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        鹽鍋峽水電站溢流門自動啟閉機(jī)改造及應(yīng)用

        2023-01-04 09:13:32董曉寧張順真
        水電站機(jī)電技術(shù) 2022年12期
        關(guān)鍵詞:溢流壩卷筒啟閉機(jī)

        董曉寧,張順真

        (甘肅鹽鍋峽發(fā)電有限公司,甘肅 臨夏 731601)

        鹽鍋峽水電站位于甘肅省永靖縣境內(nèi)的黃河干流上,距上游劉家峽水電站33 km,下游蘭州市約70 km.電站于1958年9月27日動工修建,1961年11月18日第1臺機(jī)組(4號機(jī)組)投產(chǎn)發(fā)電,1975年11月15日8臺機(jī)組全部建成,總裝機(jī)容量352 MW(8×44 MW),1990年和1998年分別擴(kuò)建了9號、10號機(jī)組,隨后逐年逐臺進(jìn)行增容改造。目前經(jīng)擴(kuò)建增容后至509.6 MW(8×51.2 MW+2×50 MW)。

        1 概述

        鹽鍋峽水電站工程樞紐由右岸溢流壩、左岸擋水壩、壩后式廠房及廠房和壩體之間設(shè)置的110 kV升壓站4部分組成,大壩全長321 m,最大壩高57.2 m,設(shè)計(jì)總庫容量2.20億m3,現(xiàn)實(shí)際庫容4 000萬m3。電站共有6扇溢流壩工作閘門,1扇溢流壩檢修閘門,為露頂式平面鋼閘門,位于大壩右岸,從左至右1~6號依次布置。其中最右岸溢洪道(第6孔)為非常溢洪道,原設(shè)計(jì)規(guī)定1~5孔溢流閘門全部開啟后方可使用第6孔非常溢洪道。

        鹽鍋峽水電站溢流閘門底坎高程1 609.00 m,門頂高程1 620.00 m,壩頂高程1 624.20 m.溢流壩工作閘門和檢修閘門均由 2×62.5/10 t壩頂門式起重機(jī)通過拉桿連接進(jìn)行啟閉,從工作人員進(jìn)入門機(jī)進(jìn)行操作到門機(jī)掛鉤和工作閘門進(jìn)行連接,啟閉過程繁雜,啟閉時間長[1],不滿足溢流門迅速啟閉的要求,對鹽鍋峽水電站防汛度汛工作造成了極大的隱患。2019年底,對鹽鍋峽水電站1~5號溢流壩工作閘門啟閉方式進(jìn)行了改造,增設(shè)固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī),按照1門1機(jī)配置,實(shí)現(xiàn)閘門現(xiàn)地/遠(yuǎn)程自動啟閉操作[2]。改造后溢流工作閘門和溢流門固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)技術(shù)參數(shù)詳見表1、表2。

        表1 1~5號溢流工作閘門技術(shù)參數(shù)

        表2 固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

        2 溢流門啟閉機(jī)的改造

        本次溢流門改造范圍為溢流壩1~5號溢流工作閘門啟閉機(jī),改造新增設(shè)備主要包括溢流壩工作閘門固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)起升機(jī)構(gòu)、鋼支架、平衡梁、機(jī)罩(含專用吊具)、應(yīng)急操作機(jī)構(gòu)及配套的控制系統(tǒng)。

        2.1 起升機(jī)構(gòu)

        起升機(jī)構(gòu)為雙吊點(diǎn)布置,其卷揚(yáng)系統(tǒng)由2套雙聯(lián)卷筒、2套臥式硬齒面減速器、2套工作制動器、2套安全制動器、2臺三相交流變頻電動機(jī)、2套定滑輪組、2套平衡滑輪組以及2套吊具等部件組成。電動機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動減速器帶動雙聯(lián)卷筒轉(zhuǎn)動以卷放鋼絲繩,鋼絲繩通過滑輪系統(tǒng)使動滑輪升降以達(dá)到閘門的啟閉。起升機(jī)構(gòu)主要設(shè)計(jì)特點(diǎn):

        (1)采用全封閉傳動,雙吊點(diǎn)采用機(jī)械同步軸剛性同步控制。

        (2)卷筒采用短軸型式,其中一端卷筒軸經(jīng)滾動軸承支承于軸承座上,另一端通過卷筒聯(lián)軸器與減速器低速軸相連,以適應(yīng)卷筒的安裝誤差和重載變形。

        (3)鋼絲繩的纏繞方式為單層纏繞,卷筒為螺旋繩槽。

        (4)在平衡滑輪座處設(shè)軸銷式荷重傳感器,用于起升載荷的信號輸出。

        (5)高度指示限位器裝在卷筒軸上。高度指示限位器及顯示儀用于上下極限位置控制和顯示閘門的開度。

        (6)減速器高速軸端裝有一套電力液壓塊式制動器,用于工作制動,卷筒一端安裝一臺液壓鉗盤式制動器,用于安全制動。

        2.2 平衡梁

        由于壩頂門機(jī)軌上揚(yáng)程限制,為降低壩頂鋼支架高度,固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)動滑輪直接作為平衡梁上吊耳,吊點(diǎn)間距8 300 mm,下吊耳與工作閘門連接,吊點(diǎn)間距12 700 mm。上下吊耳中心距1 700 mm。平衡梁為箱型截面[3],采用Q345C材料。每臺固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)1根,共5根平衡梁。

        2.3 鋼支架

        鋼支架布置于閘墩頂部,支架基礎(chǔ)板通過化學(xué)錨栓固定,每個鋼支架立柱布置22個直徑24 mm的化學(xué)錨栓,單根保證拉力不低于64 kN。每個鋼支架4個立柱共布置88個化學(xué)錨栓。鋼支架采用實(shí)腹式梁系結(jié)構(gòu)。機(jī)架由頂部結(jié)構(gòu)、立柱和水平連接系等組成。機(jī)架材料采用Q345C。機(jī)架結(jié)構(gòu)按照正常運(yùn)行工況和地震工況計(jì)算,結(jié)構(gòu)應(yīng)力和最大撓度均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

        2.4 應(yīng)急操作機(jī)構(gòu)

        固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)應(yīng)急操作機(jī)構(gòu)型號為MQHGTD—50—CL,為獨(dú)立的設(shè)備,該系列油泵的工作介質(zhì)為L-HM46號抗磨液壓油,冬季換用L-HM32號抗磨液壓油,應(yīng)急提落1~5號溢流門工作過程中連接固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)進(jìn)行使用。

        3 設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)

        溢流門閘門的正常穩(wěn)定運(yùn)行,是保證整個水電站安全的關(guān)鍵,因此,對溢流門啟閉機(jī)設(shè)備的維護(hù),是水電站設(shè)備維護(hù)必不可少的一部分。對于溢流門啟閉機(jī)的維護(hù)保養(yǎng),主要包括以下幾個方面。

        (1)齒輪減速器[4]檢修。對行星齒輪分解、清掃、檢查,保證行星齒輪輪齒完整無損傷,齒面無嚴(yán)重磨損;聯(lián)軸器中心誤差,傾斜度不得超過2 mm/m;同心性誤差為0.05~0.10 mm。

        (2)鋼絲繩及卷筒清掃注油。檢查鋼絲繩無脫槽、打結(jié)、壓傷、斷絲或斷股現(xiàn)象,檢查鋼絲繩螺栓壓板是否緊固,是否有雙螺母防松裝置,油泥清理干凈,潤滑油涂抹均勻。

        (3)機(jī)座檢查處理、除銹噴漆。機(jī)座鋼結(jié)構(gòu)完好,表面清理干凈,露出金屬本色,涂刷紅丹防銹漆,防腐層無流掛、皺皮現(xiàn)象。

        (4)同步軸齒形聯(lián)軸節(jié)分解、清掃、檢查,確保輪齒完整無損傷,齒面無嚴(yán)重磨損。

        (5)對液壓泵站、小推動器檢查。保證液壓泵站內(nèi)無漏油,液壓系統(tǒng)動力泵站內(nèi)部無漏油,內(nèi)部螺栓未松動,推動器上下移動正常,推動器內(nèi)部無漏油。

        (6)制動器檢查,確定制動器上的螺母、開口銷、定位板齊全、無松動,杠桿及彈簧無裂紋,制動輪上的銷釘螺栓及緩沖墊圈齊全、無松動.

        (7)應(yīng)急操作機(jī)構(gòu),在全廠失電或壩頂1~5號溢流門固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)失電且需要緊急提落溢流門時,將應(yīng)急操作機(jī)構(gòu)與壩頂1~5號溢流門固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)進(jìn)行連接,打開換向球閥A和換向球閥B,緩慢打開啟閉機(jī)制動器的手動裝置,觀察溢流門提落狀況。

        4 改造后效果分析

        鹽鍋峽水電站溢流門啟閉機(jī)設(shè)計(jì)改造工程于2019年10月11日設(shè)計(jì)施工,2020年12月25日全部完工。

        設(shè)備改造之前,采用傳統(tǒng)的壩頂 2×62.5/10 t門式起重機(jī)對1~6號溢流閘門進(jìn)行提落。工作過程為運(yùn)行值班負(fù)責(zé)人下發(fā)溢流閘門提落門命令,操作人員接收命令后辦理溢流門提落操作票,投入壩頂門式起重機(jī)電源,檢查各部件正常后在起重指揮人員的指揮下司機(jī)將門式起重機(jī)移至所提溢流門相應(yīng)位置,3~4人同時操作進(jìn)行門式起重機(jī)掛鉤與溢流門拉桿連接,將溢流門提落至運(yùn)行值班負(fù)責(zé)人允許的開度。溢流門提落作業(yè)耗時費(fèi)力且存在較大的安全隱患。

        設(shè)備改造完成后,對各安裝項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際檢測,確定各項(xiàng)安裝指標(biāo)符合規(guī)范中各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。對1~5號溢流門分別進(jìn)行了溢流門啟閉機(jī)閘門現(xiàn)地/遠(yuǎn)程動水自動啟閉操作試驗(yàn),確定溢流門閘門提落正常。溢流門現(xiàn)地提落操作由電氣操作人員配合開關(guān)動作溢流門提落按鈕進(jìn)行起落,機(jī)械維護(hù)人員配合檢查溢流門實(shí)際提落情況,試驗(yàn)確定開關(guān)動作過程與溢流門提落情況一致,遠(yuǎn)程操作過程起升高度精確,控制靈活,閘門同步性良好,5套啟閉機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),液壓系統(tǒng)動力泵工作壓力穩(wěn)定。設(shè)備改造后,現(xiàn)地操作由兩人完成,遠(yuǎn)程操作由集控中心進(jìn)行操作,省時省力且大大降低了作業(yè)安全風(fēng)險。

        5 結(jié)論

        水電站閘門與啟閉機(jī)在我國水利水電建設(shè)行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。鹽鍋峽水電站1~5號溢流門2×800 kN固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的應(yīng)用,提高了水電站大壩的安全穩(wěn)定運(yùn)行管理和防汛應(yīng)急響應(yīng)能力[5],具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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