从化市牛心岭拦河坝液压启闭设备运行维护分析及建议

2015-05-30彭永强

企业技术开发·下旬刊 2015年12期

关键词：拦河坝建议

彭永强

摘要：文章针对2013年度牛心岭拦河闸坝在汛期液压启闭设备出现的问题，对液压启闭机的运行情况进行了检查，对运行过程中存在的问题进行了归纳，并对运行管理提出一些建议。

关键词：拦河坝;液压启闭设备;运行情况检查分析;建议

中图分类号：TV871.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）36-0167-03

1 背景概述

从化市牛心岭拦河坝枢纽工程始建于2005年1月，2008年5月完工验收并蓄水发电，枢纽工程开始发挥工程效益，2013年1月枢纽工程通过竣工验收。牛心岭拦河坝正常蓄水位17.50 m（珠基、下同）下的库容为400万m3。

枢纽工程主要由拦河闸坝和发电厂房及管理区三部分组成，分别为：

①拦河坝横截流溪河，总长89 m，共设4孔泄洪闸、1孔冲沙闸，拦河坝顶高程为22.00 m、闸门顶高程17.80 m。拦河坝按50 a一遇洪水设计，过坝流量2 080 m3/s，相应上游洪水位为20.41 m，百年一遇洪水校核，过坝流量2 350 m3/s，相应上游洪水位为21.04 m，工程等级为Ⅱ等，属大（2）型拦河闸坝;

②发电厂房总长32m，设3孔进水闸，发电厂房内安装三台单机1 000 kW共3 000 kW的轴流式水轮发电机组，三台机组发电引水流量为59.8 m3/s，正常发电水头5.5 m，属小（1）型电站，建筑物级别为4级。

③管理区占地33亩，其中管理间共3 000 m2。

拦河闸坝冲沙闸尺寸为宽16 m*高6.8 m，每扇泄洪闸尺寸为宽16 m*高5.8 m，发电厂房三孔进水闸尺寸为宽5.674 m*高3.35 m。全部闸门采用广东江海机电有限公司安装的液压启闭机控制启闭。

主要技术参数如下：

①拦河坝闸门液压型号为QHLY2*1250kN，吊点数为双吊点，吊点支承为自润滑球面滑动轴承，启门力为2*1 250 kN，闭门力为闸门自重，工作行程为8.02m，全行程为8.1m，油缸缸径为Φ360 mm，活塞杆杆径为Φ180，启门计算压力为16.4 MPa。

②发电厂房进水口闸门液压型号为QHLY2*160 kN，吊点数为双吊点，吊点支承为自润滑球面滑动轴承，启门力为 2*160 kN，闭门力为50 kN，工作行程为3.40 m，全行程为3.42 m，油缸缸径为Φ160 mm，活塞杆杆径为Φ90，启门计算压力为11.7 MPa，闭门计算压力2.49 MPa。控制电源220 V，操作电源380 V，PLC操作电源24 V。

由于进水口闸门及大坝泄洪闸门是共用一套液压启闭机系统的，因此该套液压系统运行的正常与否，直接关系到拦河坝汛期安全度汛工作的正常进行。现在针对2013年汛期液压启闭设备出现的问题，根据本人对液压启闭机的运行情况进行了全面检查，对运行过程中存在的问题进行了归纳后提出一些个人的观点。

2 漏油问题情况分析及建议

2.1 漏油情况分析

根据电站维修技术人员反映，从2008年开始运行至今液压管路出现漏油的情况日渐加重，且漏点不明。经本人检查发现：

①个别闸门供油管上面的压力表接头有渗、滴油现象;

②4#泄洪闸门的电磁阀组外表存在小微砂孔，渗油现象严重;

③在泄洪闸门两侧油缸的个别阀件、阀件与电磁阀组间、管连接头处有湿润油渍，漏点不明;

④2#进水口闸门油缸的左下侧发现有漏油现象，泄漏量不详;

⑤液压站油泵出油口的油管接头曾出现过运行时松脱喷油现象。

2.2 建议

①除环境因素的影响外，有些问题是因长时间没得到有效的养护而积累遗留下来的，长期的渗漏，不仅引致油液损失和压力减低，对整个液压系统的正常运行也会产生影响。所以必须要杜绝渗油的发生。

②对有渗、滴油现象的接头，要及早更换密封件处理;对砂孔滴漏处，应尽快进行焊补处理;对于漏点不清洁的地方，应清理干净，加强监测，及早排除。

③平时应加强对管路的巡视、检查，预防接头返松，特别是油泵等震动较大的位置。

④2#进水口油缸的下侧目前处于水下位置，无法进行检查处理，须在腾空库容后才可彻底检查处理，现采取的截断进水口油路的处理方法，是治标不治本的，不应长期维持此种办法。

⑤跑、冒、滴、漏油现象是液压系统的大敌，应通过加强平时的维护保养加以彻底清除，对不能即时排除的，应采取措施，防止影响扩大，并做好记录，争取早日消除。

3 闸门启闭不畅情况分析及建议

3.1 闸门启闭不畅情况分析

近期有的闸门启闭运行不畅——从零启动升至2 m左右开度时还好，再开启则易出现超纠偏停机现象，非手动纠偏不能全開闸门。经检查分析：

①中控室电脑上显示的传感器数据正常。

②启门时，现场传感器测量钢丝有不能回缩或张力不足的现象。从目前情况看，开度编码器工作正常，电气控制系统运行正常。闸门启闭运行不畅的主要原因是：开度传感器绕卷测量钢丝的机构运转不畅，当测量钢丝张力有所减小（闸门开度大）时，因绕卷阻力大，使测量钢丝张力不足，甚至不能回缩，致使纠偏误差变大，甚至错误纠偏，最终导致闸门卡阻，运行不畅（在小开度运行时，纠偏传感器的测量钢丝张力大，纠偏误差小，因此闸门运行畅顺）

3.2 建议

目前应尽快开展针对开度传感器的专项检查工作，工作内容至少包括：

①绕卷机构维保：钢丝除锈加黄油润滑;

②钢丝张力检查：拆钢丝出来重新绕卷;

③电气检查;

④如有需要，可对传感器的检测数据作全面的校核，此项工作须由广东江海机电有限公司的技术人员来电站完成。

4 1#冲沙泄洪闸门启门力变大情况分析及建议

4.1 情况分析

根据检查，1#冲沙泄洪闸门启门工作压力变大：工作压力从最初安装时的17 MPa，现在变为19.5 MPa，有时可达20 MPa，工作压力增幅为5.8%～8.8%左右。系统设计的额定工作压力为18.5 MPa，超了5.5%～8.3%左右，液压启闭机处于中度超载运行状态。因而会不时出现电机过载报警、液压系统超压报警的现象。另外在液压站出油管上的压力表显示为19.5 MPa时，现场闸门供油管上的压力表显示为18.5～19 MPa，表明压力损失不大。从现象上分析，不外乎出现了以下原因：

①纠偏误差大，引致闸门、支铰轴承卡阻，原因与上述第2点同;

②闸门支铰、油缸支铰欠润滑，使闸门运行阻力增大，则所需启门力要相应加大;

③闸门支铰、油缸支铰磨损过度，且两侧磨损程度不一致，引起回转轴线偏差过大，则所需启门力将变大;

④启门时液压系统背压变大，致使所需启门力要相应加大;

⑤实际工作状态与设计工作状态有差别。

4.2 建议

①校验压力表的准确性，可更换压力表处理，以确保测量准确。

②确认启门实际水位与设计工作水位一致。

③检查开度传感器，使之工作正常。与上述第2点同。

④对闸门支铰、油缸支铰里面进行除锈及添加黄油处理，确保支铰轴承工作状态良好。

⑤对比传感器及支铰维保前后的压力变化。

⑥对比单独向该孔供油与并联全体供油状态的压力变化，排除因其他油路泄漏的影响。（关闭相关管路上的球阀，可实现对该孔单独供油）。

⑦排除背压溢流阀及回油滤油器对背压的影响。首先，检查滤油器压力，排除滤油器的影响;第二，对比松开背压阀前后的启门压力变化;第三，更换新的换向电磁阀，对比更换前后的压力变化;第四，在油缸前后装设压力表，检查油缸的实际工作压力，排除油缸内泄漏的因素。

⑧检查时要做好记录。实施⑤⑦项检查时，对比压力变化，均应在单独向该孔供油的状态下进行。

5 抬升油箱问题分析及建议

5.1 问题分析

根据检查，由于1#泄洪闸门（冲沙闸门）工作压力变大，公司有意要把液压站抬升至与油管平齐的平面上（液压站高程11.00 m，大坝油管高程21.50 m），以消减扬程压力损失，确保在额定的压力内启升闸门。

液压站抬升需要：①加盖机房，并要装修;②分离泵-电机组与油箱的连接，并吊运到新位置重新安装;③重新购置部分油管、管连接件;④更改部分的油管要重新焊装等。因此工程建设费用高的问题。但抬升液压站方案对整个启闭机系统带来了：操作、监管方便;减少系统混入空气的机会，提高了系统的效能，增加阀件耐用度等好处。

5.2 建议

从目前监测到的情况看——压力损失不算太大（约8.8%左右）。抬升油箱能消减扬程的压力损失（所占权重不大），而管路上的压力损失能消减多少也不好确定。闸门工作压力的变大的原因还没确认。抬升液压站是否解决闸门工作压力变大的问题的最好方法有待探究。如确需加强对液压站的监控，可在现油箱区域加装摄像头，实现实景监视。也可用细小的油管把压力表引上中控室进行监视，或采用压力-电量转换仪表把压力值引上中控室进行监视。因此：抬升液压站的方案暂不考虑。

6 闸门互相影响及下滑情况分析及建议

6.1 情况分析

根据运行分析，在操作运行某一孔闸门时，会出现另一孔闸门跟着运行的情况。这是因为孔口现场的电磁换向阀内部泄漏引起的。另外，有个别闸门出现单侧下滑（超过规范允许范围）的情况，这是因为下滑侧油缸上的液控单向阀过量泄漏所致。该液压系统在投运初期，就曾出现过此类问题，初期多是由于污物卡阻阀芯所致，再后来是因阀芯长锈和阀芯磨损的原因居多。期间也曾对系统的油液进行过过滤处理，也对个别换向阀进行过清洗、更换的处理，情况也一度好转。

6.2 建议

①油液酸碱度超标（过高的温度也会加速油液的变质）、含水率过高、油液含固体微粒超标、高压供油时混入过量气体等因素，是致使阀芯生锈和磨损加速的原因。为此，可对液压站油液用滤油车进行滤油，过滤管路中和液压油缸里油液中的杂质。如油液情况差则考虑更换液压站所有油液。

②液压系统经过5 a以来的运行，所有换向阀及液控单向阀均存在不同程度的磨损，应予以更换新配件。

7 天气影响分析及建议

7.1 天气影响分析

通过多年运行管理分析，天氣对液压启闭设备有以下影响：

①当出现雷电气象（特别是雷暴）时，偶有保险丝烧断现象发生。

②台风、暴雨、雷电等恶劣天气，会危及工作桥上作业人员的安全。

③工作桥上昼夜温差较大，器件向阳面与背阳侧温差较大（注：检查当天的上午为阴间多云的天气，气温在30 ℃左右，此时，向阳侧的阀件的表面温度超过45 ℃，而背阳侧的，与气温相当），暴晒高温后，突降暴雨，会引起的器件温度在短时间内大幅度变化，在高温天气时，桥上器件长时间处于温度较高的状态。这些因素对油液的品质，器件、管路的密封、器件的寿命都有相当不利的影响。

④目前，大坝上的油管、阀件虽有铁盖板或透明护罩保护，但也仅是防止了雨水、沙尘等对控制线路和阀件的侵害，一定程度上也减缓了温度的变化速度，但气温对油管、阀件、油液的影响依然存在。

⑤为方便维护检查而设的透明护罩，因能通透阳光，而内部基底粗黑，且散热不畅，产生了温室效应，形成局部高温，扩大了不利影响。

⑥桥面照明欠缺，给晚上操作、监测带来不利。

7.2 建议

为消除气象条件的影响，建议在工作桥上加装轻质闸室，完善防雷设施，加装照明设施，同时取消非通道位置处的铁盖板，为安全起见，在取消了铁盖板的区域，要加上软性围栏。这将极大地提高对管路和器件进行监管便利性，并使日常维保管理的实施更具可操作性。由于消减了气象条件的影响，将会减少相应故障的发生概率，确保器件使用寿命、老化周期。最终将极大地提高设备运行的安全性和可靠性。

缺点：一次性投入的工程费用较大，而且会使工作桥载荷增大，不利于坝面结构的稳定。

8 运行管理影响分析及建议

8.1 运行管理影响分析

从旁观者的角度来看，管理区及电站厂房内的环境洁净，一尘不染。反观液压系统：管路、器件上布满油垢、灰尘，沟槽内油污遍地，还是蜘蛛、野蜂等小动物的乐园。由此可见，对液压启闭机的管理存在缺陷。当然，这些除与管理制度、激励机制、工作重心有关外，还与维护工作的便利性相关。

由于沟槽盖板太重不方便开盖检查、维保，对此部分的检查便有所忽视。油缸现场欠缺检修平台，现场工作带有一定的危险性，对此部分的日常维保就得过且过了。

8.2 建议

维保工作是一项需要长期的坚持工作，只有确保日常维保工作的高质量完成，才可以提高设备完好率、利用率、生产率，减少设备寿命周期内的维修费用和其它非正常开支，降低使用成本，延长使用寿命。为提高维保工作的便利性，建议：孔口加设维修平台、工作桥上加装轻质闸室。

为提高维保工作质量，需要进一步完善全面质量管理制度，在建立一套维保管理制度、执行计划的基础上，确保制度、计划的落实执行。在执行维保工作后，要有记录、总结和改进措施，为今后完善制度、计划以及实现标准化作业提供指导。

9 结语

综合上述分析，要彻底解决牛心岭拦河闸坝液压系统运行存在的问题，以达到“防洪第一，安全为主，发电为辅”的管理目标，必须在2014年汛期来临前做好以下修复工作和定员定岗负责维保工作：

①全面检查所有液压油管，对有渗、滴、冒油现象的接头，要更换密封胶圈处理。

②對4#泄洪闸电磁阀砂孔滴漏处，应尽快进行焊补处理。