短行程閘瓦制動器的技術(shù)革新

顧勇

一、工程概況

江蘇省泰州引江河工程主要由泵站、節(jié)制閘、送水閘、調(diào)度閘、船閘以及110KV專用變電所組成。其中，泵站共有九臺機(jī)組，每臺機(jī)組功率為2000KW，采用雙層X型流道，每臺機(jī)組設(shè)置4扇平面鋼閘門，通過閘門調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)300m3/s的抽引、抽排和160m3/s的自流引江。每臺機(jī)組配有4臺啟閉機(jī)，分別用以控制主機(jī)上下游兩側(cè)上道門、下道門的升降，啟閉機(jī)型號為：QPK-2×160。QPK型卷揚(yáng)式快速閘門啟閉機(jī)，是水利水電泵站停機(jī)時用來快速切斷水流，避免出現(xiàn)水流倒流時機(jī)組超速倒轉(zhuǎn)，從而造成主機(jī)軸瓦燒毀的斷流保護(hù)裝置，適用快速下落的平面閘門。

二、制動裝置工作原理

啟閉機(jī)的制動裝置采用短行程閘瓦制動器，型號為TZ2-300/200。機(jī)組停機(jī)時，電氣回路自動接通快關(guān)閘門的直流控制回路（見圖1），抱閘線圈得電，可動銜鐵吸合壓縮主彈簧，推開兩側(cè)的拉桿，打開制動閘瓦，從而將出口側(cè)閘門迅速快關(guān)到底，防止水流倒流引起機(jī)組反轉(zhuǎn)。因此，啟閉機(jī)的工作性能是否穩(wěn)定可靠將直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

圖1 主機(jī)快速閘門控制原理圖（直流回路）

三、運(yùn)行中存在的隱患

主機(jī)快速閘門啟閉機(jī)制動裝置的抱閘線圈是通過直流電控制。高港樞紐泵站采用蓄電池作為直流系統(tǒng)的備用電源，正常工作時直流系統(tǒng)中的蓄電池組處于浮充電備用狀態(tài)，當(dāng)直流屏高頻開關(guān)電源或硅整流裝置交流失電，發(fā)生故障導(dǎo)致直流回路不能輸出直流電源時，蓄電池能及時投入，保證斷路器分合閘、二次回路的儀器儀表、繼電保護(hù)、自動控制裝置、信號裝置、事故應(yīng)急照明和電氣設(shè)備的遠(yuǎn)距離操作等用電要求。

一旦在機(jī)組運(yùn)行時出現(xiàn)全所失電的緊急情況，同時蓄電池組發(fā)生故障，無法輸出直流電源。此時，機(jī)組停止運(yùn)行，出水側(cè)閘門由于啟閉機(jī)制動裝置無法打開而不能快速關(guān)閉，機(jī)組由于上下游水位差產(chǎn)生倒流引起反轉(zhuǎn)，一旦反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過水泵機(jī)組允許的最大轉(zhuǎn)速，輕則燒毀軸瓦，重則損壞水泵機(jī)組，造成嚴(yán)重?fù)p失。

四、解決措施

為確保工程設(shè)備能夠安全可靠運(yùn)行，針對以上問題，通過對制動裝置結(jié)構(gòu)仔細(xì)研究，可采取以下解決措施：

原啟閉機(jī)制動器是通過壓縮主彈簧6，推開兩側(cè)拉桿3、4，從而打開制動閘瓦9、10（見圖2）。

1-絲杠尾部的方頭 2-銜鐵 3、4-拉桿 5-限位螺釘 6-主彈簧 7-副彈簧

8-絲杠 9、10-瓦塊 11-框架 A、B、C螺母

經(jīng)過改進(jìn)后（見圖3），在框架11上加裝一個手動桿12，在失去直流電源，制動閘瓦無法打開的狀況下，提起手動桿12，推動螺母擋塊C，從而壓縮主彈簧6，打開制動閘瓦，使閘門快速下落。同時在手動桿尾端加裝一個限位塊13，當(dāng)手動桿提起后，限位桿將自動卡在框架11的左端頂部，可自動控制手動桿下降。當(dāng)手動桿提到最大行程時，限位桿又可防止手動桿端部與螺紋擋塊滑脫，操作簡單方便。當(dāng)出現(xiàn)故障，運(yùn)行中的機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而閘門又無法自動降落時，現(xiàn)場運(yùn)行人員可以手動操作此裝置打開制動器關(guān)閉閘門，從而避免發(fā)生燒毀軸瓦、機(jī)組損壞等嚴(yán)重事故。

1-絲杠尾部的方頭 2-銜鐵 3、4-拉桿 5-纖維螺釘 6-主彈簧 7-副彈簧

8-絲杠 9、10-瓦塊 11-框架 12-手動桿 12-限位桿A、B-螺母 C-螺母擋塊

五、結(jié)語

此技術(shù)革新，作為一種應(yīng)急方案，為高港樞紐機(jī)組的安全運(yùn)行提供了有效的后備保障，為工程效益的發(fā)揮奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時也為今后的工程管理積累了經(jīng)驗(yàn)。

（作者單位：江蘇省泰州引江河管理處）