（五凌電力近尾洲水電廠，湖南衡陽(yáng) 421127）

0 引言

近尾洲水電廠的泄水建筑物為22孔泄洪閘，采用露頂式。布置于主河床位置，泄洪閘壩段寬度358.2 m，左側(cè)6孔泄洪閘采用平底堰，其孔口尺寸為14m×11.5m，堰頂高程為55.00 m，右側(cè)16孔泄洪閘采用WES堰，其孔口尺寸為14m×9.5m，堰頂高程為57.00 m，中間7～14孔泄洪閘設(shè)置了從閘室至海漫末端23.00m長(zhǎng)的閘墻，并在閘室內(nèi)設(shè)消力池，其屬Ⅳ級(jí)建筑物。泄洪閘工作閘門(mén)啟閉機(jī)械設(shè)備型式為液壓傳動(dòng)雙吊點(diǎn)式，型號(hào)為QHLY－2×800－6.5（16臺(tái)，力士樂(lè)公司生產(chǎn)），QHLY－2×1000－7.8（6臺(tái)，武進(jìn)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)廠生產(chǎn)）[1]。

為保證汛期弧門(mén)的安全運(yùn)行，確?；￠T(mén)啟閉動(dòng)作率達(dá)到100%，2019年通過(guò)對(duì)弧門(mén)液壓管路技術(shù)改造，設(shè)計(jì)一款新型液壓三通球閥，當(dāng)出現(xiàn)某一孔或多孔弧門(mén)現(xiàn)地控制系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障，不能馬上修復(fù)時(shí)，實(shí)現(xiàn)管路切換以達(dá)到與相鄰孤門(mén)連接，作為緊急操作弧門(mén)使用，為弧門(mén)安全運(yùn)行提供有效保障。

1 弧門(mén)液壓管路改造方案確定

1.1 弧門(mén)液壓控制系統(tǒng)互保動(dòng)作原理設(shè)想

以下通過(guò)對(duì)弧門(mén)液壓控制系統(tǒng)的分析，設(shè)想在原有管路上增設(shè)球閥的方式實(shí)現(xiàn)相鄰弧門(mén)液壓控制系統(tǒng)互相操作啟閉。當(dāng)事故弧門(mén)B球閥操作手柄處在0°位時(shí)，2-3段油路連通，1段油路斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)正?；￠T(mén)A油泵向事故弧門(mén)B供油；而正常弧門(mén)A球閥操作手柄應(yīng)處在180°位，1-2段油路連通，3段油路斷，實(shí)現(xiàn)正常弧門(mén)A控制事故弧門(mén)B起落弧門(mén)。正常情況下，弧門(mén)操作手柄一直處于90°位，1-3段連通，2段斷開(kāi)，如圖1所示。

1.2 存在問(wèn)題

為實(shí)現(xiàn)上述22孔弧門(mén)互保液壓控制系統(tǒng)動(dòng)作原理設(shè)想，選型球閥的機(jī)能形式為0°－90°－180°方向管道互流，才能符合設(shè)計(jì)要求。通過(guò)調(diào)查研究，推出以下2個(gè)方案：

方案1：按常規(guī)安裝普通二通球閥，弧門(mén)液壓系統(tǒng)共有1對(duì)鋼管外徑φ18×2.5、φ28×4、φ34×3管路分別通向左、右油缸，要實(shí)現(xiàn)0°－90°－180°方向管道互流的機(jī)能形式，則需在三種規(guī)格的管路上分別加裝3個(gè)二通球閥，22孔弧門(mén)共需安裝396個(gè)二通球閥。對(duì)于安裝這么多球閥，不僅增加大量的工作量，也會(huì)使安裝后的管道接頭漏點(diǎn)大量增加，一當(dāng)接頭泄漏容易造成油污染，也不利于長(zhǎng)期的設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)。

方案2：選擇國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的3KH、4KH或其他多路三通球閥，則機(jī)能形式，達(dá)不到設(shè)想要求，只能滿(mǎn)足0°－90°方向管道互流，如要實(shí)現(xiàn)設(shè)想原理，還應(yīng)再加裝2個(gè)二通球閥，與方案1情況類(lèi)似。

另外，從環(huán)保、設(shè)備安全、工作量、檢修維護(hù)方便等角度考慮，以上2個(gè)方案都不是最理想的。

1.3 解決方案

為解決方案1與方案2存在的許多問(wèn)題，設(shè)計(jì)一款實(shí)現(xiàn)0°－90°－180°方向管道互流機(jī)能形式的高壓三位三通球閥，是問(wèn)題的關(guān)鍵。在球閥前期的設(shè)計(jì)與選型過(guò)程中多方與廠家技術(shù)溝通仍無(wú)結(jié)果，一度使弧門(mén)互保液壓控制系統(tǒng)項(xiàng)目停滯，后經(jīng)與西德福中國(guó)分公司技術(shù)人員協(xié)商交流，同時(shí)咨詢(xún)德國(guó)原廠技術(shù)人員，最終取得設(shè)計(jì)突破。新設(shè)計(jì)高壓三位三通球閥（簡(jiǎn)稱(chēng)高壓三通球閥）從制造成本考慮，新閥體選用國(guó)產(chǎn)LBV型多路球閥碳鋼閥體，球芯由德國(guó)原廠定制加工實(shí)現(xiàn)0°－90°－180°特殊功能通道，閥座材料采用特殊的國(guó)產(chǎn)POM+MOS2，具有自潤(rùn)滑功能，減少球體和閥座的磨損，延長(zhǎng)使用壽命。球閥定型分別與原管路（鋼管外徑φ18×2.5、φ28×4、φ34×3.5）相對(duì)應(yīng)，確定型號(hào)為L(zhǎng)BV-3-1618L0001M-P、LBV-3-2025S0001M-P、LBV-3-2528L0001M-P，如圖2所示。廠家通過(guò)制造樣品進(jìn)行預(yù)裝，閥門(mén)可靠性設(shè)計(jì)和測(cè)試均高于國(guó)外DIN EN 12266 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)開(kāi)啟壽命10萬(wàn)次，400BAR 壓力通過(guò)9萬(wàn)次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿(mǎn)足我方技術(shù)要求，確保項(xiàng)目的安裝質(zhì)量[2]。

新型高壓三通球閥機(jī)能形式為代號(hào)3通球閥 SO926.1，180°位置，3/3 通，可逆流，非標(biāo)型號(hào) 0°－ 90°－ 180°[3]，如圖3所示。

2 弧門(mén)液壓管路改造后效果

2.1 弧門(mén)互保液壓控制系統(tǒng)調(diào)試

在近尾洲水電廠壩頂22孔弧門(mén)液壓控制系統(tǒng)管路上分別加裝新型高壓三通球閥后，項(xiàng)目改造完成后啟門(mén)調(diào)試，調(diào)試結(jié)果能夠滿(mǎn)足在一孔或多孔弧門(mén)出現(xiàn)故障時(shí)，不能立即消缺，可使用備用高壓軟管與相鄰孤門(mén)液壓管路系統(tǒng)連接，可臨時(shí)緊急操作相鄰孤門(mén)啟閉落門(mén)，確保汛期弧門(mén)安全穩(wěn)定運(yùn)行（如圖4所示）。

2.2 改造后弧門(mén)液壓系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)效果圖

如圖5所示。

3 新型高壓三通球閥特點(diǎn)

（1） 新型高壓三通球閥結(jié)構(gòu)形式緊湊、占用空間小，加工前在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際勘察，三通球閥的安裝空間和閥柄操作空間不用更改原有管路布置的原則，施工改造便利許多[4]。

（2）三通球閥可以減少閥門(mén)及管配件的使用數(shù)量，節(jié)省空間，簡(jiǎn)化操作，有效降低成本[5]。

（3）液壓管路改造加裝三通球閥后，在弧門(mén)設(shè)備檢修中，不用采取以前的檢修工藝，檢修前要拆卸管路以排除油缸或油箱的液壓油，檢修容易造成跑油，現(xiàn)在通過(guò)切換三通球閥，阻斷油缸或油箱的油路，檢修比較便利，也非常安全。

（4）新型高壓三通球閥接頭密封形式采用國(guó)內(nèi)外主流的24°錐形密封形式，連接可靠，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，密封性能優(yōu)良。

4 結(jié)語(yǔ)

三通球閥在水電廠氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、調(diào)速器系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛，因其在功能方面表現(xiàn)出的優(yōu)越性能，是其他兩通球閥所無(wú)法替代的，新型高壓三通球閥的設(shè)計(jì)與定型，成功解決近尾洲水電廠弧門(mén)互保液壓控制系統(tǒng)的技術(shù)癥結(jié)，其優(yōu)越的性能主要表現(xiàn)在減少原有設(shè)計(jì)的閥門(mén)及管配件的使用數(shù)量，節(jié)省空間，簡(jiǎn)化操作，有效降低成本。新、老水電廠針對(duì)壩項(xiàng)弧門(mén)互保液壓控制系統(tǒng)改造是從安全出發(fā)的主流趨勢(shì)，而該型三通球閥的功能在其中占有關(guān)鍵位置，在工程項(xiàng)目中可供借鑒與應(yīng)用。