摘要:本文對(duì)五強(qiáng)溪船閘人字門在運(yùn)行過程中及檢修后投運(yùn)初期出現(xiàn)的振動(dòng)現(xiàn)象形成的原因進(jìn)行了分析，并對(duì)相應(yīng)對(duì)策進(jìn)行了研究和探討。

關(guān)鍵詞:人字門;振動(dòng);背拉桿

1 引言

湖南五強(qiáng)溪水力發(fā)電廠位于沅水中下游湖南省沅陵縣境內(nèi)，上距沅陵縣城90公里，下距湖南常德市108公里。電站裝機(jī)總裝機(jī)容量為1200MW(5×240MW)。五強(qiáng)溪船閘為高水頭單線連續(xù)三級(jí)船閘，船閘一、四閘首工作門采用的是人字閘門，二閘首采用的是雙扉門，三閘首采用的是下沉門。人字門由門體、背拉桿、頂?shù)讟?、支枕墊塊、水封等部件組成，門高23.0m，單扇門葉寬度7.6m，重量2×82.3t，設(shè)計(jì)總水壓力為2×16940KN。人字門門體系橫梁式平面閘門，采用分段式支、枕墊，支承座對(duì)應(yīng)于橫梁中心布置，采用澆注環(huán)氧砂漿墊層調(diào)整接觸間隙。閘門底止水布置成多邊形，門軸柱采用兩道橡膠止水裝置，第一道為P型水封，第二道為Ω水封。頂部設(shè)有導(dǎo)卡裝置，底部設(shè)有限位裝置，底樞設(shè)有自動(dòng)供油系統(tǒng)。門槽埋件包括頂樞拉桿支座、底水封座、枕墊支承柱、側(cè)止水座及底樞基座。

2 門體振動(dòng)描述

五強(qiáng)溪船閘人字門運(yùn)行過程中及檢修后運(yùn)行初期曾出現(xiàn)門體振動(dòng)現(xiàn)象，具體情況如下:

人字門門體在開、關(guān)過程中出現(xiàn)不同程度的振動(dòng)，在關(guān)門到位的瞬間振動(dòng)較明顯;人字門門體振動(dòng)隨天氣變化情況發(fā)生變化，溫度較高，日光直射在人字門上時(shí)振動(dòng)較嚴(yán)重;門體在充、泄水過程中某一個(gè)水位段出現(xiàn)振動(dòng)。

3 振動(dòng)原因分析

3.1 油缸運(yùn)行不暢

人字門更換底樞設(shè)備后，門體高程發(fā)生了變化，導(dǎo)致油缸缸體與活塞桿出現(xiàn)蹩勁、爬行現(xiàn)象可能致使人字門運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng);油缸密封使用年限已久，出現(xiàn)損壞，使油缸運(yùn)行不穩(wěn)定，也可能導(dǎo)致人字門振動(dòng)。

3.2 支枕間隙過小

人字門檢修后，支枕間隙未進(jìn)行檢測(cè)及調(diào)整，且受環(huán)境溫度的影響，支枕間隙產(chǎn)生變化，局部支枕間隙小于設(shè)計(jì)間隙，在關(guān)門到位前，支枕墊塊發(fā)生接觸并伴有卡阻現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬間門體跳動(dòng)及異響，且該現(xiàn)象在同一開度行程開門時(shí)也會(huì)發(fā)生。

3.3 水封漏水

人字門水封漏水，產(chǎn)生側(cè)縫射流等不良水流形式，這些側(cè)縫射流等水流形式與下游紊動(dòng)水流匯合后在門側(cè)形成了自激振蕩，該振蕩頻率隨船閘閘室充、泄水不斷發(fā)生變化，其頻率接近門體固有頻率后，便產(chǎn)生門體共振。

3.4 背拉桿松弛

人字門背拉桿應(yīng)力松弛后，門體剛度降低，同時(shí)背拉桿自身剛度更低，其基頻接近水流脈動(dòng)壓力頻率，因此在水流脈動(dòng)作用下，背拉桿很容易與水流產(chǎn)生“共振”，背拉桿的強(qiáng)烈振動(dòng)反過來拍擊人字門門體并發(fā)出較大聲響，增加門體振動(dòng)。門體振動(dòng)又造成背拉桿松動(dòng)，從而加劇人字門門體的振動(dòng)，形成惡性循環(huán)。

3.5 門體錯(cuò)位

兩扇人字門合攏時(shí)，斜接柱承壓條完全接觸，人字門約束較好，門體剛性大，振動(dòng)可能性較小。若門體錯(cuò)位，斜接柱承壓條接觸情況不良，由于約束減小人字門剛度下降，從而引起門體振動(dòng)的機(jī)會(huì)變大。

4 整改措施及對(duì)策

4.1 油缸問題的解決

人字門油缸的水平測(cè)量，對(duì)油缸吊頭及基座進(jìn)行加墊或研磨處理，確保油缸在運(yùn)行中始終處于設(shè)計(jì)水平狀態(tài)。更換油缸密封，保證油缸運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4.2 支枕間隙調(diào)整

對(duì)支枕墊塊的間隙進(jìn)行全面檢測(cè)及調(diào)整，間隙情況條件允許的話可以考慮通過調(diào)整A、B拉桿來解決間隙問題，間隙情況較差須對(duì)支枕墊逐塊進(jìn)行調(diào)整，直至滿足設(shè)計(jì)間隙要求。

4.3 水封更換

對(duì)人字門損壞的水封進(jìn)行全面更換，保證人字門運(yùn)行中的漏水量符合設(shè)計(jì)要求，從而減少側(cè)縫射流等不良水流形式的產(chǎn)生。

4.4 背拉桿應(yīng)力調(diào)整

據(jù)閘門實(shí)際情況按背拉桿預(yù)應(yīng)力優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，選取了一組合適的預(yù)應(yīng)力值對(duì)人字門背拉桿施加預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力后的人字門基本消除門體在自重作用下扭轉(zhuǎn)變形，并減少門體下垂量，以使門形偏差滿足設(shè)計(jì)要求。并確保人字門在各種運(yùn)行工況下，背拉桿處在受拉狀態(tài)，并有一定的拉應(yīng)力安全余度，同時(shí)門形也要盡量調(diào)整到較小的偏差量。

4.5 門體錯(cuò)位問題解決

將人字門反復(fù)開、關(guān)進(jìn)行多次測(cè)試，確定人字門的最佳關(guān)門的行程整定值，并對(duì)人字門合攏的最佳行程進(jìn)行校正，保證人字門合攏時(shí)的最佳狀態(tài)。且保持五強(qiáng)溪船閘運(yùn)行慣例，控制系統(tǒng)電源不斷，CPU隨時(shí)記憶行程變化。防止斷電后CPU無法記憶因水壓、風(fēng)壓等引起行程變化，導(dǎo)致人字門合攏無法達(dá)到最佳行程位置。

4.6 頂、底樞潤(rùn)滑問題

加強(qiáng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的巡視及維護(hù)，經(jīng)常對(duì)稀油潤(rùn)滑泵進(jìn)行清洗，并定期由船閘運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)頂、底樞進(jìn)行手動(dòng)注油。

5結(jié)束語

人字門運(yùn)行狀態(tài)的好壞對(duì)船閘的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，如何防止人字門振動(dòng)的形成是一個(gè)值得深究的課題，也是確保人字門安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件。