浅析水电站进水口事故闸门及液压启闭机检修方案

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 何 涛

1 工程概况

某水电站位于巴西巴拉那河支流巴拉那伊巴（Paranaiba）河下游，在巴西米纳斯吉拉斯州与戈亚斯州交界处。厂房进水口坝段设有10个进水孔，每个进水孔设有检修闸门和事故闸门，在进水口前段设有拦污栅。

事故闸门为平面定轮钢闸门，动水关闭、静水启门。事故闸门尺寸为7.1m×11.3m（宽×高），总重 58.5t。启闭机为3922kN 液压启闭机，单台启闭机总重12t，额定启门力 8826kN，最大工作行程11630mm，启门最大速度1.2m/min, 紧急闭门时间≤1min。

液压启闭机总体布置形式为单吊点，启闭机油缸安装在进水口事故门门槽上方，采用现地控制和远方集中控制。所有启闭机共用一套液压泵站，每个启闭机都有一个独立的控制单元驱动和控制闸门。

由于设备服役期过长，存在液压缸密封圈老化；闸门面板腐蚀、水封老化等问题，导致设备在运行时存在极大的安全隐患。电站以机组大修时段为契机对进水口事故闸门及液压启闭机进行全面的检修以排除隐患。

2 进水口事故闸门及液压启闭机检修的工艺流程

进水口事故闸门及液压启闭机检修工艺流程如图1所示。

图1 进水口事故闸门及液压启闭机检修工艺流程

3 施工准备

施工前对进水口和尾水检修门的门槽、底槛等进行水下检查。如有异物须进行水下清理，确保检修闸门安装后满足机组检修要求。机组停机后首先进行进水口检修闸门的安装，最后进行尾水检修闸门的进行安装。机组流道内排水应注意的内容包括：一是开启流道排水阀将压力钢管及尾水管内的积水排干净；二是打开蜗壳及锥管进人孔，进入流道内观察进水口检修门及尾水检修门的渗漏量，必要时采取引流措施，以不影响门槽的检修工作。在事故闸门检修平台上搭设脚手架，以便进行液压启闭机油缸与闸门的拆卸工作。

4 液压启闭机及其附件的拆卸与检修

4.1 液压启闭机拆除

一是使闸门处于门槽上方的检修平台处，并锁定闸门；二是将液压油缸活塞杆吊头与闸门拉杆的连接轴退出，使油缸与事故闸门有效分离；三是使液压缸的吊头处在全缩位置并锁定牢靠；四是断开液压泵站的控制电源，拆除液压泵站与液压缸之间的管路及元器件；五是拆除液压缸基础固定螺栓，利用汽车起重机将液压缸吊出门槽；六是将液压缸放置在运输支架上固定牢靠，并装车返厂。

4.2 液压启闭机返厂检修

液压启闭机检修工艺流程如图2所示。

图2 液压启闭机检修工艺流程

一是缸体运回工厂后，排除缸体内残余的液压油；二是拆除缸体上端盖并将活塞杆退出缸体；三是清除缸体及活塞杆焊缝周边油漆，对液压缸焊缝进行100%UT 检测；四是测量缸体内径、活塞环外径、上缸盖轴套内径等主要尺寸并与图纸尺寸进行对比判断磨损量；五是将缸体及活塞杆等部件清扫干净，检查缸体及活塞杆无明显划伤；六是更换缸体及活塞的所有密封圈及螺栓；七是将活塞杆进行回装，回装时活塞杆应缓慢插入缸体防止密封圈损坏；八是安装缸体上端盖并紧固螺栓；九是对液压缸进行动作试验及严密耐压试验。动作试验时使活塞杆在全行程内进行启闭动作测试，无渗漏油；严密耐压试验时按规范要求对缸体进行严密耐压试验，无渗漏油；十是各项试验完成后对缸体进行刷漆，漆膜厚度满足设计要求；十一是缸体包装并发运至电站。

5 闸门的拆除及翻新

进水口事故闸门由上、下两节门页组成，门页之间采用螺栓把合连接，组合缝密封采用焊接方式进行封焊。

闸门的拆除流程如下。一是利用进水口门机将闸门吊起，并将下部门页锁定在检修平台上；二是在闸门周边搭设一周脚手架，作为闸门拆卸平台，脚手架外围需设有防护栏杆；三是利用碳弧气刨将两节门页间的封水焊缝切割开；四是在进水口门机上挂吊索，将锁具与闸门上部门页连接，起升吊钩使吊索绷紧并处于受力状态；五是拆除闸门上、下门页间的组合缝螺栓，螺栓拆完后利用门机分别将上部、下部门页吊出门槽；六是用拖板车将闸门运送至现场车间进行翻新。

闸门的翻新流程为：一是在车间内布置钢支墩将闸门落在钢支墩上并调平；二是拆除闸门上的附件；三是对闸门腐蚀情况进行检查评估，测量闸门平面度，对于闸门面板有鼓胀的部位需进行矫正处理；四是对闸门结构焊缝进行100%UT 检测；五是将闸门腐蚀部位打磨出金属光泽，并进行PT 检测，PT 检测合格后进行补焊并打磨平整；六是在喷砂车间内对闸门进行喷砂处理；七是闸门面板喷漆（底漆→中间漆→面漆），确保每道漆的漆膜厚度符合规范要求，每喷完一道漆后须待漆面干燥后，再进行下一工序的喷漆工作；八是安装闸门的滑块及滚轮，滑块的安装高度应保持在同一平面内；滚轮安装时应在轴套内注满黄油，滚轮转动应灵活；九是对所有螺纹孔进行攻丝，确保闸门附件安装时螺栓能顺利安装。

6 埋件的检查及修复

闸门吊出门槽后，利用进水口门机挂装吊笼的方式对闸门埋件进行检查，检查过程需用榔头敲击门槽、门楣、底槛等埋件有无脱空现象，对于脱空的部位进行灌浆处理。对于埋件表面腐蚀的部位进行焊接修复，所有缺陷处理完毕后，对埋件进行整体除锈并涂漆防腐。

7 闸门的回装

7.1 闸门拼装

闸门拼装流程为：一是将下部门页吊装至门槽内并锁定在检修平台处；二是将上部门页吊装至下部门页的顶部进行组装，安装上、下部门页的组合缝螺栓并按设计力矩紧固；三是闸门组合缝焊接前应检测闸门的平面度并满足设计要求；四是闸门组合缝焊接。

闸门组合缝焊接应注意的操作内容包括：一是焊接前对焊缝进行清扫，将焊缝及周边打磨出金属光泽；二是焊前对焊缝进行80～100℃预热；三是焊接采用分段、退步、跳焊的方式进行焊接，降低焊缝的热输入，严格控制焊接变形；四是焊缝应平整，焊缝余高不大于1.5mm；五是焊接完成后对焊缝进行PT 检测并刷漆防腐。

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7.2 闸门水封及附件的安装

水封安装时，水封接头可采用生胶热压的方法胶合[1]。水封橡胶皮安装时按照顶止水、侧止水、底止水的顺序逐项安装，最后将侧止水长度多余部分的橡胶切除，水封安装过程中需注意转角部的处理，以防漏水。

水封附件的安装要求为：一是水封压板应平直，无毛刺，水封螺孔须与门页螺孔配钻；二是橡胶水封的螺栓孔应采用专用的钻头加工螺孔，严禁采用冲压法和热烫法加工，其孔径应比螺栓直径小1mm[2]；三是橡胶水封安装后两侧止水的中心距离和顶至水至底止水底缘距离的极限偏差为±3mm，止水表面的平面度公差为2mm，闸门处于工作状态时，侧水封的压缩量应符合设计要求；四是冲水阀的导向机构应灵活可靠，密封件和阀座应接触均匀并满足止水要求。

7.3 闸门静平衡试验

使用进水口门机将闸门吊离地面100mm 以上状态，对闸门的上、下游及左、右侧倾斜度进行测量，闸门的倾斜度不超过门高的1/1000，且应不超过8.0mm。然后根据计算结果进行配重。

闸门配重验收完毕后，利用进水口门机将闸门吊放至检修平台处并锁定牢靠。

7.4 闸门与液压缸连接

液压缸安装前活塞杆头部需处于缩回状态并与缸体锁定牢靠。准备工作完毕后，利用汽车起重机将液压缸吊放至液压缸推力支座上并安装螺栓固定。

清扫闸门拉杆孔和液压缸吊头的毛刺及油污，在关节轴承及联门轴上涂抹一层黄油，两者对正后安装联门轴。

7.5 闸门与液压启闭机联调

7.5.1 液压泵站与液压缸之间的管路安装

全部管道应在现场进行配管安装；拆散后的管路必须严格封堵管口，以免污染；所有经过焊接的管子，焊后需清理焊渣、并进行酸洗，酸洗建议采用10%浓度的硫酸或者盐酸溶液，再用10%的苏打水充分中和，水冲洗、高压气吹干方可安装。管路、电缆、元器件等附件安装后应美观并固定牢靠。

7.5.2 液压启闭机的调试

用滤油机将抗磨液压油注入液压系统的回油箱内，泵站在空转时无异响；升压平稳，达到系统压力后运行平稳无振动、杂音和温升过高等现象。

在无水状态下全行程启闭试验检查滑道无卡阻现象，在闸门全关位置检查水封橡皮无破损，漏光检查合格；动作试验过程中，对水封处进行水淋润滑，以防止水封橡皮破损。

液压缸以0.5～1.0MPa 压力全行程往复动作三次，用以排除油缸和管路中的空气，检验泵组、阀组及电气操作系统正确性和油缸有无爬行现象，整定和调整好高度仪、限位开关、电气元件的数据和动作位置；检测电动机电流、电压和油压的数据及全行程启、闭的运行时间[3]。

静水情况下的全程启闭试验：试验在无水试验合格后进行，试验内容与无水试验相同。

在动水情况下进行闸门和液压启闭机的功能性试验和检查，检查水封的漏水量和闸门在升降过程中有无振动；检测电动机的电流、电压和油缸内的油压及全行程启、闭运行时间。

闸门快速关闭时间调整—通过调整插装阀的行程及节流孔板的孔径大小来调节闸门的关闭速度，最终使闸门在动水情况下的紧急关闭时间满足设计要求。

8 结语

通过对进水口事故闸门及液压启闭机的全面检修，设备缺陷修复完毕，进水口事故闸门快速落门时间满足设计要求；系统各设备运行平稳，本次检修取得预期效果；为机组长期、安全稳定运行提供了保障，同时为同类型设备的检修提供了思路和借鉴意义。