浅谈漫湾电厂1号机组进水口拦污栅改造

浅谈漫湾电厂1号机组进水口拦污栅改造

陆伟陈宇

（华能澜沧江水电股份有限公司漫湾水电厂云南临沧675805）

摘要：本文讲述了漫湾电厂1号机组进水口拦污改造的成功案例，介绍了漫湾电厂1号机组拦污栅运行的实际情况、改造的缘由及意义，给出了改造方案、内容及实施方案，详细介绍了改造的实施流程。

关键词：水电厂；拦污栅；改造

1前言

漫湾水电厂是澜沧江中下游河段梯级规划“两库八级”开发方案中的第三个梯级，是澜沧江上第一个开发的大型水电站，枢纽位于云南省云县和景东县交界的澜沧江中游河段上，距昆明公路里程455km，枢纽左岸是景东县，右岸是云县。水库回水与上游小湾水电站衔接，电站下游与大朝山水电站库尾相连。一期布置5台250MW机组，1993年6月30日第一台机组发电，1995年6月30日五台机组全部投产发电。二期工程1号机组（300MW）于2007年5月18日投产运营，其引水系统布置方式为单机单管，引水建筑物由进水口、引水隧洞、压力钢管等组成。进水口形式为岸边压力墙式，底槛高程EL.970.000m，进水口顺水流方向长44.5m，前缘宽38m，包括预留拦沙叠梁槽段、拦污栅槽段、喇叭口段和事故检修闸门槽段四部分。拦污栅为与水平面成75°夹角的斜栅，拦污栅分四孔，单孔孔口尺寸为6.5m×16.0m（宽×高），设计水头4m，采用滑块支承形式，支承跨度6.8m，设计过栅流速＜1m/s，拦污栅栅叶分四扇，栅底高程EL.968.000m，栅叶总长20m，栅条净距190mm，栅条采用12×120mm普通Q235碳钢，部分螺栓采用1Cr18Ni9不锈钢，串条螺栓及套管采用Q235镀锌钢材。

2设备运行状况

1号机组进水口拦污栅的设计清污方式为清污机清污，为了防止水库中的漂木、树桩、树枝、杂草、垃圾等杂物进入机组进水口影响过水能力，电厂结合1号机组检修契机，定期对1#机组的4扇拦污栅叶进行水下清理，并对拦污栅栅条的锈蚀及松动情况进行水下录像检查。

2014年3月，电厂在对拦污栅进行水下清理检查时发现：4号拦污栅于EL.983.000m高程附近距左侧边墙2m处栅条断裂3根，变形2根，形成尺寸为1.02m×1.20m孔洞一个；4号拦污栅EL.982.000m高程附近距左侧边墙1.6m与距右侧边墙1.8m间16根栅条由于定位钢筋脱位、缺失，导致栅条上端错位。随后安排潜水作业人员采用水下切割、焊接方式对拦污栅破损、松动部位进行了修复加固处理。

2015年8月，电厂结合1号机组C级检修对拦污栅进行了水下清理检查，发现3号拦污栅EL.977.300m处拦污栅串条螺栓、套管锈蚀脱落，导致中间16根（每榀拦污栅32根）栅条松动、错位，破损面积26.39m2；4号拦污栅EL.985.200m、EL.977.300m处栅条限位钢筋及镀锌套管出现锈蚀、磨损、脱落，拦污栅中部16根栅条（每榀拦污栅32根）松动、错位严重，破损面积4.62m2。已采用水下焊接的方式将栅条端部与主梁双面焊接牢固，另使用铁丝将松动栅条与次梁绑扎固定。

3改造的必要性

1号机组拦污栅已运行多年，且由于原设计方案局部不合理，拦污栅条、串条螺栓、U性螺栓等材料和规格选型方面存在部分规格偏小、材料耐腐蚀性能较差，经水下检查，目前拦污栅栅叶串条螺栓锈蚀、脱落严重，U型螺栓处螺母脱离，导致栅条存在松动、错位、变形等现象。由于拦污栅采用机械清污，拦污栅栅叶栅条的松动，易导致清污耙斗卡阻及影响拦污效果。1号机组水轮机采用D399转轮，转轮叶片为X型叶片，叶片厚度较薄，如栅条松脱严重，存在栅条、螺栓、螺母等随高速水流进入水轮机损坏转轮、导叶等重要部件的风险。2015年1号机组A级检修过程中检查发现转轮、导叶均存在冲击痕迹因此，为确保1号机组长期安全运行，对拦污栅进行大修改造是必要的、紧迫的。

4、方案讨论确定

考虑到工程实际，针对1号机组进水口拦污栅当前存在的缺陷提出两种处理方案：

方案一：对拦污栅进行重新设计制造，拦污栅框架采用Q345B碳钢，栅条更换为1Cr13不锈钢，串条螺栓、U型螺栓、螺母等附件采用12Cr18Ni9不锈钢材料。将栅条重新分节，栅条除过渡栅外分为六段制造、安装。使每段栅条均与其所对应的框架基本等长，同时每节框架上的栅条横向分为4段用串条螺栓连接为一榀，每榀栅条可先连接调试好后由U型螺栓直接固定在框架上，每节拦污栅框架两侧安装反向弹性滑块，预压缩量2mm，减少拦污栅运行过程中的震动。通过这样的改造，每节框架与其所对应的栅条自己组成了一个装配结构部件，安装、检修时可将每个孔口内的整扇拦污栅打散拆分为7节（含过渡栅一节），每节间的装拆只需通过拆装上下节间连接销轴及连接板就可实现。且每节都设置了锁定抬肩，可实现整体锁定下节，整体拆除上节；利用1号机组检修期间，先将原拦污栅拆除，后进行整体更换，现场安装工期可按16天控制，不影响1号机组正常发电，且安全风险相对较小。

方案二：结合机组检修时机，将现有4扇拦污栅进行整体提升至上部EL.1002.000m操作平台，对变形栅条、串条螺栓、U型螺栓等进行更换，全面修复后予以回装。此方案需将拦污栅整体提升至上部EL.1002.000m操作平台，由于原设计本拦污栅时从加快制造及安装进度，简化制造、安装程序考虑，将拦污栅栅条除过渡栅外仅分为两段制造、安装（上段7996mm，下段7378mm），单扇栅体本身较重，起重作业施工较为困难，安全风险较高，同时采用此方案需根据拦污栅提升出水的情况确定具体修缮方案，现场修复制安工程量大，修复时间相对较长，4扇拦污栅修复、安装总工期计划需60天，将会对机组的正常发电造成较大影响。

综合技术和经济分析，为有效控制拦污栅栅体的锈蚀破坏，减少后续运行过程中的检修维护工作量，经讨论确定采用方案一予以实施。

5、改造实施

漫湾电厂前期先完成1号机组进水口四套拦污栅的设计及设备制造，结合1号机组检修同步进行更换，更换前由潜水员对旧拦污栅进行整体检查及栅槽清理工作，以保证拆除工作的顺利进行。为确保安全裕度，使用160t汽车吊将旧拦污栅提升至孔口，进行分节拆除。利用汽车吊将新拦污栅在孔口进行组装，下放新拦污栅前由潜水完成拦污栅槽和流道底板清理，新拦污栅拼装下放到位由潜水员进行检查并经验收合格。项目改造未对1号机组正常发电造成影响。

对1号机组进水口拦污栅改造后，有效避免了原拦污栅的锈蚀、破坏，提高了拦污栅的拦污性能，防止因栅叶锈蚀、破损等导致污物进入损坏水轮机转轮、导叶等重要设备，降低了1号机组的运行风险，避免了因主设备损坏造成的重大损失，为机组安全发电、稳发、满发提供了有力保证，安全效益和经济效益显著。

6结语

由于设计缺陷和材料选型问题，近年来，漫湾电厂1号机组进水口拦污栅部分栅条松动、错位，部分栅叶的拦污效果严重下降，利用机组检修期间完成进水口拦污栅改造，彻底解决了该缺陷。鉴于漫湾电厂进水口拦污栅改造的成功案例，建议其它水电厂利用检修期间重点关注进水口拦污栅的运行情况，及时开展清理工作，发现缺陷及时处理。

参考文献：

[1]NB/T35045－2014水电工程钢闸门制造安装及验收规范

[2]SL582-2012水工金属结构制造安装质量检验通则

[3]漫湾电厂1号机组进水口拦污栅改造实施方案