水口水電站溢洪道事故檢修閘門動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)

1、水口水電站溢洪道事故檢修閘門動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)水口水電站溢洪道事故檢修閘門動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)水口水電站溢洪道事故檢修閘門動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)閩江i程局(福州350003)陳仰熙tfi/【摘要1介紹試驗(yàn)情況,由于持住力大大超過(guò)原設(shè)計(jì)值,造成門機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)過(guò)負(fù)荷破壞,提出了面板水封均在下游側(cè)的檢修閘門,動(dòng)水關(guān)閉時(shí)持住力計(jì)算方法,和減少持住力的設(shè)想.廿i董陵連【關(guān)鍵詞】旦衛(wèi);墊壟羞圃試駐;塹l水el水電站溢洪道事故檢修閘門,為露行情況.頂式定輪閘門,面板水封均在下游側(cè),孔口凈寬15m,設(shè)計(jì)水頭22.345m,閘門分三節(jié),由手動(dòng)大肖子連接,總重227t,設(shè)計(jì)由壩頂2160t門式啟閉機(jī)啟閉,靜水起門,動(dòng)水下降,作為溢洪道弧形

2、閘門檢修或事故時(shí)的保護(hù).門式啟閉機(jī)的額定負(fù)荷2160t是按檢修閘門動(dòng)水下降的持住力來(lái)設(shè)計(jì)的.由于弧形閘門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)是接力式的,一次行程為2+8m,如果啟閉機(jī)在關(guān)閉過(guò)程故障,關(guān)不到底,一時(shí)修不好,將造成大量棄水,這時(shí)有必要事故檢修閘門動(dòng)水關(guān)閉.一,試驗(yàn)方法溢洪道檢修閘門動(dòng)水關(guān)閉試驗(yàn)于1997年5月20日上午進(jìn)行,當(dāng)時(shí)水庫(kù)水位61m,試前溢洪道弧形閘門已由水口電廠動(dòng)水開(kāi)閉試驗(yàn)正常,壩頂2160t門機(jī)于1月31日做了400t靜載,325t動(dòng)載試驗(yàn)正常,經(jīng)與水口電廠商議,試驗(yàn)時(shí)弧形閘門開(kāi)度為4.2m,由安裝公司用壩頂2160t門機(jī),把溢洪道檢修閘門組裝在1溢洪道上,由水口電廠開(kāi)啟1弧門到開(kāi)度4.2m,

3、由安裝公司指揮,水口電廠操作門機(jī),動(dòng)水關(guān)閉溢洪道檢修閘門,在操作室監(jiān)視持住力變化,在壩頂監(jiān)視閘門運(yùn)68二,試驗(yàn)過(guò)程門機(jī)主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)破壞情況1.持住力變化:溢洪道檢修閘門入水前負(fù)荷表單鉤顯示98.7t,門重為227t,應(yīng)顯示113.5t,顯示偏小15t.入水后開(kāi)始緩慢上升到1lot,120t到170t上升較快,170t以后已來(lái)不及記錄,最大值為270t2.閘門下降開(kāi)始平穩(wěn),直到離底檻約2m時(shí),持住力為230t,發(fā)生較強(qiáng)烈的振動(dòng)爆裂聲,接著門機(jī)小車上流下來(lái)大量機(jī)油,此時(shí)閘門快速下降到底,并切斷水流,僅右下角有少量漏水.門機(jī)司機(jī)聽(tīng)到第一次爆裂聲后即停機(jī),但無(wú)濟(jì)于事,閘門仍快速下降,閘門到底后,門機(jī)小車

4、仍然轟鳴,爆裂聲,并有碎玻璃落下.3.檢查門機(jī)小車,發(fā)現(xiàn)主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)左,右齒輪箱和電動(dòng)機(jī)底部均破裂,機(jī)座拉裂變形,右側(cè)制動(dòng)器破壞,聯(lián)軸節(jié)脫開(kāi),右齒輪箱固其右側(cè)開(kāi)敞式小齒輪被鋼絲繩繞住而吊起,鋼絲繩仍有十多圈在卷筒,但左側(cè)是反卷的,右側(cè)是正卷的,靠近固定端的一大段被繞到卷筒與其軸承之間和小齒輪上,且被開(kāi)敞式齒輪咬斷,開(kāi)敞式齒輪因此被局部磨損.卷筒上固定鋼絲繩的壓板有二塊螺釘被拉斷有幾塊玻璃窗被打破.電阻少量被打變形1998拒水電站機(jī)電技術(shù)第l期三,原因分析和結(jié)論壩頂2160t門機(jī)的額定負(fù)載值,是因動(dòng)水關(guān)閉溢洪道事故拉修閘門時(shí)的設(shè)計(jì)計(jì)算持住力小于320t為依據(jù)的.現(xiàn)實(shí)際測(cè)量持住力為2(270+15)

5、一570t,320t的1.78倍,因此門機(jī)主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)因載荷大大超過(guò)其設(shè)計(jì)能力而破壞.現(xiàn)有的溢洪道檢修閘門因動(dòng)水關(guān)閉時(shí)的實(shí)際持住力超過(guò)門機(jī)的設(shè)計(jì)能力,造成了門機(jī)的破壞,因此不能進(jìn)行動(dòng)水關(guān)閉.需要對(duì)閘門或門機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改,使其持住力小于門機(jī)的設(shè)計(jì)能力.四,持住力的分析ftg+ws+pxpstzd+tzs)式中r一持住力.實(shí)際測(cè)量為570t;w一作用在閘門上的水柱重量面板水封均在下游側(cè)的閘門,應(yīng)考慮作用在閘門底部主梁的腹板上,當(dāng)閘門在關(guān)閉時(shí)其高程為43.555m,當(dāng)水位為61m,水柱h一6143.555l7.445m,閘門主梁承壓面積a=30.8993m.;ws一7hal7.44530.899353

6、9t;g一閘門自重.為227t;px一下吸力,面板水封在下游時(shí)應(yīng)為0ps一上托力,面板水封均在下游時(shí)應(yīng)為接近關(guān)閉時(shí),閘門底部主梁下水流向上的壓力,即水流的壓力底梁面積,即ps=ap.根據(jù)流體的能量守恒定律:對(duì)于同一高程的水平水流來(lái)說(shuō)hp1/7+z+v./zg+hwpl/7=h-zv./2丘一hwh一最大值為壩上水位到底粱之問(wèn)的水頭,為l7.445m.v./2窟:h,為流量番數(shù)取0.85ih,一取最大值為壩上水位到底梁與底檻之間的水頭,以計(jì)算平均流速.h一61一(43.555+42.655)/217.895m此時(shí)z0v/2g=0.85.17.895=12.929mp/7=17.44512.929

7、1.q63.74mpsap130.89933.74=i15.563ttzd=p/r(f.r+f)一滑動(dòng)支承摩阻力p一1/27hsb凸一l/218.17.15.4=2542t一作用在閘門上的總水壓力r一40eraf.一0.irllcmf一0.1cmt一2542/40(o.1兒+0.1)7626ttzsf.p一止承摩阻力.f30.2op船b囂一18.0.03:9.72ttzs一9.720.21.944tg+ws+pxps一(tzd+t)=227+539115.56一(76.26+1.944)一572.24570t實(shí)際測(cè)量值,說(shuō)明以上分析是符合實(shí)際的.五,閘門減少持住力的設(shè)想從以上分析.想減小持住力,只有減少閘門的水柱重量ws,為使持住力小于320t,w應(yīng)減步570320=250t,即ws一539250289tws=7ha,只有減少h,當(dāng)w=289t時(shí),h=ws/ta=289/30.8993=9.353m,即水柱的承壓面提高到61-9.353=51.647m.若把中下兩節(jié)門葉上游面密封,把中節(jié)門頂主梁腹板高程53.73m,作為承壓面則53.7351.6