某水库泄洪闸启闸超载报警原因剖析及解决方法

2013-08-15任中琪

黑龙江水利科技 2013年1期

任中琪，赵鑫

( 石佛寺水库管理局，沈阳110129)

1 工程特性及启闭机结构组成

石佛寺水库枢纽一期工程是辽河干流上唯一一座大型控制性水利工程，水库总库容1.65 亿m3。拦河主坝为均质土坝，泄洪闸布置在右岸的主河道上，泄洪闸总宽248.5 m，净宽200 m，共设平面双扉工作闸门16 孔，每孔净宽12.5 m。

泄洪闸闸门采用双吊点起吊，其启闭机每套由左右各一台固定卷扬式启闭机组成。左、右启闭机结构相同，左右对称，用中间轴连接，同步运转。每台启闭机由异步电动机带动减速机，经减速机带动卷筒旋转，卷筒上的钢丝绳经吊具上的动滑轮及装在机架上的定滑轮、平衡滑轮，使吊点完成升降。左、右启闭机使闸门的两个吊点同步升降，共同启闭闸门。启闭机卷筒轴的轴承座上及卷筒左、右轴端分别装有荷载测量仪、闸门开度测量仪及行程限制器，与电气装置一起共同组成启闭机测量、控制、保护系统。

2 问题的提出

2010年主汛期间，辽河流域，尤其石佛寺水库上游地区，降雨集中频繁且强度大，使石佛寺水库在防汛调度运行中，闸门启闭的调整十分频繁。在闸门启闭操作过程中，启闭机时常出现超荷载信号报警现象。这一现象不仅为闸门及启闭机安全运行带来隐患，同时也为汛期调度的顺畅执行带来了困难。这就要求水库工程技术人员必须要解决这个问题，并防止此现象的再次发生。

3 原因的剖析

工程技术人员对启闭机和闸门进行检查，综合分析，［1］发现了引起启闭机超荷载现象的主要原因有4个:

3.1 闸门两个吊点的钢丝绳长度差异大

由于单孔泄洪闸宽12.5 m，高10 m，门体自重74 t，两吊点的钢丝绳虽然材质、规格相同，但是经过几年的运行，拉伸长度产生差异。当两吊点钢丝绳的长度差达到一定数值后，启闭机启闸时，虽经过同轴连接形成同步卷线，也会形成两个吊点提升高度不一致，产生偏差。这一偏差导致使闸门左右门边框与门槽不能保持平行，相互产生摩擦。摩擦力叠加闸门自重后的数值会超过启闭机设定的荷载警报值而发报警信号。

这个现象通过外观检查可以鉴别: ①左右启闭机所显示的荷载数值存在差异，钢丝绳短的一侧启闭机的荷载数值明显大，并且大于荷载报警值，当数值达到停机值时，闸门启闭机停止运行。②检查闸门两吊点的水平高度，会发现有高度差值。③从检查闸门左右边框与门槽间的间隙，可看到一侧间隙明显大，而另一侧几乎没有间隙。

3.2 闸门滑轮卡涩或故障

为提高启闭机效率，减小电机功率，石佛寺水库泄洪闸启闭机采用了动滑轮组和定滑轮组及平衡滑轮来分担和平衡闸门启闭时的重量。当滑轮组中某一个滑轮因轴承碎裂或线槽变形而出现卡涩或不转时，故障滑轮会失去部分分担闸门重量的功能。故障滑轮增加钢丝绳与滑轮间的滑动摩擦力，使启闭机提升闸门时故障侧的荷载值超过荷载报警值。现场表现除了荷载数值增高外，会发现滑轮组中有转速慢或不转的滑轮，严重时会伴有钢丝绳摩擦声和滑轮转动的摩擦声。

3.3 双扉门上、下扉门间对准销中心距不相同

石佛寺水库泄洪闸的结构为上下开闭的双扉门结构，若需要将泄洪闸闸门的开度开到大于下扉门全开高度时，下扉门全部开启后，利用安装在下扉门的上门边背部，门左右两侧的两个圆锥形尖凸顶入上扉门门后相应位置的圆锥形凹槽中，随着下扉门的继续提升，顶起上扉门一同开启。这种双扉门的结构要求上扉门与下扉门的对准销与销孔( 尖凸与凹槽) 中心距必须相同，对准销与销孔在顶入时要严密，完全顶入，没有偏差。若在顶入时有偏差，会使下扉门的对准销尖凸顶在下扉门对准孔的圆锥凹槽的锥面上，从而产生横向分力，使受力方向所指的闸门边框对门槽形成压力。随着闸门的提升在闸门边与门槽间产生摩擦力，启闭机提升荷载增加，当这种摩擦力增加到一定数值时，便发出警报信号，往往伴有刺耳的金属摩擦声。

3.4 闸门左、右启闭机电机中间连接轴安装偏差

为达到闸门的两个吊点同步升降，石佛寺水库每孔闸门的左、右启闭机电机间采用同轴连杆式的中间轴来满足电机同步启动，卷筒同步运转。中间轴两端的对轮通过多个螺栓分别与两台电机输出轴的对轮相连接，当其中一台电机需要检修时，先要拆开其与中间轴的对轮螺栓，才能完成电机的移位检修。反之，安装电机时，一定要保持原螺栓孔连接，这样才能保证双吊点的同高度。若在电机安装时因中间轴对轮与电机对轮的螺栓孔错位，螺栓无法安装而转动中间轴或转动减速机输入轴来满足安装螺栓条件，会使两吊点高度产生差异，在闸门提升时出现同双吊点钢丝绳长度有偏差时一样的超荷载警报现象。