1、技改前的状况
孟洲坝水力发电厂装机4×12MW,电厂投产后,水轮发电机组的进水检修闸门、尾水事故检修闸门,船闸上、下闸首检修闸门,其门型均为迭梁式滑动钢闸门,且均采用机械自如式自动抓梁起吊.自电厂投入运行以来,所有自动抓梁基本上不能正常工作,自动抓梁的挂、脱钩工作可靠性差.特别是使用机会较多的尾水事故检修闸门的自动抓梁,挂、脱钩时往往需要潜水员进行水下辅助作业才能完成.如遇更换机组导水机构剪断销时必须下落尾水闸门才能进行,往往需要3~4天的时间,且极不安全,严重影响了电厂的经济运行.
2、影响正常工作的主要原因
通常在水电站闸门门槽地施工中,土建与机械(导轨)安装是同时进行的.土建结构中混凝土的施工允许误差以cm计,而导轨安装的允许误差是以mm计的,由于存在这种不统一的允许误差精度,一旦门槽土建施工质量出现较大误差时,导轨的安装精度就难以保证.闸门投入运行后,又因门槽长期被水淹没,重新处理难度很大,所以便造成按常规设计的机械抓梁,即使制造安装质量很好,也不能保证其工作可靠性.
3、改进措施
针对电厂存在的这一问题,有关人员对电厂的自动抓梁提出了以下几个方面的改进措施:
(1)由于施工质量不良,闸门空口尺寸偏差太大,闸门门槽、门叶及自动抓梁的安装精度达不到设计要求,闸门侧导向、自动抓梁侧导向与门槽埋件的预留门隙较大,门槽的实际误差与规范要求的公差相差很大,致使自动抓梁与门叶对位不准确,从而影响自动抓梁工作的可靠性.改进后,在闸门门叶与自动抓梁体上设置了对位装置,对位装置采用套管插杆形式.为避免污物沉积在套管内,套管设置在抓梁体上,插杆相应布置在门叶上,顶端为圆锥装,在套管与插杆之间预留较合适的间隙.
(2)原抓梁挂件轴套和门叶上的饿卡体轴套选用青铜,由于青铜轴套摩擦系数大,影响了自动抓梁挂、脱钩时卡体和挂件的自由转动及摆动.因此改进后采用了摩擦系数较小的新型自润滑轴套.在下落闸门之前,只需加注适量润滑油,就可以保证卡体转动自如,挂件摆动灵活,保证抓梁挂、脱钩可靠.
(3)原卡体和挂件两侧间隙圈的材料为普通碳钢,工作时间稍长就会严重锈蚀,使其厚度增加,减小卡体及挂件的间隙,同样阻碍了卡体和挂件的灵活性,故改用了不锈钢材料.同时尽量减小间隙圈的外径尺寸,减少卡体和挂件与相应面积的摩擦阻力.
(4)由于受外界如挂体轴承摩擦阻力和间隙圈摩擦阻力,尤其是水流的冲击等因素的影响,挂体头部易偏向一侧,难于自动复位至铅垂状态,从而影响到自动抓梁的工作,故在卡体座内增设了挂体导向件,辅助挂体处于铅垂状态.
(5)将原定位装置由单筒结构改为双筒结构型式,确保自动抓梁在非门槽中心抓取闸门时,当定位装置与闸门接触时抓梁能平稳的坐落在闸门门叶上,以避免启闭机钢丝绳下放过多时抓梁体倾斜造成挂体受弯变形.
4、改造效益
改造后的机械自如式自动抓梁,从根本上解决了因门槽施工质量不好而使其无法正常工作的问题,且工作可靠性完全不在液压自动抓梁之下,和液压自动抓梁相比,它具有结构简单、投资省和维护方便的优点.经过两年的运行实践证明效果良好.
根据水电厂1998年机组检修记录统计,截至自动抓梁改造好以前,共发生过9次剪断销断裂事故,每次落下尾水事故检修闸门需72h,9次共需72×9＝648h.抓梁改造后,每次提起、下落尾水闸门时间最多需要2h,加上更换剪断销的时间共8h,9次事故共需8×9＝72h.单以该年事故检修时间计,扣除0.45%的厂用电后,按0.61元/kW•h的上网电价计,改造后,电厂可创收益419.7万元,并节省闸门作业费13.5万元.
可见,孟洲坝水力发电厂机械自动抓梁改造成功后,大大地减少了提、落闸门的时间,缩短了机组的检修周期,提高了机械抓梁工作的可靠性,同时也获得了可观的经济效益.
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