水布垭电厂2F机组进水口工作门下滑分析

唐 伟，王 维，魏兴波，赵江洪，张应强

(湖北清江水电开发有限责任公司，湖北 宜昌 443000)

水布垭电厂地处湖北巴东县水布垭镇，是清江流域综合利用开发的龙头电站，拥有4台混流式机组，总装机容量为1 840 MW(4×460 MW)，属于华中电网骨干调峰、调频电站[1]。

1 进水口工作门系统简介

进水口设置快速工作闸门是防止水电机组飞逸的重要保护措施,可保护机组主设备不被损坏,避免事故扩大[2]。水布垭电厂共布置4台进水口快速工作门，每台机组对应1台工作闸门。进水塔共设4台快速门液压启闭机，各操作1扇工作门。每台工作门前有1个检修门槽，在机组检修或工作门检修时，利用桥式起重机将检修门吊入对应检修门槽。进水口工作门结构为平板门结构，尺寸为7.8 m×9.5 m；底板坎顶高程330 m。工作门液压泵站安装在404 m高程操作室内，采用“两机一站”控制传动方式，2套启闭机共用1套液压泵站，1F、2F机组共1套，3F、4F机组共1套。每1套油泵房内设置2套油泵-电动机组、1台控制柜、1台动力柜；2套油泵-电动机组可同时工作或单独工作,相互备用。液压系统分为泵站、缸旁阀块两部分。进水口闸门液压启闭机电气控制系统设备的控制功能由控制柜来完成，其核心设备为可编程序控制器，以实现进水口闸门液压启闭机手动/自动/远方控制。闸门下滑200 mm PLC自动启动2台油泵提门，油泵运行2 min后如闸门下滑仍超过200 mm则自动停泵。当闸门下滑100 mm时，监控系统主站工作门全开信号消失，机组开机条件不满足；故当闸门下滑近90 mm时，由运行人员手动提门至全开，使开机条件满足。进水口闸门的可靠性直接影响水轮发电机组的安全稳定运行[3]。

水布垭进水口工作门液压启闭机液压系统技术参数如表1。

表1 工作门液压启闭机液压系统技术参数表

2 2F机组工作门检修前闸门下滑分析

自2016年开始，水布垭电厂2F机组进水口工作门出现频繁下滑现象。2016年1月至2017年10月工作门手动提门周期见图1。在此期间，为保证机组正常运行，采取的的是闸门下滑近90 mm时运行人员手动提门至全开的对策。

从图1可以看出2016年全年及2017年下半年，2F机组工作门提门较频繁；共计手动提门24次。尤其是2017年7月～9月闸门下滑速度加快，提门节奏也加快，一般提门周期为10 d左右，最短的一次提门间隔仅为7 d。

图1 2F工作门检修前提门周期曲线图(2016年1月至2017年10月)

2017年上半年2F机组检修期间，电厂人员检查发现油缸下端前端盖螺栓上挂有油滴，前端盖下方有明显油迹。经分析造成闸门频繁下滑可能有以下原因：①前端盖上方O型密封失效；②油缸下方组合密封损坏；③油缸内存在内漏现象[4]。

针对水布垭电厂2F机组进水口工作门存在的下滑频繁问题。电厂组织召开专题分析会，经相关专业人员分析判断，闸门下滑主要原因为闸门启闭机油缸密封件老化失效，致使油缸内油压不稳定，油缸上下腔可能存在窜油现象。需对工作门油缸部分进行解体，对所有密封件进行检查和更换。为消除闸门频繁下滑这一隐患，保证机组安稳运行。电厂决定在2017年下半年2F机组B修期间对进水口工作门液压启闭机油缸部分进行检修及相关调整、试验。

3 2F机组进水口工作门油缸解体检修

2017年10月至12月2F机组B修期间，电厂委托检修公司及正昊能源设备防护安装工程有限公司对工作门液压启闭机油缸部分进行检修及相关调整、试验。其中，对油缸整体现场安拆，转运至武汉461厂内进行分解、检查、处理及更换油缸密封件。整个工期持续约2个月。

此次检修主要完成了以下工作：

1)液压油缸附属管路密封更换。更换液压缸有杆腔，无杆腔及溢流阀法兰处密封。更换有杆腔法兰破损的固定螺栓，并对其余螺丝孔进行重新攻丝处理。试运行各法兰面未出现漏油情况。

2)液压油缸组合密封更换。更换液压缸内活塞组合密封，将原有merkel型号710 mm×660 mm×69.5 mm橡胶夹布的组合密封更换为SKF(斯凯孚)型号710 mm×660 mm×61 mm的高密度聚氨酯组合密封圈。

3)吊头探伤。对吊头进行磁粉探伤发现吊头处有多处裂纹，对吊头裂纹进行打磨处理。

4)液压油缸防腐刷漆。对油缸进行整体防腐刷漆，并对底漆掉落的地方进行底漆修补处理。

5)液压油缸静态保压试验。试验在32.5 MPa保压14 min未见漏油；24.5 MPa保压30 min未见漏油；22 MPa保压40 min未见漏油，试验合格。

4 2F工作门检修后下滑分析

2017年下半年2F机组B修期间，在对工作门油缸完成相关保压试验和提落门试验后，运行人员每日对工作门开度进行重点跟踪。2017-12-27日至2018-01-22日，2F机组工作门开度统计如图2。

图2 2F工作门检修后开度曲线图(2017年12月至2018年1月)

2017-12-27日至2018-01-22日期间，2F进水口工作门共计下滑70 mm。其中12月27日至28日1 d内，因油缸中空气未完全排尽，导致工作门下滑速率较快，1 d下滑20 mm。而后工作门下滑速率明显放缓，且工作门下滑速率呈现逐渐下降趋势，截止2018-01-22日，工作门开度趋于平稳，开度为10 357.6 mm。

2017-12-29日至2018-01-22日，每24 h工作门下滑开度曲线见图3。统计期间，24 h内工作门下滑最大开度为6.3 mm，下滑最小开度为0 mm。24 d共计下滑50.5 mm；满足能源行业标准《水电工程启闭机制造安装及验收规范(NB/T 35051-2015)》中48 h内，闸门下滑量≤200 mm规定要求[5]。

图3 2F工作门检修后每24 h下滑开度曲线(2017年12月至2018年1月)

2019年1月至2019年12月，2F机组手动提门共计3次(不含机组检修期间提门操作)，提门周期较检修前大幅延长，工作门液压机构保压效果较好，满足设备安稳运行需要。

5 结 语

本文对水布垭电厂2F机组进水口工作门油缸检修前后下滑数据进行了统计分析，结果表明经过对油缸整体拆装检修，2F机组进水口工作门下滑频繁的问题得到了解决。