淺談石梁河水庫南泄洪閘液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的弊端

劉成高 姜士春

石梁河水庫管理處 江蘇 連云港 222323

石梁河水庫南泄洪閘于1999年開工建設(shè),2001年初投入運(yùn)行。近二十年的運(yùn)行情況顯示,現(xiàn)采用的液壓系統(tǒng)控制方式存在著很多不合理的地方。下面就存在的幾種弊端做簡單的探討:

一、方案的設(shè)計

從南泄洪閘的設(shè)計原理圖與實(shí)際運(yùn)行情況來看,采用的是柱塞泵作為動力來源將液壓油從壓力油箱泵出然后通過一系列的閥組調(diào)節(jié)壓力值,來操作雙作用油缸從而實(shí)現(xiàn)閘門的啟閉任務(wù)。

設(shè)計圖中可以看出,閘門提升時通過控制9與10 這兩組電液控制閥使油液進(jìn)入二通手動調(diào)速閥11(通過調(diào)速閥上的旋鈕調(diào)節(jié)油液的流量大小控制閘門的啟閉速度),然后通過電磁控制閥13(糾偏閥)進(jìn)入油缸的有桿腔,推動活塞向上運(yùn)動(同時無桿腔的油液流回油箱)。閘門下降時,電液控制閥9、10動作,油液進(jìn)入液控單向閥(使有桿腔的油液可以在落閘時沿升閘時的路徑順利流回油箱),閘門在自重的情況下,油箱的液壓油進(jìn)入無桿腔,同時有桿腔的壓力油回到壓力油箱。

然而我們在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn),設(shè)計方案存在著明顯的漏洞,那就是當(dāng)現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)突然嚴(yán)重故障時,沒有備用的通道將壓力油送進(jìn)壓力油缸,這樣我們就無法在緊急情況下完成閘門啟閉任務(wù)。

南泄洪閘液壓系統(tǒng)在使用初期,可以實(shí)現(xiàn)自動化控制,左右油缸誤差值在2cm 時,電磁控制閥13動作(泄壓)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)促使左右缸同步運(yùn)行,閘門運(yùn)行平穩(wěn)。隨著年限的增加,設(shè)備逐步老化(尤其橡膠密封件),加上使用頻率較低,油缸不同步情況明顯加劇。在自動糾偏過程中閘門長時間停止某一位置不動,無法實(shí)現(xiàn)閘門正常啟閉,造成不能順利開閘泄洪。

2018年8月,石梁河水庫建成以來第一次達(dá)到行洪流量最大值(出庫流量達(dá)到4080立方米/秒)。南泄洪閘在無法實(shí)現(xiàn)左右油缸同步運(yùn)行的情況下,通過手動方式強(qiáng)行提閘泄洪。其中6號閘在開機(jī)過程中出現(xiàn)較大傾斜,通過多次調(diào)節(jié)二通手動調(diào)速閥(流量控制閥)才將閘門調(diào)節(jié)到正常位置。但流量控制閥可調(diào)節(jié)的幅度值畢竟有限,當(dāng)短時間內(nèi)閘門左右開度值出現(xiàn)嚴(yán)重的差值時,便沒法通過調(diào)節(jié)左右油缸液壓油的流量值大小來實(shí)現(xiàn)同步。

因此,南泄洪閘液壓系統(tǒng)應(yīng)該重新設(shè)計備用方案,在原有的液壓系統(tǒng)上增加備用的油路通道,以備緊急情況下實(shí)現(xiàn)閘門在粗獷的純手動操作方式下完成啟閉任務(wù),確保工程安全運(yùn)行,保障下游連云港市區(qū)的安全。

二、維護(hù)的難度

南泄洪閘閘室底板高程17.5米,壩頂高程31.5米(公路橋),整個閘室從上到下14米的高差中沒有設(shè)置任何攀爬設(shè)施與維修工作平臺。

密封件在液壓系統(tǒng)中占據(jù)著極其重要的作用。南泄洪閘的液壓系統(tǒng)密封件的更換是南泄洪閘管理的常態(tài)化工作。

壓力油缸布置于閘室內(nèi)兩側(cè)的閘墩上。每次更換高壓油管密封件時都采取半空懸掛吊框的方式進(jìn)行(吊框懸于公路橋混凝土護(hù)欄上),維修人員在作業(yè)時即使穿戴好勞動防護(hù)用具(夏季高溫時安全帽是無法佩戴的)面對十幾米高的閘室底板也仍然是心驚膽戰(zhàn),毛骨悚然。操作時,作業(yè)人員在狹隘的吊框里工具使用起來非常不得力,通常情況下緊固一孔閘門高壓管道的密封件就需要將近半天的時間。對于壓力油缸內(nèi)泄漏問題只能將油缸拆下返廠大修(2014年10月已對壓力油缸進(jìn)行過大修處理)。

工作橋位置的壓力管道并行布置于混凝土槽中,油管間的間隙不足2cm 寬(有些地方不到1cm),管道架設(shè)于倒U 型扁鋼上,槽中除管道向閘墩分支處沒有設(shè)置任何排水口。維修人員在更換管路接頭密封件時非常困難(因?yàn)楣艿篱g間隙太小沒有工具的工作空間),需要兩三個人先打開沉重的混凝土蓋板后再進(jìn)行作業(yè)。長期置于幾乎全封閉的混凝土槽中,高壓管道銹蝕嚴(yán)重,更是增加了維護(hù)的成本與人力。目前低壓管道也到了需要全部更換的程度。

如此費(fèi)時費(fèi)力的維修作業(yè)方式必將無法保證在上游突然下泄大流量洪水的情況下南泄洪閘能夠及時啟閉操作。

因此,針對目前南泄洪閘液壓系統(tǒng)維護(hù)方面出現(xiàn)的各種耗時耗力的不利情況,應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計安全、便捷的維修措施以保證南泄洪閘在特殊情況下不因設(shè)備的維修問題影響工程的安全運(yùn)行。

三、維護(hù)的成本

南泄洪閘液壓系統(tǒng)已運(yùn)行近二十年,設(shè)備老化與零配件的更新?lián)Q代是目前我們工作中面臨最大的困難。

2016年閘門自動控制系統(tǒng)中使用的em231模塊燒毀需要更換,市場上買不到相同的型號也配不到類似的替代品,只能與供應(yīng)商協(xié)商定制,增加了維修成本也延長了維修期限。

二通手動調(diào)速閥因使用年限太久,閥芯無法正常調(diào)節(jié),幾經(jīng)周折聯(lián)系到原生產(chǎn)商請求他們?yōu)槟闲购殚l特別定制了22只(其中2只備用)。

2017年重錘式閘門開度儀傳輸數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確甚至是錯誤數(shù)據(jù),造成啟閉閘門時無法獲取可靠的數(shù)據(jù)。市場上無法購買相同產(chǎn)品(已淘汰),經(jīng)向上級部門請示同意定制了二十套傳感機(jī)構(gòu)。

2018年所有液壓站閥組進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),發(fā)現(xiàn)有幾只電磁閥不能正常工作,決定購買更換。結(jié)果該產(chǎn)品在2014年就已經(jīng)被市場淘汰,且沒有與之功能相近的替代品。無奈之下幾經(jīng)周折才請來專業(yè)的有經(jīng)驗(yàn)的維修師傅進(jìn)行修理,暫時恢復(fù)了該電磁閥的使用功能。

面對以上所述的維修中出現(xiàn)的各種無法購置或者替換的設(shè)備,只能尋求相關(guān)的生產(chǎn)商,大大地增加了維修成本。

針對上述幾方面的問題,重新考慮石梁河水庫南泄洪閘閘門的啟閉控制方式現(xiàn)如今已成為非常值得我們深思的重要問題。畢竟它承載著重要的泄洪任務(wù),更是承載著下游連云港城市的安全重任!