新引河進洪閘液壓系統(tǒng)技術(shù)改造

王玉芳，任金剛，姜偉

（海河水利委員會海河下游管理局，天津300061）

新引河進洪閘液壓系統(tǒng)技術(shù)改造

王玉芳，任金剛，姜偉

（海河水利委員會海河下游管理局，天津300061）

新引河進洪閘液壓系統(tǒng)存在不少技術(shù)缺陷，進行技術(shù)改造十分必要。對新引河進洪閘液壓系統(tǒng)技術(shù)改造進行了詳細的說明，并對今后維修養(yǎng)護提出建議。

進洪閘；液壓系統(tǒng)；技術(shù)改造；新引河

1 引言

新引河進洪閘位于天津市北辰區(qū)、永定河尾閭與北運河的匯流處，與北運河節(jié)制閘、永定新河進洪閘共同組成屈家店樞紐，其主要功能是泄洪，防汛地位非常重要。該閘始建于1932年，改建于1994年，改建后設(shè)計總泄量400 m3/s，為胸墻式水閘，分為4孔，每孔凈寬9 m，設(shè)平板鋼閘門，采用液壓系統(tǒng)啟閉閘門。新引河閘液壓系統(tǒng)為一套油泵站系統(tǒng)控制4孔液壓啟閉機，液壓站型號為XYZ-16/46-2× 20-00，啟閉機型號為QPPYI-2×20-7900。

近年來，液壓啟閉機運行不平穩(wěn)，爬行嚴重，左右不同步，且液壓啟閉機端部的頂壓塊在運行時會發(fā)生不同程度的位移，非常危險，給運行管理帶來很多困難。經(jīng)初步分析認為，由于當時國內(nèi)液壓技術(shù)水平較低，不成熟，很多技術(shù)不符合現(xiàn)行規(guī)范標準，新引河進洪閘液壓系統(tǒng)存在不少技術(shù)缺陷：啟閉機的同步采用分流閥等量分流方式，無開度測量裝置，無法實現(xiàn)液壓啟閉機同步糾偏；當時的液壓閥件均為國內(nèi)生產(chǎn)，質(zhì)量較差，且運行了10余年，漏油嚴重，有些是非標產(chǎn)品無法更換；液壓啟閉機導(dǎo)向過短，伸出過長時，容易發(fā)生彎曲。

2 液壓系統(tǒng)檢測

為保證工程安全運行、查清系統(tǒng)存在問題和對缺陷進行有目的性的改造，2008年7月，委托水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗測試中心對液壓缸及液壓系統(tǒng)進行了全面檢測，發(fā)現(xiàn)其存在如下問題：①工作閘門沒有設(shè)置左右強制限位裝置，導(dǎo)致閘門左右偏擺，易造成滑塊脫離軌道；②液壓啟閉機控制系統(tǒng)中沒有設(shè)置左右自動糾偏裝置；③閘門運行是靠液壓油缸柱塞桿頂推而提升，閘門上邊的反向滾輪離閘門上端較遠，導(dǎo)致閘門向下游偏離；④液壓油缸的密封形式采用O形密封、Y形組合，型式陳舊，密封效果較差；⑤液壓油缸的導(dǎo)向套采用尼龍環(huán)導(dǎo)向，且導(dǎo)向面積小，磨損嚴重，造成無法準確導(dǎo)向。

3 改造方案

根據(jù)2008年7月水利部水工金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗測試中心的安全檢測意見和結(jié)論及新引河閘液壓啟閉機存在的問題，按照啟閉機現(xiàn)行規(guī)范要求，采用如下改造方案。

3.1 液壓系統(tǒng)改造

考慮利用原有液壓系統(tǒng)設(shè)備改造難度很大，液壓系統(tǒng)全部重新設(shè)計。液壓系統(tǒng)由1套液壓泵站、8臺液壓啟閉機、液壓管道、電氣控制系統(tǒng)及附件組成。液壓泵站設(shè)有2臺液壓泵組，互為備用。每孔閘門設(shè)有2臺啟閉機。液壓管道獨立給每臺啟閉機供油。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定壓力31.5 MPa；工作壓力16.2 MPa；額定排量25 ml/r；控制電壓DC24 V；動力電壓AC380 V、15 kW；油箱容量1 380 L。

（1）液壓系統(tǒng)原理。閘門運行條件為動水啟閉，閘門啟閉過程要求啟閉機運行平穩(wěn)，無爬行、抖動等不良現(xiàn)象，并能使閘門可靠地停止在任何位置。液壓系統(tǒng)在滿足閘門運行要求的前提下，應(yīng)簡單可靠、易于安裝維修，并有完善的監(jiān)視、測量、控制和保護裝置。液壓系統(tǒng)原理，如圖1所示。

圖1 液壓系統(tǒng)原理

（2）液壓啟閉機設(shè)計。①液壓啟閉機重新進行設(shè)計，主要改進部分為柱塞的動密封和導(dǎo)向裝置。原設(shè)計動密封為O形密封、Y形組合，現(xiàn)在改為進口斯特封和U形組合密封，密封更可靠，運動阻力也更小。原柱塞導(dǎo)向采用尼龍環(huán)導(dǎo)向，現(xiàn)改為銅基金屬導(dǎo)向，導(dǎo)向面積增大，運動更平衡。②新增加銅基刮污環(huán)，保證柱塞表面光潔。③將排氣測壓接頭由原來柱塞桿頂端改到缸體端頭側(cè)面，方便及時排氣及隨時監(jiān)測缸內(nèi)壓力。液壓啟閉機，如圖2所示。

圖2 液壓啟閉機

（3）液壓控制系統(tǒng)。①液壓控制系統(tǒng)主要控制閥件改為進口元件；②每孔閘門新增加了調(diào)速回路、比例糾偏回路，完全保證閘門兩端的同步運行，保證同步運行精度在25 mm以內(nèi)；③提供足夠的壓力監(jiān)測信號，保證液壓系統(tǒng)正常運行。

3.2 閘門導(dǎo)向改造

（1）在閘門的上部增加沿水流方向的導(dǎo)向裝置，防止閘門沿水流方向的偏斜。

（2）對下游側(cè)排架柱的導(dǎo)向座板改造，將原座板拆除，并加寬該座板，并將該座板兼作閘門的側(cè)導(dǎo)向座板，防止閘門垂直水流方向的偏斜。

3.3 電氣控制系統(tǒng)配備

（1）采用PLC自動控制與繼電器手動控制相結(jié)合的方式，實現(xiàn)啟閉機等設(shè)備的監(jiān)視與控制，并可通過通訊協(xié)議與上位計算機進行數(shù)據(jù)通訊（預(yù)留），實現(xiàn)現(xiàn)場自動、手動操作以及遠方集中操作，保證液壓啟閉機隨時處于工作狀態(tài)。

（2）可實現(xiàn)閘門開啟、關(guān)閉、下滑自動回升、左右油缸自動糾偏等功能。

（3）控制系統(tǒng)采用觸摸屏，不但可實現(xiàn)閘門的各種工況操作功能，還可顯示主要的狀態(tài)信息和報警信息等，如控制電源工作、油泵電機工作、閘門全開全關(guān)等狀態(tài)信息和PLC故障、系統(tǒng)壓力、濾油器、油箱液位、電動機回路故障、閘門開度和系統(tǒng)壓力等報警信息。

4 改造效果

系統(tǒng)組裝后，現(xiàn)場進行了聯(lián)合調(diào)試，效果較好。每一孔均進行了全開度啟閉，液壓啟閉機運行平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象；同一孔啟閉機開度差超過6 mm時自動調(diào)整糾偏；啟閉機活塞桿24h沉降量僅為4mm。

5 結(jié)語

液壓技術(shù)近10年得到迅速發(fā)展，逐步成熟。舊的液壓設(shè)備存在不少技術(shù)缺陷，進行技術(shù)改造是十分必要的。液壓系統(tǒng)建成后，要加強對管理人員的技術(shù)培訓(xùn)和培養(yǎng)，制定液壓系統(tǒng)的維修養(yǎng)護規(guī)程，按照規(guī)定進行保養(yǎng)和維修，提高其運行穩(wěn)定性和可靠性。

TV664+.2

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1004-7328（2014）04-0065-02

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.023

2014-03-16

王玉芳（1972-），女，高級工程師，主要從事水文水資源及工程管理工作。