葛洲坝电站门机液压自动抓梁改造

2010-03-13张作诚别行强

大坝与安全 2010年6期

张作诚，别行强

（中国长江电力股份有限公司检修厂，湖北宜昌443002）

0 引言

葛洲坝电站有门机15台，配备液压自动抓梁22套（有些门机配备多个不同用途抓梁），主要用于操作电站平面闸门和拦污栅、泄水闸的平面闸门、以及排沙底孔平面闸门等，部分平面闸门须在水下操作。门机启闭水下闸门过程中，对自动抓梁的可靠性要求极高，葛洲坝门机运行30年来，液压抓梁信号系统都曾进行更新，取得了一定效果。但液压自动抓梁还存在一些不安全缺陷，特别是液压抓梁水下穿销若出故障，将导致闸门启闭失败。

1 抓梁故障分析

门机液压自动抓梁由液压泵站、液压穿轴装置、电缆及信号反馈装置等组成。门机抓梁水下运行中会发生的问题主要有：（1）抓梁水下液压泵站进水，导致电磁阀故障，无法穿退销，液压油进水乳化，液压件受损；（2）抓梁就位传感器和水深传感器易损坏，导致信号异常，无法正常穿销；（3）门机倒换抓梁操作时，抓梁信号插头重新连接后易进水发生短路故障；（4）抓梁在穿销过程中易发生抖动现象等。

以上故障中，液压抓梁换向电磁阀是故障率较高的元器件，其次是抓梁信号插头和各种传感器，再就是液压泵站箱体密封性。

2 抓梁改进思路

按照葛洲坝多次抓梁故障处理经验，要降低门机抓梁操作故障率，首先应减少液压换向电磁阀的故障，最好的方式是取消故障率最高的元件环节。例如，可以采用在门机控制室直接控制抓梁电机正反转的方式，操作双向液压泵，实现抓梁的穿、退销。其效果主要是将换向的方式改变，由水下换向电磁阀改变为水上电气元件直接切换，使水下元器件简单化，从而保证水下少出或不出故障。

当水下液压抓梁出现故障、无法正常退销时，以往是由潜水员在水下将液压油管拆除，用千斤顶将销轴顶出，将抓梁提出水面检修。但作业门槽狭小空间，有时抓梁根本就没有空间放置千斤顶，或者水下空间狭小，潜水员无法进入处理，因此有效解决水下抓梁突发故障，采用切实可行的应急措施，对于电站闸门正常运行至关重要。为此，经过研究和实验，当抓梁水下故障无法排除时，由潜水员携带快速接头的液压软管，与抓梁上配置的应急快速插头连接，再利用地面备用应急液压泵站控制的方式，实现抓梁穿退销。

其次，抓梁就位传感器、位移传感器、水深传感器的配置，要求灵敏度高、防水性能好、机械强度高，能适应水流冲击、高泥沙污物等干扰，并能适应水下40 m深度的工作环境。

改造后的液压系统见图1。

图1 改告后的液压系统Fig.1 Hydraulic pressure system after modification

3 抓梁改进设计

液压站改进设计采用双向复合泵加电动机正、反转的方式，控制液压系统驱动抓梁的销轴移动；改进防水密封盒插座、插头，使其不可能反向和错位插接；防水接线盒内安装浸水传感器、干燥剂和水压传感器；在进出液压销轴油缸的液压管路中增设备用液压快速接头，以备当门机抓梁在水下穿退销故障时，转接地面应急移动液压泵站，完成穿退销处理。

改进后的液压泵站见图2。

图2 改进后的液压泵站Fig.2 Improved hydraulic pump station

另外在抓梁上安装抓梁就位传感器，能在配套显示屏上动态演示抓梁就位过程，并能根据需要进行闸门充水平压的控制。要求显示屏全中文操作、直观醒目，能对门机抓梁的运行状态（如：提升、下落闸门，抓梁穿销、退销等）进行全过程屏幕动态显示，且监控装置具有自检测及报警功能。

4 改造试验及应用效果

液压自动抓梁改进试验从2007年开始，其中，更换了抓梁所有主控水密电缆、控制电缆、动力电缆，更换了抓梁液压系统、抓梁液压穿销信号系统主控柜、抓梁水密插座，加装了抓梁就位传感器、位移传感器、重量传感器、高度传感器、水深传感器，加装了抓梁备用液压快速接头等。

改进后的液压自动抓梁，经过抓梁穿退销试验、高度上下限试验、重量超载试验、抓梁就位试验、抓梁浸水试验、抓梁液压快速接头穿退销试验等一系列试验，抓梁液压系统运行正常可靠。

2007年，首套门机液压自动抓梁系统改进完成，经过两年多运行维护，未出现任何水下故障，经过应用评估，认为液压自动抓梁系统的改进符合设计思路和作业要求。为此，从2008年底起，液压自动抓梁系统改进方案在葛洲坝其它门机上逐步实施。改进后的门机液压自动抓梁，启闭闸门的操作效率大大提高，闸门作业可靠性得到了保障。