馬興發(fā)
(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司,四川蒼溪,628400)
亭子口電站機(jī)組取水口在每年3-6月份根據(jù)水位的變化采用分層取水,滿足環(huán)保對(duì)取水水溫的要求,以提高下泄水溫,保持生態(tài)平衡。根據(jù)電站運(yùn)行特性及要求,結(jié)合電站進(jìn)水口的布置情況,利用備用攔污柵柵槽設(shè)置一道隔水疊梁門,疊梁門為板梁式焊接結(jié)構(gòu),滑道支承,疊梁門總高度28m,結(jié)構(gòu)主要材料為Q235B,分成若干個(gè)單元(每節(jié)疊梁高度為2.8m左右)入槽,用以調(diào)節(jié)取水高度以達(dá)到提高下泄水溫的目的。隔水疊梁門采用電站廠房壩段進(jìn)水口壩頂2×1250/1000/100kN門機(jī)回轉(zhuǎn)吊操作。因此,門機(jī)和抓梁的安全性能高低具有重要的意義。在實(shí)際工作中檢查發(fā)現(xiàn)抓梁存在以下問(wèn)題:①抓梁在下落進(jìn)行抓門操作時(shí),無(wú)導(dǎo)向裝置和抓梁到位信號(hào)反饋裝置,在水下工作中,無(wú)法正確判斷抓梁是否正確到位,給吊裝作業(yè)埋下安全隱患;②抓鉤翻轉(zhuǎn)時(shí),完全依靠抓梁的自重實(shí)現(xiàn),無(wú)抓鉤脫開和抓合信號(hào)反饋,在水下工作中,無(wú)法正確判斷抓梁的實(shí)際工作情況;③抓梁在進(jìn)行抓門時(shí),齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中,傳動(dòng)軸剛性不足出線斷裂,無(wú)法正常進(jìn)行疊梁門的抓吊工作;④兩個(gè)抓鉤的重心不在同一水平線上,在抓門時(shí),存在扭曲情況,疊梁門導(dǎo)軌摩擦力矩成倍增加,不能正常依靠門的自重進(jìn)行下落操作。此外,不同的操作人員在進(jìn)行起吊作業(yè)時(shí),對(duì)抓梁抓鉤角度的判斷是不同的,操作的結(jié)果也是不盡相同,沒(méi)有技術(shù)保障。針對(duì)上述問(wèn)題,抓梁自動(dòng)抓取功能的改造和視頻監(jiān)控功能的完善勢(shì)在必行,從而在設(shè)備技術(shù)上實(shí)現(xiàn)起吊工作的安全可靠。
本方案針對(duì)此次改造的具體內(nèi)容和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及其他一些要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)方案。在設(shè)計(jì)最初均考慮到了新系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的安裝、調(diào)試、維護(hù)以及和原系統(tǒng)的接口等問(wèn)題??傮w方案概述如下所示。
(1)取消原機(jī)械桿傳動(dòng)進(jìn)行抓吊工作的方式,增加一套液壓傳動(dòng)裝置和視頻監(jiān)控系統(tǒng),在收到抓梁就位信號(hào)后,由控制室發(fā)出脫開和抓合命令。操作人員一是根據(jù)信號(hào)反饋判斷操作的正確性;二是直接通過(guò)視頻系統(tǒng)觀看脫開和抓合的全過(guò)程動(dòng)作過(guò)程,保障操作過(guò)程的正確和安全。
(2)采用YD-Ⅳ型門機(jī)綜合監(jiān)測(cè)儀作為系統(tǒng)處理的核心。所有信號(hào)部分采用門機(jī)綜合監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行處理。門機(jī)綜合監(jiān)測(cè)儀裝設(shè)在操作室斜前方,以不影響操作人員的視線和便于查看、拆裝為原則。
(3)門機(jī)綜合監(jiān)測(cè)儀采用高分辨率的TFT彩色液晶觸摸屏,主機(jī)無(wú)任何外圍按鍵操作,全中文操作系統(tǒng),所有設(shè)置及翻查菜單采用觸摸方式進(jìn)行,操作非常簡(jiǎn)便。抓梁穿銷、浸水檢測(cè)、高度、重量等信號(hào)的數(shù)值在觸摸屏實(shí)時(shí)顯示。
(4)液晶觸摸屏可對(duì)其控制對(duì)象的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,與主機(jī)構(gòu)成緊湊型設(shè)計(jì)。
(5)采用數(shù)字化通信技術(shù),抓梁各穿銷、就位等信號(hào)經(jīng)我公司開發(fā)的HY-Ⅳ型信號(hào)處理箱處理后,通過(guò)485現(xiàn)場(chǎng)總線與門機(jī)綜合監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行通訊,并通過(guò)門機(jī)綜合監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行處理。
目前,存在以下問(wèn)題:①抓梁在下落進(jìn)行抓門操作時(shí),無(wú)導(dǎo)向裝置和抓梁到位信號(hào)反饋裝置,特別是在水下工作中,無(wú)法正確判斷抓梁是否正確到位;②抓鉤翻轉(zhuǎn)時(shí),依靠抓梁的自重帶動(dòng)齒輪在旋轉(zhuǎn),通過(guò)傳動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)抓鉤的翻轉(zhuǎn),無(wú)抓鉤脫開和抓合信號(hào)反饋,在水下工作中,無(wú)法正確判斷抓梁的實(shí)際工作情況。因此,本次改造將取消這種抓鉤控制方式,安裝一套液壓機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置,即在抓梁就位后,操作液壓閥組,實(shí)現(xiàn)抓鉤和穿銷操作。
基于門機(jī)現(xiàn)有的控制系統(tǒng),在不改變?cè)瓩C(jī)械抓梁整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)械式抓梁進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控改造,使其達(dá)到抓梁穿銷、退銷、重量信號(hào)、開度信號(hào)全過(guò)程線性監(jiān)視,抓梁各傳感器及其輔助接線裝置、動(dòng)力及信號(hào)傳輸裝置防水、密封性能好,整個(gè)抓梁監(jiān)控系統(tǒng)能長(zhǎng)時(shí)間安全、可靠運(yùn)行,使用、維護(hù)簡(jiǎn)便,性價(jià)比高。
(1)增加穿銷同步位移傳感器,對(duì)穿銷運(yùn)行全過(guò)程進(jìn)行檢測(cè),整個(gè)運(yùn)行檢測(cè)值為線性化,因此其實(shí)際顯示時(shí)也對(duì)全過(guò)程監(jiān)視,這樣可以避免運(yùn)行時(shí)許多不安全因素所帶來(lái)的各種隱患。同時(shí)在抓梁穿銷傳感器的外部加裝不銹鋼護(hù)罩,以防水面漂浮物進(jìn)入傳感器運(yùn)行部件導(dǎo)致卡阻或?qū)ζ溥M(jìn)行撞擊,見圖1所示。
圖1 穿銷傳感器走線及運(yùn)行原理
(2)增加開度(高度)檢測(cè)傳感器,選用可靠性高的、測(cè)量精確的原裝進(jìn)口倍加福(P+F)絕對(duì)形光電編碼器。
(3)增加抓梁隨行深水電纜,使用質(zhì)量好、可靠性靠的專用深水電纜和信號(hào)傳輸屏蔽電纜。
(4)增加抓梁防水接線盒及防水插頭/插座,采用新型不銹鋼深水密封防水接線盒(內(nèi)設(shè)浸水檢測(cè),在主機(jī)上自動(dòng)報(bào)警提示),將原抓梁防水插頭/插座改造為進(jìn)口軍工級(jí)專用防水插頭/插座,并對(duì)以上部位進(jìn)行防水密封處理,使之在2MPa大氣壓試驗(yàn)不滲水。
(5)增加一套原抓梁監(jiān)測(cè)主機(jī)系統(tǒng),采用WZ-Ⅳ型門機(jī)綜合監(jiān)測(cè)儀(觸摸屏)進(jìn)行監(jiān)控,在主機(jī)上直接動(dòng)態(tài)顯示抓梁穿銷、閘門開度運(yùn)行的全過(guò)程,提供模擬實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)及運(yùn)行實(shí)際數(shù)據(jù)(絕對(duì)數(shù)值)顯示,抓梁就位及回位、穿銷到位及回位、密封接線盒浸水等報(bào)警(中文及聲光提示),并對(duì)泵站運(yùn)行裝置、主起升機(jī)構(gòu)等進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)控制。如對(duì)主機(jī)信號(hào)處理裝置進(jìn)行擴(kuò)展,可接入主起升重量、高度等信號(hào)一并處理、實(shí)時(shí)監(jiān)控。
(6)將新系統(tǒng)控制輸出信號(hào)直接在聯(lián)動(dòng)臺(tái)并入相應(yīng)保護(hù)回路。
(7)增加水下攝像功能,為了可靠運(yùn)行,安裝了一套水下攝像裝置,通過(guò)抓梁信號(hào)和水下視頻來(lái)共同判斷穿軸裝置的位置,利用視頻裝置對(duì)操作的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。整個(gè)系統(tǒng)由水下攝像機(jī)、水下密封接線裝置、深水傳輸電纜、監(jiān)控主機(jī)構(gòu)成。
通過(guò)本次改造,亭子口電站基本實(shí)現(xiàn)了抓梁的自動(dòng)抓取功能,抓梁各部位運(yùn)行情況都能通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)正確反映,報(bào)警功能正確,水下攝像功能完善,可以清晰地記錄和監(jiān)控整個(gè)穿銷過(guò)程,有效實(shí)現(xiàn)抓梁的自動(dòng)抓取功能。這次抓梁的改造,是一次成功的技術(shù)改造,提高了設(shè)備可靠性。
總而言之,在現(xiàn)階段水電廠生產(chǎn)中,對(duì)起重設(shè)備的性能和視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了較高的安全要求。管理人員要盡量提高起重設(shè)備自動(dòng)控制和監(jiān)控功能,保障作業(yè)人員的安全和工作效率,大量引進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),對(duì)起重設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的改造和應(yīng)用。