葛 凱， 付 雄 葦

(1.四川省紫坪鋪開發(fā)有限責(zé)任公司，四川 成都 610091；2.華電金沙江上游水電開發(fā)有限公司蘇洼龍(昌波)分公司，西藏 昌都 854514)

紫坪鋪工程沖沙洞事故門無重閉門液壓系統(tǒng)改造

葛 凱1， 付 雄 葦2

(1.四川省紫坪鋪開發(fā)有限責(zé)任公司，四川 成都 610091；2.華電金沙江上游水電開發(fā)有限公司蘇洼龍(昌波)分公司，西藏 昌都 854514)

對紫坪鋪水利樞紐沖沙洞事故檢修門液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，實施并應(yīng)用于長行程、多節(jié)拉桿連接平面閘門的無重閉門檢修工況，不但保障了原有液壓系統(tǒng)在閘門操作過程中的固有安全穩(wěn)定狀態(tài)，而且提高了事故檢修閘在檢修狀態(tài)下拉桿的拆裝速度和穩(wěn)定性，提高了檢修效率，可為類似拉桿連接液壓啟閉平面閘門檢修提供參考。

事故檢修門；液壓管路；無重閉門；拉桿；改造；紫坪鋪工程

1 概 述

紫坪鋪水利樞紐工程位于四川省成都市西北60余km的岷江上游，是一座以灌溉和供水為主，兼有發(fā)電、防洪、環(huán)境保護、旅游等綜合效益的大(1)型水利樞紐工程。樞紐泄洪設(shè)施由兩條泄洪排沙洞和一條沖沙放空洞組成，其中沖沙放空洞進(jìn)口位于進(jìn)水口中間，進(jìn)口設(shè)置一潛孔平面事故檢修門，門葉分為上下兩節(jié)，門葉上方配置加重箱，止水方式為前止水，閘門通過24節(jié)拉桿與液壓啟閉機活塞桿連接，閘門運行的可靠性和穩(wěn)定性對整個樞紐以及下游的安全十分重要。針對該閘門無重閉門工況，筆者對其液壓系統(tǒng)改造情況進(jìn)行了分析。

2 閘門運行工況及其存在的問題

2.1 正常啟閉運行

紫坪鋪水利樞紐沖沙放空洞事故檢修門的啟閉操作由一臺4 000 kN-6.2 m液壓啟閉機完成，該液壓啟閉機由一套液壓缸總成及機架總成、一套液壓控制閥組、一套液壓泵站設(shè)備、一套電控設(shè)備和一套管道及附加設(shè)備組成，其技術(shù)參數(shù)見表1。

2.2 檢修工況運行

根據(jù)沖沙放空洞事故檢修門運行情況，當(dāng)需要對其進(jìn)行大修時，需逐節(jié)拆除拉桿并提升閘門至檢修平臺，此時液壓啟閉機活塞桿與拉桿及閘門解除連接后，需單獨伸出活塞桿進(jìn)行閉門操作以連接下一節(jié)拉桿，此工況為檢修無重閉門工況。

2.3 存在的問題

表1 啟閉機技術(shù)參數(shù)表

紫坪鋪水利樞紐沖沙放空洞事故檢修門門葉、加重箱、拉桿以及換向吊頭合計重達(dá)2 215 kN，考慮到樞紐進(jìn)水口配置的雙向門機最大啟門力為2 000 kN，在檢修無重閉門工況下，閘門的拆裝工作均需用到液壓啟閉機，然而，在原有的液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上已不能滿足該工況的工作效率，因此，針對該閘門檢修無重閉門工況存在的問題，必須對液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，筆者對該改造項目進(jìn)行了分析論述。

3 液壓系統(tǒng)的改造

3.1 液壓系統(tǒng)分析

沖沙放空洞事故檢修門液壓啟閉機液壓原理見圖1。

由圖1可知，關(guān)閉閘門操作的液壓系統(tǒng)運行流程為：電磁閥YV1通電，空載啟動液壓泵電動機組，延時10 s左右，電磁閥YV1斷電，YV2、YV4通電，壓力油打開2.1液控單向閥，液壓缸有桿腔油液經(jīng)1.1調(diào)速閥調(diào)節(jié)閉門速度后進(jìn)入液壓缸無桿腔，同時壓力油經(jīng)3.1順序閥向液壓無桿腔補油。上述閉門操作是依靠閘門、加重箱、拉桿、液壓活塞桿等設(shè)備自重情況下進(jìn)行的，系統(tǒng)供給的油液流經(jīng)順序閥3.1后部分補給于無桿腔，部分經(jīng)單向閥4.1流回油箱。表2為沖沙放空洞事故檢修門實際閉門操作中部分運行統(tǒng)計參數(shù)。

圖1 沖沙放空洞事故檢修門啟閉機液壓原理圖

表2 沖沙放空洞事故檢修門閉門操作運行參數(shù)表

由上述沖沙放空洞事故檢修門閉門運行情況可知，實際運行中閉門速度約為0.4 m/s，結(jié)合表1中的啟閉機參數(shù)以及圖1，可以計算出閉門工況下系統(tǒng)液壓油流經(jīng)順序閥3.1后補給無桿腔的流量q補，根據(jù)差動液壓缸流量參數(shù)計算公式：

(1)

帶入數(shù)據(jù)V閉門=0.4m/s，d活塞桿=0.26m到公式(1)，由式(1)可知：q補=21.24L/min；沖沙放空洞事故檢修門液壓系統(tǒng)油泵為定量柱塞泵，其額定流量為150L/min，由此可見，閉門工況下，液壓系統(tǒng)提供的液壓油少部分補給無桿腔，大部分經(jīng)插裝壓力控制閥5.1和單向閥4.1流回油箱。

綜上所述，閉門操作時，系統(tǒng)供給的液壓油大部分經(jīng)單向閥4.1流回油箱，因原液壓回油管路單向閥4.1處的壓力值小于無桿腔的壓力值，加之沖沙洞事故檢修門液壓啟閉機在無重閉門工況下卸除閘門、加重箱、拉桿負(fù)重，完全依靠活塞桿自重進(jìn)行伸出以連接下一節(jié)拉桿更是非常緩慢，因此，需要對沖沙洞事故檢修門液壓系統(tǒng)管路進(jìn)行優(yōu)化改造，以適應(yīng)事故檢修門大修拉桿拆裝工作的無重閉門工況。

3.2 改造方案

綜合考慮以下因素：改造優(yōu)化后的方案啟用頻率較小，且僅應(yīng)用于沖沙洞事故檢修門大修時的無重閉門工況；鑒于該閘門為前止水，正常運行時應(yīng)保證其原有的運行速度，以確保水封及支承結(jié)構(gòu)在工作段的運行安全，且須保證沖沙放空洞在樞紐防洪供水時能精確投用，這就需要保持原有液壓系統(tǒng)仍能不受干擾地平穩(wěn)運行。因此，根據(jù)上述3.1液壓系統(tǒng)分析，可從系統(tǒng)補給無桿腔液壓油考慮，在圖1中回油管路單向閥4.1前①標(biāo)識處并聯(lián)增設(shè)一壓力控制回路，對系統(tǒng)供給流經(jīng)順序閥3.1后的液壓油形成回油背壓回路，使得系統(tǒng)供給的大部分液壓油能流向無桿腔，以加快活塞桿的伸出速度；為避免改造后的回油管路對日常閘門操作運行穩(wěn)定性造成影響，背壓回路采用與圖1PQT裝置類似的并聯(lián)增設(shè)支路布置型式；同時考慮無重閉門工況的運行頻次較低且檢修工況下對活塞桿伸出速度的精度要求不高，背壓回路選用上海立新液壓DB10-1-50/5型直動式溢流閥。綜上分析，在保障原有液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，從經(jīng)濟、改造方案實施便捷、不對原有液壓系統(tǒng)造成干擾影響的前提出發(fā)，確定實施該改造方案，并聯(lián)增設(shè)回油背壓管路改造實施方案和改造后的液壓回油管路實際圖見圖2。

(a)改造示意圖 (b)改造后的液壓回油管路圖圖2 無重閉門工況改造方案示意圖

紫坪鋪水利樞紐沖沙放空洞事故檢修閘液壓系統(tǒng)管路在完成以上改造項目后，可關(guān)閉如圖2所示的6.1(3331)截止閥，開啟7.1(3351)截止閥，并通過調(diào)節(jié)8.1溢流閥進(jìn)行閘門大修無重閉門操作，既保證了原有液壓系統(tǒng)不受影響，又可滿足該工況下的檢修作業(yè)效率，該改造項目達(dá)到了預(yù)期效果。

4 結(jié) 語

紫坪鋪沖沙放空洞事故檢修門無重閉門工況液壓改造項目的實踐應(yīng)用，適應(yīng)了多節(jié)拉桿連接、長行程平面閘門的檢修工況，改造方案采用并聯(lián)增設(shè)液壓回油支路型式，保留了原設(shè)計液壓回油管路，分別投用于不同工況，原液壓回油管路確保了樞紐閘門的啟閉穩(wěn)定性不受影響，新增設(shè)的并聯(lián)液壓回油管路投用于無重閉門工況，提高了閘門檢修時多節(jié)拉桿的拆卸和安裝效率。同時，改造項目實施工期短、投資小、對液壓泵站設(shè)施設(shè)備干擾??；新老液壓管路獨立運行，操作切換便捷，為同類液壓啟閉拉桿連接式平面閘門檢修的無重閉門操作提供了經(jīng)驗和參考。

葛 凱(1989- )，男，四川仁壽人，助理工程師，碩士，從事水工金結(jié)設(shè)備運行維護技術(shù)與管理工作；

付雄葦(1989- )，男，四川內(nèi)江人，助理工程師，學(xué)士，從事水電工程建設(shè)技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017- 01- 10

TV7;TV737;TV738

B

1001- 2184(2017)04- 0090- 02