深水闸门钢丝绳缠绕的成因及处理

浅析水电厂深水闸门钢丝绳缠绕的成因及处理杨运欣(贵州清水河发电厂，贵州贵阳550002)[摘要]介绍贵州清水河电厂大花水电站钢丝绳下长缠住滑轮组现象，分析钢丝绳引缠绕闸门的原因及造成的影响，同时对加装防钢丝绳缠绕装置的有关情况及加装后的效果作了简要介绍。[关键词]闸门钢丝绳防缠绕装置0概述水电厂闸门设备和重要辅助设备，是实现水电厂运行、检修、防洪系统的主要功能的主要设备之一。直接关系到水电厂可靠运行、检修安全、安全行洪，是保障大坝安全的重要设备，而深水闸门在工作中由于各种原因造成钢丝绳下长缠绕动滑轮组及闸门上穿、脱销装置而发生的闸门损坏、滑轮组损坏、钢丝绳拉断等事故时有发生。如大花水电站进水口闸门因钢丝绳下长缠绕滑轮组造成滑轮组损坏；红枫6级电站第五孔闸门钢丝绳下长，提门时缠住滑轮组，把钢丝绳拉断，闸门摔下去变形；红枫3级电站钢丝绳出槽把钢丝绳拉断导致闸门摔下去损坏；四川金华电站泄洪时钢丝绳下长缠住滑轮组现象等。一但出现这种类似的缠绕，问题就比较危险，安全操作得不到保障，破坏性严重，而大多数这类闸门都是在几十米深水以下，检修操作处理比较困难，经济损失少大，需要的检修时间比较长。所以将钢丝绳下长原因分析清楚和加装适当的防护装置，作为反事故措施将异常和事故消灭在萌芽状态，对保障水电站的防汛安全和可靠运行具有重要意义。现结合大花水电厂运行中出现问题的成因进行分析，并介绍其成功的处理方案，为其他水电站预防和处理此类问题提供借鉴经验。1发生的问题1.1钢丝绳下长产生缠绕：1.1.12008年3月17日，大花水电厂尾水台车因钢丝绳下长，使钢丝绳和抓梁电缆缠绕，损坏电缆。1.1.22009年元月4日大花水电厂进水口台车因钢丝绳下长，使钢丝绳和滑轮组缠绕损坏滑轮组。1.1.3大花水电厂有可能产生缠绕的闸门设备1.1.3.1进水口闸门固定卷扬式启闭机。主要技术参数：起门高度45米，额定启门力：2×1250KN，持住力：2×2000KN，工作级别：Q2-中，闸门几何尺寸:7.0×7.0m。1.1.3.2中孔检修闸门固定卷扬式启闭机。主要技术参数：起门高度65米，起门速度约2.0米／秒，额定启门力：2500KN，工作级别：Q2-中，闸门几何尺寸：6.0×8.3m。1.1.3.3尾水2×160KN单向台车启闭机。主要技术参数：额定启门力：2×160KN，起门高度30米，起升速度≈1.5m/min，启闭机工作级别：Q2-轻，闸门几何尺寸：3.975×3.1m。2原因分析2.1钢丝绳下长产生缠绕原因2.1.1事故经过：（1）2008年3月17日，大花水电站1#机组小修结束，提1#机尾水闸门，抓梁到位但未发到位信号，钢丝绳松，后多次试抓住闸门，无效果，再次重复时，其它信号均无。油泵保护动作，提起抓梁后发现电缆和钢丝绳发生缠绕并绕在动滑轮上损坏电缆，修复电缆后请潜水员检查，系抓梁与闸门导向销、孔错位，导至抓梁落在闸门导向销上，使到位信号未发而抓梁实际钢丝绳下长并发生缠绕，损坏抓梁电缆。（2）2009年元月4日，大花水电站提进水口闸门，发生缠绕，损坏动滑轮。原因是闸门关闭时闸门已到位，但需继续下落400mm才能关闭引水遂洞充水阀（闸门充水阀直径ø400mm），而充水阀卡涩，造成钢丝绳下长缠绕在动滑轮上，损坏动滑轮。（3）红枫6级电站在落第五孔闸门时钢丝绳下长，提门时缠住滑轮组，把钢丝绳拉断。2.1.2原因分析根据以上事故经过分析，发生闸门钢丝绳下长的主要原因有：（1）闸门信号发生故障或其它原因造成信号不能准确反映闸门位置，因此发生闸门钢丝绳下长造成钢丝绳和闸门吊具缠绕。（2）闸门操作人员经验不足造成闸门钢丝绳下长。（3）闸门操作人员在操作时注意力不集中或操作不熟悉造成闸门钢丝绳下长。（4）闸门操作指挥人员指挥失误造成闸门钢丝绳下长。（5）其它因素。2.1.3闸门下长缠绕动画示范，见附件。3需解决问题在钢丝绳下长后不发生钢丝绳缠绕在动滑轮组、吊具、闸门其它部件。4处理方法4.1保护拦装置方案在滑轮组与闸门连接处设钢丝绳防缠绕装置，使钢丝绳不能随意到处乱窜，将下多的钢丝绳控制在在保护拦外，起吊时保持有规律的旋转，不缠绕在滑轮组保护罩和装卸轴上。大花水电站中孔检修闸门、进水口闸门充水阀在闸门上，其控制由吊具开、关（在闸门到位后中孔吊具继续下300mm,，进水口闸门下400mm），考虑到防缠绕装置需自由活动，在装置立柱部分加装套管活塞（见图一），使充水阀开、关自如。4.2加装闸门防缠绕装置校果；闸门防缠绕装置加装（图二）后，我们对闸门在水上多次进行钢丝绳下多试验（图三），钢丝绳如何旋转都不会对吊具产生缠绕，后又进行水下试验（闸门下水深度63m）三次，钢丝绳依然如图三所示，充水阀关闭、开启正常，达到预期校果，防缠绕装置加装成功。图一：立柱套管。立柱套管活塞方式示意图图二：加装的防缠绕装置。图三；加装防缠绕装置后钢丝绳下长图。5总结通过加装闸门防缠绕装置，解决了因各种原因使钢丝绳下长产生的缠绕问题，能安全顺利的起吊闸门，对保障水电站的防汛安全和可靠运行具有重要意义。希望能为其他水电站预防和处理深水闸门钢丝绳缠绕问题提供借鉴经验。作者：杨运欣（1963----）男，水轮机检修技师，1982年参加工作后一直从事水电厂工作。6附；大花水电站简介、缠绕发生动画示范大花水电站简介大花水电站位于清水河中游，支流独木河河口下游约2.6km处，是一座以发电为主，兼顾防洪及其它效益的综合水利水电枢纽。电站距开阳县距离89km，距福泉市47km，距瓮安县57km，距贵阳市98km，具有地理位置优越，交通方便的特点，在贵州电网负荷中心之内，接入系统方便。电站建成后，在电力系统中主要承担调峰、调频、事故和负荷备用，提高贵州电网的保证出力及供电质量。水库建成后，可较大幅度地提高清水河干流的径流调节能力，增加下游梯级电站效益。大花水水电站正常高水位868m，相应库容2.51亿立方米、总库容2.765亿立方米，死水位845m，调节库容1.355亿立方米，坝址多年径流量为24.1亿m3，库容系数0.056，具有季调节能力；电站装机容量200MW，多年平均发电量7.38亿kW.h，保证出力40.5MW，装机年利用小时数4014h，经福泉变220KV系统接入贵州电网。大花水电站由贵州乌江清水河水电开发有限公司投资开发修建。工程于2004年1月8日开工，2007年8月16日下闸蓄水，2007年11月21日两台机组同时发电，投入商业运行。。