电安装分局)
摘要:本文结合滩坑水电站泄洪洞弧形闸门,充压止水系统检修施工过程中出现的降压失效问题进行分析与处理,为以后类似闸门检修提供借鉴。
关键词:深孔弧门 充压止水系统 降压失效
1 概述
滩坑水电站泄洪洞弧形闸门,孔口形式为潜孔,孔口净宽7.0m、孔口高度7.0m,设计水头102m,总水压力8.9万kN,为超大型弧形闸门,闸门采用突扩式门槽,主水封为充压式止水,常规紧压式止水做为充压式止水的辅助止水。泄洪洞弧形闸门已运行多年,出现水封大面积漏水情况,由我公司承揽对其充压止水水封更换及充压止水系统检修任务。
2 充压系统工作原理
2.1突扩式门槽充压止水水封原理
高水头充压止水水封(如图一),可以适应弧门变形,当弧门面板受到水压力作用后,通长弧门将产生弹性变形,加之加工精度、安装精度及温度变化等影响,使弧门后移而导致止水橡胶与弧门面板脱离,发生缝隙溢流。充压止水水封可以利用背压使水封变形而紧压在弧门面板上,从而起到良好的止水效果。另外,采用充压止水水封,在弧门开启前,可以取消所加背压,缩回止水橡胶而脱离弧门面板,从而减小闸门启闭力,延长水封橡胶的使用寿命。
图一 高水头充压止水水封示意图
2.2充压止水系统工作原理
2.2.1充压止水系统原图(如图二)
图二 充压止水系统原理图
2.2.2充压工作流程:弧门关闭后,闸阀9关闭,闸阀7开启。启动增压水泵,往门槽水封和蓄能罐充水,推出水封头封水,压力达到1.2MPa时增压水泵停止,当系统压力低于1MPa,增压水泵启动,往门槽水封和蓄能罐增压。弧门只有在全关位置充压系统才能启动。
2.2.3泄压工作流程:闸门开启前,关闭闸阀7,打开闸阀9排水。系统压力低于0.1MPa时,解锁闸门开启控制开关。
3 充压止水系统检查方法
通过对弧门检修更换了闸门所有水封橡皮,将弧形闸门关闭状态,为减少泄洪洞检修闸门提升次数,避免其水封的磨损,仅开启检修闸门充水阀,对检修闸门与弧形闸门之间闸室进行充水。
闸室充水完成后,按充压工作流程进行系统试验,目视检查弧门止水情况,记录各压力变化情况,在保压状态时观察压力表压力下降情况,检验是否存在失压漏水,充压及保压试验合格后按泄压工作流程进行。
4 充压止水系统检查过程存在的问题
检查结果充压止水系统充压、保压工作正常,通过目视检查,弧形闸门止水工作正常,无漏水情况,但在泄压试验过程中,系统压力从1MPa降至0.4MPa,并维持在0.4MPa,未达到设计低于0.1MPa的要求。
如果系统压力未能降至0.1MPa,说明充压水封在背压状态下水封头任与弧门面板接触,如强制启门,势必造成启闭力增大,磨损充压水封,无法满足运行要求。
5 原因排查与分析
正常运行时,当系统进行泄压操作,闸阀7关闭状态,闸阀9开启状态,自动进排气阀自动开启,门槽充压腔体内的水从闸阀9排出,压力表3回位显示0压。
根据充压止水系统原理图分析,造成泄压失效产生的区域应该在闸阀7与闸阀9之间的系统内。采用排除法对各个零部件是否损坏进行排查分析。
(1)闸阀9排查分析:闸阀9为电磁阀,设在弧门门槽底部位置,如果闸阀9不能正常开启排水,那么系统压力将会下降并维持在1MPa左右,通过泄压时对闸阀9观察,有少量水流出,系统压力降至0.4MPa后水流停止,判断排水阀工作正常。
(2)自动进排气阀排查分析:自动进排气阀设在弧门检修平台位置,当系统加压时排出管路内空气,当水进入阀内,浮筒随水位一起上升,关闭排气口,反之当系统泄压时,压力减少,阀内水位下降,浮筒随水位一起下降,打开排气口。通过泄压时对排气阀观察,系统泄压时排气阀有吸入气体的声音,系统压力降至0.4MPa后排气孔关闭,判断自动进排气阀工作正常。
(3)闸阀7排查分析:闸阀7为电磁阀,在系统泄压时起到阻隔库区、蓄能罐的水压,为了避免拆除闸阀7繁琐工作量,在压力表接口位置增设临时泄压阀门(如图三)。系统泄压后维持0.4MPa,压力无法继续下降,打开临时泄压阀门时,泄压阀排出约5L水后,排
图三 充压止水系统泄压检修示意图
水停止,系统压力显示0MPa,如果闸阀7损坏无法闭合,库区水将通过管路从临时泄压阀源源不断排出,从结果分析,临时泄压阀仅排出约5L水,系统压力降至0MPa,闸阀9工作是正常的。
(4)弧形闸门充压止水水封排查分析:弧形闸门充压止水水封通过门槽压板与门槽座压紧,对充压腔体形成密闭空间,如果充压止水水封有漏水情况,那么系统压力将无法保持压力,加压水泵会频繁启动,从试验结果分析,充压止水水封充压腔体形无漏水情况。通过各个部件排查,均工作正常,唯一造成系统压力无法下降原因,最大可能性是管路被堵,由于充压水封腔体试验时无
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