水布埡電廠2F機組進水口工作門下滑分析

唐 偉，王 維，魏興波，趙江洪，張應(yīng)強

(湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000)

水布埡電廠地處湖北巴東縣水布埡鎮(zhèn)，是清江流域綜合利用開發(fā)的龍頭電站，擁有4臺混流式機組，總裝機容量為1 840 MW(4×460 MW)，屬于華中電網(wǎng)骨干調(diào)峰、調(diào)頻電站[1]。

1 進水口工作門系統(tǒng)簡介

進水口設(shè)置快速工作閘門是防止水電機組飛逸的重要保護措施,可保護機組主設(shè)備不被損壞,避免事故擴大[2]。水布埡電廠共布置4臺進水口快速工作門，每臺機組對應(yīng)1臺工作閘門。進水塔共設(shè)4臺快速門液壓啟閉機，各操作1扇工作門。每臺工作門前有1個檢修門槽，在機組檢修或工作門檢修時，利用橋式起重機將檢修門吊入對應(yīng)檢修門槽。進水口工作門結(jié)構(gòu)為平板門結(jié)構(gòu)，尺寸為7.8 m×9.5 m；底板坎頂高程330 m。工作門液壓泵站安裝在404 m高程操作室內(nèi)，采用“兩機一站”控制傳動方式，2套啟閉機共用1套液壓泵站，1F、2F機組共1套，3F、4F機組共1套。每1套油泵房內(nèi)設(shè)置2套油泵-電動機組、1臺控制柜、1臺動力柜；2套油泵-電動機組可同時工作或單獨工作,相互備用。液壓系統(tǒng)分為泵站、缸旁閥塊兩部分。進水口閘門液壓啟閉機電氣控制系統(tǒng)設(shè)備的控制功能由控制柜來完成，其核心設(shè)備為可編程序控制器，以實現(xiàn)進水口閘門液壓啟閉機手動/自動/遠方控制。閘門下滑200 mm PLC自動啟動2臺油泵提門，油泵運行2 min后如閘門下滑仍超過200 mm則自動停泵。當(dāng)閘門下滑100 mm時，監(jiān)控系統(tǒng)主站工作門全開信號消失，機組開機條件不滿足；故當(dāng)閘門下滑近90 mm時，由運行人員手動提門至全開，使開機條件滿足。進水口閘門的可靠性直接影響水輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行[3]。

水布埡進水口工作門液壓啟閉機液壓系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)如表1。

表1 工作門液壓啟閉機液壓系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)表

2 2F機組工作門檢修前閘門下滑分析

自2016年開始，水布埡電廠2F機組進水口工作門出現(xiàn)頻繁下滑現(xiàn)象。2016年1月至2017年10月工作門手動提門周期見圖1。在此期間，為保證機組正常運行，采取的的是閘門下滑近90 mm時運行人員手動提門至全開的對策。

從圖1可以看出2016年全年及2017年下半年，2F機組工作門提門較頻繁；共計手動提門24次。尤其是2017年7月～9月閘門下滑速度加快，提門節(jié)奏也加快，一般提門周期為10 d左右，最短的一次提門間隔僅為7 d。

圖1 2F工作門檢修前提門周期曲線圖(2016年1月至2017年10月)

2017年上半年2F機組檢修期間，電廠人員檢查發(fā)現(xiàn)油缸下端前端蓋螺栓上掛有油滴，前端蓋下方有明顯油跡。經(jīng)分析造成閘門頻繁下滑可能有以下原因：①前端蓋上方O型密封失效；②油缸下方組合密封損壞；③油缸內(nèi)存在內(nèi)漏現(xiàn)象[4]。

針對水布埡電廠2F機組進水口工作門存在的下滑頻繁問題。電廠組織召開專題分析會，經(jīng)相關(guān)專業(yè)人員分析判斷，閘門下滑主要原因為閘門啟閉機油缸密封件老化失效，致使油缸內(nèi)油壓不穩(wěn)定，油缸上下腔可能存在竄油現(xiàn)象。需對工作門油缸部分進行解體，對所有密封件進行檢查和更換。為消除閘門頻繁下滑這一隱患，保證機組安穩(wěn)運行。電廠決定在2017年下半年2F機組B修期間對進水口工作門液壓啟閉機油缸部分進行檢修及相關(guān)調(diào)整、試驗。

3 2F機組進水口工作門油缸解體檢修

2017年10月至12月2F機組B修期間，電廠委托檢修公司及正昊能源設(shè)備防護安裝工程有限公司對工作門液壓啟閉機油缸部分進行檢修及相關(guān)調(diào)整、試驗。其中，對油缸整體現(xiàn)場安拆，轉(zhuǎn)運至武漢461廠內(nèi)進行分解、檢查、處理及更換油缸密封件。整個工期持續(xù)約2個月。

此次檢修主要完成了以下工作：

1)液壓油缸附屬管路密封更換。更換液壓缸有桿腔，無桿腔及溢流閥法蘭處密封。更換有桿腔法蘭破損的固定螺栓，并對其余螺絲孔進行重新攻絲處理。試運行各法蘭面未出現(xiàn)漏油情況。

2)液壓油缸組合密封更換。更換液壓缸內(nèi)活塞組合密封，將原有merkel型號710 mm×660 mm×69.5 mm橡膠夾布的組合密封更換為SKF(斯凱孚)型號710 mm×660 mm×61 mm的高密度聚氨酯組合密封圈。

3)吊頭探傷。對吊頭進行磁粉探傷發(fā)現(xiàn)吊頭處有多處裂紋，對吊頭裂紋進行打磨處理。

4)液壓油缸防腐刷漆。對油缸進行整體防腐刷漆，并對底漆掉落的地方進行底漆修補處理。

5)液壓油缸靜態(tài)保壓試驗。試驗在32.5 MPa保壓14 min未見漏油；24.5 MPa保壓30 min未見漏油；22 MPa保壓40 min未見漏油，試驗合格。

4 2F工作門檢修后下滑分析

2017年下半年2F機組B修期間，在對工作門油缸完成相關(guān)保壓試驗和提落門試驗后，運行人員每日對工作門開度進行重點跟蹤。2017-12-27日至2018-01-22日，2F機組工作門開度統(tǒng)計如圖2。

圖2 2F工作門檢修后開度曲線圖(2017年12月至2018年1月)

2017-12-27日至2018-01-22日期間，2F進水口工作門共計下滑70 mm。其中12月27日至28日1 d內(nèi)，因油缸中空氣未完全排盡，導(dǎo)致工作門下滑速率較快，1 d下滑20 mm。而后工作門下滑速率明顯放緩，且工作門下滑速率呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，截止2018-01-22日，工作門開度趨于平穩(wěn)，開度為10 357.6 mm。

2017-12-29日至2018-01-22日，每24 h工作門下滑開度曲線見圖3。統(tǒng)計期間，24 h內(nèi)工作門下滑最大開度為6.3 mm，下滑最小開度為0 mm。24 d共計下滑50.5 mm；滿足能源行業(yè)標(biāo)準《水電工程啟閉機制造安裝及驗收規(guī)范(NB/T 35051-2015)》中48 h內(nèi)，閘門下滑量≤200 mm規(guī)定要求[5]。

圖3 2F工作門檢修后每24 h下滑開度曲線(2017年12月至2018年1月)

2019年1月至2019年12月，2F機組手動提門共計3次(不含機組檢修期間提門操作)，提門周期較檢修前大幅延長，工作門液壓機構(gòu)保壓效果較好，滿足設(shè)備安穩(wěn)運行需要。

5 結(jié) 語

本文對水布埡電廠2F機組進水口工作門油缸檢修前后下滑數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析，結(jié)果表明經(jīng)過對油缸整體拆裝檢修，2F機組進水口工作門下滑頻繁的問題得到了解決。