0 前言
某大型水电站拦河闸坝弧形闸门两侧设有两条L型侧水封,底部设有一条条形水封,用于闸门全关状态时止水,闸门采用液压启闭机的控制方式,可通过远方自动和现地手动方式控制,拦河闸坝#2门自2012年投运以来,多次出现侧水封漏水问题,对设备的安全稳定运行带来了诸多影响。
1 闸门基础数据测量
1.1 准备工作
利用液压启闭机单台油缸的现地手动提门功能,将门叶提起至1m开度,且保证门叶底缘处于水平状态。
测量工作全部利用全站仪完成。
1.2 建立测量坐标系
工作人员采用后方交会技术和手法,以门槽底槛中心和支铰中心连线为坐标Y轴,以底槛中心为X轴,高程为Z轴建立三维坐标系,形成局域控制网,对门槽底槛、门叶、支臂铰座、油缸、门槽侧轨等进行形体测量。
1.3 门叶测量
将门叶与支臂连接处标记为a、b、c、d四点:测量门叶两对角线差值及门叶扭曲值。
1.4 支臂支铰测量
找出两个支铰轴端中心点,测量轴锁圆心(x.y.z)
1.5 油缸支铰测量
找出两个支铰轴端中心点,测量轴锁圆心(x.y.z)。
1.6 两侧侧轨止水板测量
以孔口中心线为准,每隔1m取点测量,计算两侧侧轨止水板的平面度。
1.7 底坎测量
每隔1m取点测量,计算底坎止水板平面度。
2 结果分析
2.1 测量#2工作闸门底槛水平度2mm,符合《NB/T 35045 水电工程钢闸门制造验收规范》中底槛工作表面平面度小于等于2mm的标准(图2)。
2.2将#2门提至1m开度,对闸门相关尺寸进行测量,测得门叶底缘高度从右往左逐渐升高,总升高量6mm,结合门叶1m开度时左右两侧缝隙情况,判断门叶在1m开度位置左右处于倾斜状态,即门叶下部向左偏斜,门叶上部向右偏偏斜(图3)
2.3测得门叶对角线相差9mm,大于《NB/T 35045 水电工程钢闸门制造验收规范》中对角线差小于3mm的标准,门叶对角线相差超标。
2.4测得门叶扭曲值为12mm,大于《NB/T 35045 水电工程钢闸门制造验收规范》中对角线相差小于2mm的标准,门叶扭曲值超标。
2.5 在#2门全开位置,测量底槛向上21m范围内门槽侧止水板平面度,在#2门提至1m开度时测量,测得门槽在工作范围外即距底槛21m以上部分门槽侧止水板平面度(以1647m库区最高蓄水位为准),根据测量结果,右侧止水板平面度为32mm,左侧止水板平面度为22mm,大于《NB/T 35045 水电工程钢闸门制造验收规范》中侧止水板平面度小于2mm的标准,门叶侧止水板平面度超标。其中,距底坎高度21m以下段两侧轨道平面度整体较好,距底坎高度21m以上段两侧止水板上部都表现出整体都向右岸偏斜趋势,且右侧止水板偏斜情况大于左侧止水板偏斜情况(图4)。
3 原因分析
3.1闸门自动纠偏程序
经查证,目前#2工作门全行程启闭共分三个阶段,启门过程、开度9.4m以上闭门过程、开度9.4m以下闭门过程,三个过程纠偏值分别为:左右油缸开度差超过6mm开始纠偏、小于2mm停止纠偏;左右开度差超过10mm开始纠偏、小于等于0mm停止纠偏;左右开度差超过10mm开始纠偏、小于6mm停止纠偏。若闸门自动纠偏程序故障或者纠偏起始值设置过大及停止纠偏值设置过小,闸门在运行过程中出现左侧开度较大右侧开度较小的情况而未得到及时纠偏或者纠偏幅度较小,将导致右侧门槽与闸门之间间隙变大,右侧侧水封在水压的作用下发生翻折。
3.2门槽形体偏差
测量结果表明,门槽21m以上部分整体向右偏斜,闸门启闭过程中受门槽偏斜的影响,门叶的形态也会发生相应偏斜,使得右侧下部门槽与闸门之间间隙变大,闸门右侧下部侧水封在水压的作用下发生翻折。
3.3门叶侧轮位置
检查闸门在全关位置时,门叶左侧侧轮与导轨接触,门叶右侧侧轮处于自由状态,闸门动作过程中,当闸门倾斜达到10mm时,门叶右侧上部侧轮和门叶左侧下部侧轮与导轨接触,门叶右侧下部侧轮和左侧上部侧轮处于自由状态。
若门叶侧轮(左右各三个)与门槽之间间隙过大或左右侧轮间隙分配不合理,则门叶在其运动过程中左右方向的移动不能被限制在正常范围内,当门叶整体偏斜时,右侧门槽与闸门之间会出现较大间隙,右侧侧水封在水压的作用下会发生翻折。
综合测量结果和原因分析,可以判断拦河闸坝#2工作闸门水封频繁漏水的主要原因为门槽偏斜、侧轮与门槽间隙过大、闸门自动纠偏能力差造成闸门右侧水封翻折、水封失效所致。
4问题处理与运行效果
4.1闸门左右两侧侧轮与侧轨间隙调整
完成边梁腹板与侧轨距离、侧轮与侧轨间隙测量:使用钢卷尺测量边梁腹板与侧轨距离(从下到上,每两个点之间隔1.5m)、侧轮与侧轨间隙,测得数据如图5
由于6个导向轮与侧轨间隙均较小,且能够正常转动,因此导向轮与侧轨间隙未做调整。
4.2右侧侧水封更换和调整
由于边梁腹板与侧轨距离两边相差不大,门叶边缘与侧轨距离右侧整体略大于左侧,且右侧底部距离最大,因此在右侧水封更换时在侧水封底部水封与闸门面板之间增加长1m,厚度10mm胶垫,以增强该位置水封的强度,避免该位置侧水封轻易发生翻折。
4.3闸门自动纠偏起始值和复归值的调整
查询历年工作门开度记录,查得闸门最大开度为5.8m,因此仅对#2门6m开度以下部分的自动纠偏起始值和复归值做调整。通过多次试验,在满足左右油缸压差不大于5MPa的条件下,调整左右油缸行程差至最小(即闸门最平状态),最终调整结果见图6。
4.4闭门试验
检修门提门平压后对#2闸门水封进行检查,现场工作人员测得漏水量约0.06L/S,漏水量符合规范《DLT/5018-2004》中任意一米止水范围内漏水量不大于0.1L/S的标准。
5后续措施
5.1择机对#2闸门22m以上段侧轨进行更换,并对22m以下段侧轨进行修正处理;
5.2针对#2闸门门的情况,对#1、#3、#4、#5闸门排查梳理,择机对#1、#3、#4、#5闸门门槽、门叶、底坎、支铰等部件进行检查测量。排查其他闸门可能存在的隐患。
6结束语
根据对#2门的水封漏水问题的处理,分析了弧形闸门的底槛、门叶、支臂铰座、油缸、门槽侧轨结构变化对闸门运行的影响,优化闸门启闭的纠偏程序,为后续闸门漏水处理以及弧形闸门的安装处理提供了积极的借鉴意义。
[参 考 文 献]
[1] 陈飞.锦屏二级水电站溢洪道弧形闸门安装质量控制[J].新型工业化,2021,11(9):242-243,246.
作者简介 :孟阳君(1992-),2016年毕业于长春工程学院电气工程及其自动化专业,获工学学士学位,从事水电站机械设备检修维护及管理工作工作,助理工程师。