軸流轉槳式機組檢修落門排水方案優化

羅紅云，吳義斌，程俊才，朱 濤，王保琳

（廣西大藤峽水利樞紐開發有限責任公司，廣西 南寧 537226）

1 概述

大藤峽發電廠為河床式電站，機組主要設備包括哈爾濱電機廠生產的SF 200-88/17200 型發電機，浙富公司生產的ZZ-LH-1040 型水輪機。每臺發電機組設進水口3 孔，尾水出口3 孔，發電額定流量890.34 m3/s。目前左岸廠房進水口配備攔污漂排1 套、攔污柵12 扇（3 扇備用）、檢修閘門3 扇和事故閘門6 扇，尾水出口設置尾水檢修閘門9 扇[1]。

2 檢修排水方式

大藤峽發電廠的機組檢修排水的水源主要為流道、蝸殼、尾水管的積存水以及上下游閘門的滲漏水。機組檢修排水采用間接排水方式，即檢修時流道、蝸殼和尾水管的積水經盤形閥通過排水廊道排入檢修集水井，再由檢修排水泵排至下游。機組活動導葉前即前流道容積約為11 270 m3，活動導葉后至尾水管即后流道容積約為11 970 m3，則機組檢修時需要排水的總容積為23 240 m3，此外加上機組進水口和尾水檢修門的滲漏水。因我廠機組有流量大，過流容積大等特點，按照常規操作檢修落門排水需要4 d 時間，嚴重影響檢修進度[2]。

3 檢修排水原因分析

檢修落門排水過程中，門機換梁時間、起升速度、檢修排水泵功率、尾水盤型閥排水量、蝸殼盤型閥排水量、閘門漏水量等有一個或多個出現異常時，都會導致檢修排水時間增加。因此從以下幾個方面進行原因分析[3]。

3.1 門機換梁時間

機組進水口有檢修門梁和事故門梁兩種，當在停機態落進水口檢修門時需要更換進水口檢修梁，落進水口事故門時需要更換進水口事故門梁；機組進行計劃檢修并確認具體停機時間后，在檢修總指揮的安排下會在檢修前幾天更換檢修門梁，確保門機需要使用時能夠立即投入使用。由此可見，更換門機抓梁未對檢修落門排水時間長短造成影響。

3.2 門機起升速度

左岸廠房尾水檢修閘門總水壓力為42 688.049 kN，進水口檢修閘門總水壓力為77 527 kN，進水口事故閘門總水壓力為67 063.3 kN，且3 種閘門自重都大于90 000 kg，進水口門機起升機構額定起升速度為1.81 m/min，尾水門機起升機構額定起升速度為1.72 m/min；為保證閘門能安全穩定落到位無法改變其起升速度。

3.3 檢修排水泵功率

廠房布置4 臺檢修排水泵和2 臺潛污排水泵，每臺檢修排水泵功率為220 kW，額定流量為1 000 m3/h，每臺潛污排水泵功率為55 kW，額定流量為150 m3/h，根據流道、蝸殼以及尾水管的總容積23 240 m3，在進水口檢修門和尾水檢修門不漏水的情況下，6 臺泵全部運行排水時間最少為5.4 h。

3.4 蝸殼盤形閥

每臺機組布置兩個蝸殼盤型閥，經查詢圖紙資料確認兩個蝸殼盤型閥的直徑為500 mm，根據設計計算，一個蝸殼盤形閥全開最大排水流量為1 800 m3/h，流道和蝸殼的水流可以在3.13 h 內迅速排到尾水管（不考慮檢修排水泵和檢修集水井容量的影響）。

3.5 尾水盤形閥

每臺機組布置兩個尾水盤型閥，經查詢圖紙資料確認兩個尾水盤型閥的直徑為600 mm，根據設計計算，一個尾水盤形閥全開最大排水流量為2 400 m3/h，流道、蝸殼和尾水管的水流可以在4.8 h內迅速排到檢修集水井（不考慮檢修排水泵和檢修集水井容量的影響）。

3.6 閘門漏水

經多次在檢修期間對落閘門的情況觀摩可知，在大流量水流、高水位回流以及施工垃圾的三重作用下，雜物卡阻于閘孔門槽處，進水口閘門和尾水閘門不能完全落到位，導致閘門和地坎有一定的間隙，上游和下游水流在水壓作用下流到流道和尾水管，因流量較大無法排完流道、蝸殼、尾水管里的水，導致經過幾天連續排水還是不能將流道內的水排完。

4 處理措施

經過分析，可以確定原來檢修落門排水時間長的直接原因是閘門因建筑垃圾卡阻沒下落到底、閘門密封不嚴漏水量大，導致進水流量大，流道內的水不能及時排出，增加了檢修排水的時間。為了徹底解決檢修落門排水時間長的難題，經過集中分析、討論最終確定檢修落門排水方案優化如下：

4.1 落門前清理，落門后檢查

4.1.1 落門前具備的條件

（1）機組在停機態；

（2）機組調速器鎖定裝置在投入狀態；

（3）機組緊急停機電磁閥在投入狀態；

（4）請專業水下作業人員到現場隨時待命，相關潛水作業設備檢查無異常；準備一臺汽車吊及駕駛人員，配合水下作業人員使用。

4.1.2 落門排水步驟

（1）以上條件具備后，開始落進水口檢修門；

（2）駕駛室操作人員注意落門高程，檢修門剩余1 m 落到位時暫停落門；

（3）讓專業水下作業人員下水檢查門槽底部有無異物，如有異物，需及時清理（如異物較多，潛水員無法清理，需考慮落進水口事故門）；

（4）檢查完畢后，潛水員先轉移至安全位置，通知駕駛室司機將進水口檢修門落到位，通知潛水員再次檢查確認檢修門是否落到位；

（5）進水口3 孔檢修門完成落門后，進行落尾水檢修門工作；

（6）因尾水水情特殊，非3 臺機組全部停機情況下，潛水員無法下水檢查，故落尾水檢修門時，駕駛室司機應注意當檢修門落到底、載荷開始下降時的具體高程顯示應在0.98 m 左右，3 孔尾水檢修門落門高程不應相差±0.05 m，若發現其中一孔檢修門落門高程較其余兩孔檢修落門高程相差較大，應反復起落多次嘗試；

（7） 完成進水口及尾水落門后，進入檢查與排水階段；

（8）兩個尾水盤型閥開啟 150 mm 且6 臺泵（4臺檢修泵，2 臺潛污泵）同時啟動大力排水4 h 后，水輪機水力監測系統中轉輪室前后壓力無下降及尾水壓力均無變化，就要迅速啟動閘門漏水檢查及采取相應措施后再排水；漏水點分以下的3 種情況：

1）漏水點來自尾水檢修門；

2）漏水點來自進水口檢修門；

3）漏水點來自尾水檢修門和進水口檢修門。

4.1.3 確認尾水漏水點的方法及處理措施

（1）檢查方法：關閉蝸殼兩個盤型閥（導葉在全關位置），尾水管壓力不變，蝸殼壓力基本不上升或是上升特別慢，就可以確認漏水點大部來自尾水。

（2）處理措施：尾水環境特殊，需3 臺機組全部停機及溢洪道無閘門開啟狀態，水下作業人員才能下水檢查，這兩項條件不滿足的情況下，只能在機組導葉全關及蝸殼盤型閥全關的條件下，先提尾水檢修右孔門出水面查看閘門底水封及門楣水封、側水封有無被壓壞等，落回右孔后接著提中孔，最后提左孔，全部都要重新提出水面檢查后再回落；3 孔門都落到位后，重新操作排水，直到尾水管內水位能下降為止，這時就可以打開兩個蝸殼盤型閥（控制開度）一起排水。

4.1.4 確認進水口漏水點的方法及處理措施

（1）檢查確認：關閉兩個蝸殼盤型閥（導葉在全關位置），尾水管壓力降低，蝸殼內壓力上升快，就可以確認漏水點大部來自進水口。

（2）處理措施：一般此位置漏水概率較高，且所需要動用的人力及物力較多，耗費的時間也長，所以為了節省時間，盡量不要浪費水下作業人員下水時間及次數，尾水及蝸殼盤型閥先暫時關閉停止排水，等進水口先處理好后在恢復排水；為了合理節省時間，先提從直徑1 600 mm 的補氣管位置聽出水聲最大的檢修門，提高1 m 后停住，接著派第一個潛水員潛水清掃底坎的雜物垃圾（不要先派潛水員下水等待，后再提門，1 名潛水員下水作業時間最長2 h，等待就會白白浪費水下作業時間），清理干凈后潛水員轉移至事故門槽位置，將檢修門落到底，事故門槽位置的潛水員再次塞薄板檢查底坎，確認干凈后潛水員退至事故門槽位置減壓上浮退出作業，同時抓梁退銷提出水面；依次進行第二及第三孔，潛水員換人（因潛水員根據潛水深度有嚴格的潛水時間和潛水次數要求，每孔必須換一人），重復前面第一孔步驟；3 孔全部完成后重新排水檢查；水位還是排不下，考慮換梁落事故門，落事故門時步驟同檢修門一樣，離底坎有1 m 時，潛水員下水清掃；繼續排水，直到水位能下降為止。

4.1.5 漏水點來自尾水檢修門及進水口檢修門的確認及處理措施

（1）檢查確認：關閉蝸殼兩個盤型閥（導葉在全關位置），尾水管內壓力增加，蝸殼內壓力上升特別快，就可以確認漏水點來自尾水檢修門及進水口檢修門。

（2）處理措施：該情況是最不容易出現的；措施與前面的兩點一樣，安全的處理順序是先處理尾水檢修門的漏水后，再處理進水口檢修門。

（3）至檢查機組蝸殼進口壓力表壓力為0 MPa；機組蝸殼末端壓力表壓力為0 MPa；機組水輪機頂蓋壓力表壓力為0 MPa；機組轉輪室壓力表壓力為0 MPa；機組尾水管進口壓力表壓力為0 MPa；機組尾水管出口壓力表壓力為0 MPa；至此，落門排水流程已全部結束。

4.2 更換閘門密封

在機組檢修前用門機吊起閘門一節一節檢查閘門的密封，對閘門密封間隙大的部位進行密封更換。

5 效果檢查

經過實施以上措施之后，重新對機組檢修期間的落門排水時間進行統計和分析，如表1 所示。

表1 方案實施前后檢修排水時間調查表

從表1 可以看出，從措施實施后，“落進水口檢修門”、“落尾水檢修門”、“排水”和“落進水口事故門”4 個工序施工時間大大縮短。通過運行同樣的對策能更好地控制機組檢修落門排水的時效性，檢修人員對如何縮短機組檢修排水時效性形成一套完整的工藝，這是在實踐中得到的鍛煉，并在實踐中得到了檢驗。

6 結語

通過對以上方法的實踐，大大減少了機組檢修落門排水的時間、縮短了機組檢修周期、變相提高了機組檢修效率和檢修質量，為社會和企業帶來安全效益、環境效益及經濟效益。