深孔弧门充压止水系统降压失效分析与处理.doc

深孔弧门充压止水系统降压失效分析与处理杨峰 曾卫平（中国水利水电第十二工程局有限公司 机电安装分局）摘要：本文结合滩坑水电站泄洪洞弧形闸门，充压止水系统检修施工过程中出现的降压失效问题进行分析与处理，为以后类似闸门检修提供借鉴。关键词：深孔弧门 充压止水系统 降压失效1 概述滩坑水电站泄洪洞弧形闸门，孔口形式为潜孔，孔口净宽7.0m、孔口高度7.0m，设计水头102m，总水压力8.9万kN,为超大型弧形闸门，闸门采用突扩式门槽，主水封为充压式止水，常规紧压式止水做为充压式止水的辅助止水。泄洪洞弧形闸门已运行多年,出现水封大面积漏水情况,由我公司承揽对其充压止水水封更换及充压止水系统检修任务。2 充压系统工作原理2.1突扩式门槽充压止水水封原理高水头充压止水水封（如图一），可以适应弧门变形，当弧门面板受到水压力作用后，通长弧门将产生弹性变形，加之加工精度、安装精度及温度变化等影响，使弧门后移而导致止水橡胶与弧门面板脱离，发生缝隙溢流。充压止水水封可以利用背压使水封变形而紧压在弧门面板上，从而起到良好的止水效果。另外，采用充压止水水封，在弧门开启前，可以取消所加背压，缩回止水橡胶而脱离弧门面板，从而减小闸门启闭力，延长水封橡胶的使用寿命。图一 高水头充压止水水封示意图2.2充压止水系统工作原理2.2.1充压止水系统原图（如图二）图二 充压止水系统原理图2.2.2充压工作流程：弧门关闭后，闸阀9关闭，闸阀7开启。启动增压水泵，往门槽水封和蓄能罐充水，推出水封头封水，压力达到1.2MPa时增压水泵停止，当系统压力低于1MPa，增压水泵启动，往门槽水封和蓄能罐增压。弧门只有在全关位置充压系统才能启动。2.2.3泄压工作流程：闸门开启前，关闭闸阀7，打开闸阀9排水。系统压力低于0.1MPa时，解锁闸门开启控制开关。3 充压止水系统检查方法通过对弧门检修更换了闸门所有水封橡皮，将弧形闸门关闭状态，为减少泄洪洞检修闸门提升次数，避免其水封的磨损，仅开启检修闸门充水阀，对检修闸门与弧形闸门之间闸室进行充水。闸室充水完成后，按充压工作流程进行系统试验，目视检查弧门止水情况，记录各压力变化情况，在保压状态时观察压力表压力下降情况，检验是否存在失压漏水，充压及保压试验合格后按泄压工作流程进行。4 充压止水系统检查过程存在的问题检查结果充压止水系统充压、保压工作正常，通过目视检查，弧形闸门止水工作正常，无漏水情况，但在泄压试验过程中，系统压力从1MPa降至0.4MPa，并维持在0.4MPa，未达到设计低于0.1MPa的要求。如果系统压力未能降至0.1MPa，说明充压水封在背压状态下水封头任与弧门面板接触，如强制启门，势必造成启闭力增大，磨损充压水封，无法满足运行要求。5 原因排查与分析正常运行时，当系统进行泄压操作，闸阀7关闭状态，闸阀9开启状态，自动进排气阀自动开启，门槽充压腔体内的水从闸阀9排出，压力表3回位显示0压。根据充压止水系统原理图分析，造成泄压失效产生的区域应该在闸阀7与闸阀9之间的系统内。采用排除法对各个零部件是否损坏进行排查分析。（1）闸阀9排查分析：闸阀9为电磁阀，设在弧门门槽底部位置，如果闸阀9不能正常开启排水，那么系统压力将会下降并维持在1MPa左右，通过泄压时对闸阀9观察，有少量水流出，系统压力降至0.4MPa后水流停止，判断排水阀工作正常。（2）自动进排气阀排查分析：自动进排气阀设在弧门检修平台位置，当系统加压时排出管路内空气，当水进入阀内，浮筒随水位一起上升，关闭排气口，反之当系统泄压时，压力减少，阀内水位下降，浮筒随水位一起下降，打开排气口。通过泄压时对排气阀观察，系统泄压时排气阀有吸入气体的声音，系统压力降至0.4MPa后排气孔关闭，判断自动进排气阀工作正常。（3）闸阀7排查分析：闸阀7为电磁阀，在系统泄压时起到阻隔库区、蓄能罐的水压，为了避免拆除闸阀7繁琐工作量，在压力表接口位置增设临时泄压阀门（如图三）。系统泄压后维持0.4MPa，压力无法继续下降，打开临时泄压阀门时，泄压阀排出约5L水后，排图三 充压止水系统泄压检修示意图水停止，系统压力显示0MPa，如果闸阀7损坏无法闭合，库区水将通过管路从临时泄压阀源源不断排出，从结果分析，临时泄压阀仅排出约5L水，系统压力降至0MPa，闸阀9工作是正常的。（4）弧形闸门充压止水水封排查分析：弧形闸门充压止水水封通过门槽压板与门槽座压紧，对充压腔体形成密闭空间，如果充压止水水封有漏水情况，那么系统压力将无法保持压力，加压水泵会频繁启动，从试验结果分析，充压止水水封充压腔体形无漏水情况。通过各个部件排查，均工作正常，唯一造成系统压力无法下降原因，最大可能性是管路被堵，由于充压水封腔体试验时无法观察，水封压板拆除检查工作量过大，从充压止水水封结构分析（如图四），可能性最大为泄水孔位置，当充压系统进行泄压工作时，初始时闸室水压小于系统压力，闸阀9排水后，系统压力小于闸室水压，充压止水水封橡皮受闸室水压贴紧门槽座上，并封堵了泄水孔，使充压止水系统压力无法下降，并且维持小于闸室的压力0.4MPa。6 处理方案针对充压止水水封橡胶封堵排水口情况，处理首先解决泄压时排水流畅问题，我们采用不锈钢圆钢焊接制作了一个简易十字形导水架（如图五），为防止使用过程中十字形导水架产生位移，十字形导水架中心位置设防位移杆，拆除泄水孔位置水封压板，抬起充压止水水封，插入泄水孔，并重新安装水封及水封压板。图五 十字形导水架结构示意图通过重新对充压止水系统进行充压、泄压试验，系统泄压后压力将至0MPa，泄压工