顧玉蘭

目前，液壓啟閉機已被廣泛應用于水利工程中，發(fā)揮著重要的作用。上海沿黃浦江各泵閘多數(shù)采用了液壓站集中控制和集成式液壓控制的水閘，同時又分直升式、下臥式、上翻式、旋臥式、直線推拉式大中小型閘門和橋面。沿江閘門作為擋潮口門，承擔著引水排水安全的重大責任，因此在項目技術管理中，特別是應對突發(fā)情況，不能僅停留在尋求廠家解決問題的層面；應當加強液壓啟閉系統(tǒng)的專業(yè)培訓，打造專業(yè)維護搶修小組；認真研究各類閘門液壓啟閉系統(tǒng)，并進行各種故障分析和落實改進措施，才能確保水閘安全運行。

一、工程概況

清水河泵閘位于上海市楊浦區(qū)新江灣城東北角，處于新江灣城緯六河、經(jīng)三河交匯處東側，閘殷路清水河橋西側，其主要功能是防洪排澇和引水調水，也是新江灣城城區(qū)河道澇水匯入黃浦江的主要控制建筑物。泵站配6臺套10kV高壓潛水軸流泵，每臺水泵單機流量5m3/s，葉輪直徑1.150m。配備下臥式平面鋼閘門1扇（節(jié)制閘），高8.25m，寬8m。其中6臺主泵組工作閘門均采用雙吊點油缸啟閉，啟閉控制在液壓站操作。工作閘門采用60kN液壓啟閉油缸，全行程2500mm，液壓缸內徑100mm，閘門啟閉速度1m/min。

1.液壓系統(tǒng)主要參數(shù)

液壓系統(tǒng)主要參數(shù)見表1。

表1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)表

2.泵組工作門工作流程

開機前，一臺油泵啟動：按下對應機組開閘門按鈕，開閘門電磁閥動作，操縱換向閥動作，開啟閘門。由開度儀內置行程開關控制閘門開啟高度，至“全開”位置停止。

停機后，一臺油泵啟動：按下對應機組關閘門按鈕，關閘門電磁閥動作，操縱換向閥動作，關閉閘門。由開度儀內置行程開關控制閘門關閉高度，至“全關”位置停止。

二、問題提出

原閘門啟閉設計的基本思路和原理是正確的，但開度儀內置行程開關缺乏動作的可靠性，安裝以來未能達到預期的效果。清水河泵閘6臺主泵組工作門啟閉在專門配套的液壓站操

作，以往在“關閘門運行”時經(jīng)常出現(xiàn)“頂缸”現(xiàn)象，閘門實際關到位后，能自由活動的油缸會繼續(xù)上頂，造成門槽蓋板傾覆破壞，甚至缸體有（無）桿腔所接壓力油管拉壞，這就相當危險，管理人員需高度警惕。

該閘門啟閉操作時通常由至少3人進行，一人操作，兩人現(xiàn)場監(jiān)護，配備對講機，現(xiàn)場監(jiān)護人員需認真觀察閘門開度及“到頂”情況，如遇油缸到頂未停止繼續(xù)上頂，需通過對講機及時報告操控人員停止“關閘門運行”操作，以防發(fā)生“頂缸”現(xiàn)象而導致設備故障。此工作不僅麻煩而且存在液壓設備安全操作的事故隱患。

三、原因分析

開度儀行程計量方面存在問題，在閘門達到限位時不能自動停止運行。在“關閘門運行”時，當閘門運行到實際“全關”位置，即閘門到達進水流道底板，而安裝在閘門開度儀行程限位裝置中的限位開關XW2（如圖1）不能正確動作。究其原因主要為行程限位調整不準、限位開關本體失靈等。該工作門開度儀采用外置式拉繩開度儀，行程開關安裝在螺桿調適位置，因為包括在設備調試完成后限位不當、閘門油缸大修理后限位不當、加之閘門開度儀行程裝置處于惡劣環(huán)境導致密封損壞等因素，限位開關XW2彈簧銹蝕失靈不能正確動作，中間繼電器K2線圈不能及時帶電，不能利用K2常閉輔助觸點及時斷開啟閉機“關閘門運行”控制回路，因而導致“關閘門運行”繼續(xù)執(zhí)行，產(chǎn)生“頂缸”現(xiàn)象。

圖1 控制回路圖

四、技術改進

針對該閘門啟閉機缸體采用自由活動油缸的型式，一是定期檢查、調整或更換開度儀內限位開關；二是在左右油缸頂部各增設限位開關1只：ZXWL、ZXWR，常開觸頭并聯(lián)于控制回路（如圖1所示紅色加粗部分），以提高當閘門關到位時及時“停止”的可靠性；三是在該閘門門槽兩油缸頂部改裝輕質蓋板（原鋼筋混凝土材質），以便檢查觀察；四是經(jīng)常性檢查或更換失靈的限位開關ZXWL、ZXWR。

開度儀內置行程開關XW2因為檢查不便，但作為行程開關XW2雙重后備保護，即：限位開關ZXWL、ZXWR只要有其中之一動作，就能使中繼K2線圈帶電，其常閉接點就能及時斷開“關閘門運行”控制回路。從而可靠關閉主水泵的工作門，有效地防止了“頂缸”現(xiàn)象的發(fā)生。這樣技術改進的好處在于，完全忽略開度儀內置式行程開關XW2的動作失誤，從而從根本上直接由油缸本體的“頂缸”動作完全停止了“關閘門運行”，加之限位開關ZXWL、ZXWR的并聯(lián)運行，從技術上增加了控制回路的可靠性。

五、改進效果

清水河泵閘6臺主泵組工作門啟閉機，于2017年汛前經(jīng)過以上技術改進后，經(jīng)歷了整個汛期的運行，再未發(fā)生一起“頂缸”故障，使用技術改進手段大大減少了液壓啟閉設備的故障率