某电站中孔充压式水封改造

梁 恒，黄帅超，王志强

（雅砻江流域水电开发有限公司，四川 凉山615704）

1 概述

某电站枢纽建筑物主要由左右岸挡水坝、中孔坝段和溢流坝段、消力池、右岸引水系统及地下厂房发电系统组成。碾压混凝土重力坝坝顶高程1334.00m，最大坝高168.00m，坝顶长度516.00m，共分24个坝段。溢流坝段布置5孔溢流表孔。10～15号坝段为中孔坝段分别长22.00m，设置2个中孔。中孔进口底板高程1240.00m。左、右中孔均采用有压深式进水孔形式，孔口尺寸为进口5.00m×10.00m（宽×高），出口5.00m×8.00m（宽×高）。中孔坝段泄水孔压力段前端设平板事故检修门，压力段出口设弧形工作门。工作门为潜孔伸缩式水封弧形闸门，侧水封为P 型水封（P60BS），底水封为刀型水封（-20×235×5890），主止水为伸缩式水封。

表1 中孔弧形闸门基本参数

2 运行中出现的问题

2017年汛前检查维护时，检修人员发现1号中孔工作闸门充压式水封底部撕裂，已经影响闸门正常止水效果，无法正常使用，随即开展了水封更换工作，更换后恢复正常。

2018年再次进行检查维护时，发现充压式水封背腔残存余水，水封没有完全缩回，为了保证水封工作的安全可靠性，进行了中孔工作闸门充压式水封整治施工。

图1 充压式水封背腔有水

3 故障原因分析

查阅技术资料，根据现场管路铺设分析影响充压式水封中水无法排尽的原因主要为：管路设计不合理，中孔启闭机室海拔高程为1334m，门槽地坎高程为1240m，水封充水管、排水管、充气管及排气管出口均布置在中孔启闭机室，水封装置充水管、充气管进口设置于门槽底部，水封装置排水管以及抽真空管位于门槽顶部，导致使用压缩空气无法将水封中的水冲排干净，水环真空泵对水封抽真空时无法使底部水封缩回，闸门开启过程中，闸门与水封之间存在剐蹭，严重时导致水封撕裂。

4 故障处理与技术改造

为解决水封背腔水无法排尽问题，经讨论研究决定，增加1套独立的排水系统，通过在门槽底部增设排水口，设置相应的电动阀组及配套的供电和控制设备，当充压式水封背腔卸压后，通过操作电动阀，从而完成背腔残余水的排空，同时对起落门流程进行了优化，简化了相关操作流程（见图2）。

图2 充压式水封管路示意图

图3 中孔水封充压泄压系统图（改造后）

流程更改及简化如表1。

表1 流程更改及简化情况

在中孔流道有压（流道充满水）工况下进行中孔工作闸门退水封操作时，同时打开新增的电动阀及原有的排水阀，保持此时水封背压腔与大气的连通，可以排空水封背腔内的残余积水，水封头完全回缩。现场试验情况表明，通过增设新电动阀（即：增加1套独立的水封背压腔排水系统），解决了中孔工作闸门充压水封卸压后，水封底部背腔的排水问题，达到了设计预期效果（见图4）。

图4 水封背压腔排水系统

经过水封整治及充压、泄压流程优化调整后，原系统中的真空泵抽排子系统，在水封退出的正常流程中已没有启动的必要，已屏蔽以简化操作流程。但现场保留了相关设备，并可以手动恢复启动，以便在新增排水系统不能正常开启等异常情况下使用。

5 结束语

中孔闸门充压式水封改造增加了1套独立的排水系统，保证了起落闸门的过程顺利，不仅方便了泄压过程操作、提高充压泄压的可靠性，也减少闸门起落对水封的剐蹭破坏。通过中孔充压式水封改造，我认为高水头闸门封水采用充压式水封，关键要解决好保压系统及排水泄压这两个问题。同时设计院设计的设备布置及管路走向不一定适应现场的实际需要，对于出现的问题隐患，要大胆分析，勇于质疑，进行充分论证后，对于不合理的地方加以改正，以保证设备安全可靠运行。