紫坪铺工程冲沙洞事故门无重闭门液压系统改造

葛 凯， 付 雄 苇

(1.四川省紫坪铺开发有限责任公司，四川 成都 610091；2.华电金沙江上游水电开发有限公司苏洼龙(昌波)分公司，西藏 昌都 854514)

紫坪铺工程冲沙洞事故门无重闭门液压系统改造

葛 凯1， 付 雄 苇2

(1.四川省紫坪铺开发有限责任公司，四川 成都 610091；2.华电金沙江上游水电开发有限公司苏洼龙(昌波)分公司，西藏 昌都 854514)

对紫坪铺水利枢纽冲沙洞事故检修门液压系统进行改造，实施并应用于长行程、多节拉杆连接平面闸门的无重闭门检修工况，不但保障了原有液压系统在闸门操作过程中的固有安全稳定状态，而且提高了事故检修闸在检修状态下拉杆的拆装速度和稳定性，提高了检修效率，可为类似拉杆连接液压启闭平面闸门检修提供参考。

事故检修门；液压管路；无重闭门；拉杆；改造；紫坪铺工程

1 概 述

紫坪铺水利枢纽工程位于四川省成都市西北60余km的岷江上游，是一座以灌溉和供水为主，兼有发电、防洪、环境保护、旅游等综合效益的大(1)型水利枢纽工程。枢纽泄洪设施由两条泄洪排沙洞和一条冲沙放空洞组成，其中冲沙放空洞进口位于进水口中间，进口设置一潜孔平面事故检修门，门叶分为上下两节，门叶上方配置加重箱，止水方式为前止水，闸门通过24节拉杆与液压启闭机活塞杆连接，闸门运行的可靠性和稳定性对整个枢纽以及下游的安全十分重要。针对该闸门无重闭门工况，笔者对其液压系统改造情况进行了分析。

2 闸门运行工况及其存在的问题

2.1 正常启闭运行

紫坪铺水利枢纽冲沙放空洞事故检修门的启闭操作由一台4 000 kN-6.2 m液压启闭机完成，该液压启闭机由一套液压缸总成及机架总成、一套液压控制阀组、一套液压泵站设备、一套电控设备和一套管道及附加设备组成，其技术参数见表1。

2.2 检修工况运行

根据冲沙放空洞事故检修门运行情况，当需要对其进行大修时，需逐节拆除拉杆并提升闸门至检修平台，此时液压启闭机活塞杆与拉杆及闸门解除连接后，需单独伸出活塞杆进行闭门操作以连接下一节拉杆，此工况为检修无重闭门工况。

2.3 存在的问题

表1 启闭机技术参数表

紫坪铺水利枢纽冲沙放空洞事故检修门门叶、加重箱、拉杆以及换向吊头合计重达2 215 kN，考虑到枢纽进水口配置的双向门机最大启门力为2 000 kN，在检修无重闭门工况下，闸门的拆装工作均需用到液压启闭机，然而，在原有的液压系统基础上已不能满足该工况的工作效率，因此，针对该闸门检修无重闭门工况存在的问题，必须对液压系统进行改造，笔者对该改造项目进行了分析论述。

3 液压系统的改造

3.1 液压系统分析

冲沙放空洞事故检修门液压启闭机液压原理见图1。

由图1可知，关闭闸门操作的液压系统运行流程为：电磁阀YV1通电，空载启动液压泵电动机组，延时10 s左右，电磁阀YV1断电，YV2、YV4通电，压力油打开2.1液控单向阀，液压缸有杆腔油液经1.1调速阀调节闭门速度后进入液压缸无杆腔，同时压力油经3.1顺序阀向液压无杆腔补油。上述闭门操作是依靠闸门、加重箱、拉杆、液压活塞杆等设备自重情况下进行的，系统供给的油液流经顺序阀3.1后部分补给于无杆腔，部分经单向阀4.1流回油箱。表2为冲沙放空洞事故检修门实际闭门操作中部分运行统计参数。

图1 冲沙放空洞事故检修门启闭机液压原理图

表2 冲沙放空洞事故检修门闭门操作运行参数表

由上述冲沙放空洞事故检修门闭门运行情况可知，实际运行中闭门速度约为0.4 m/s，结合表1中的启闭机参数以及图1，可以计算出闭门工况下系统液压油流经顺序阀3.1后补给无杆腔的流量q补，根据差动液压缸流量参数计算公式：

(1)

带入数据V闭门=0.4m/s，d活塞杆=0.26m到公式(1)，由式(1)可知：q补=21.24L/min；冲沙放空洞事故检修门液压系统油泵为定量柱塞泵，其额定流量为150L/min，由此可见，闭门工况下，液压系统提供的液压油少部分补给无杆腔，大部分经插装压力控制阀5.1和单向阀4.1流回油箱。

综上所述，闭门操作时，系统供给的液压油大部分经单向阀4.1流回油箱，因原液压回油管路单向阀4.1处的压力值小于无杆腔的压力值，加之冲沙洞事故检修门液压启闭机在无重闭门工况下卸除闸门、加重箱、拉杆负重，完全依靠活塞杆自重进行伸出以连接下一节拉杆更是非常缓慢，因此，需要对冲沙洞事故检修门液压系统管路进行优化改造，以适应事故检修门大修拉杆拆装工作的无重闭门工况。

3.2 改造方案

综合考虑以下因素：改造优化后的方案启用频率较小，且仅应用于冲沙洞事故检修门大修时的无重闭门工况；鉴于该闸门为前止水，正常运行时应保证其原有的运行速度，以确保水封及支承结构在工作段的运行安全，且须保证冲沙放空洞在枢纽防洪供水时能精确投用，这就需要保持原有液压系统仍能不受干扰地平稳运行。因此，根据上述3.1液压系统分析，可从系统补给无杆腔液压油考虑，在图1中回油管路单向阀4.1前①标识处并联增设一压力控制回路，对系统供给流经顺序阀3.1后的液压油形成回油背压回路，使得系统供给的大部分液压油能流向无杆腔，以加快活塞杆的伸出速度；为避免改造后的回油管路对日常闸门操作运行稳定性造成影响，背压回路采用与图1PQT装置类似的并联增设支路布置型式；同时考虑无重闭门工况的运行频次较低且检修工况下对活塞杆伸出速度的精度要求不高，背压回路选用上海立新液压DB10-1-50/5型直动式溢流阀。综上分析，在保障原有液压系统稳定性的前提下，从经济、改造方案实施便捷、不对原有液压系统造成干扰影响的前提出发，确定实施该改造方案，并联增设回油背压管路改造实施方案和改造后的液压回油管路实际图见图2。

(a)改造示意图 (b)改造后的液压回油管路图图2 无重闭门工况改造方案示意图

紫坪铺水利枢纽冲沙放空洞事故检修闸液压系统管路在完成以上改造项目后，可关闭如图2所示的6.1(3331)截止阀，开启7.1(3351)截止阀，并通过调节8.1溢流阀进行闸门大修无重闭门操作，既保证了原有液压系统不受影响，又可满足该工况下的检修作业效率，该改造项目达到了预期效果。

4 结 语

紫坪铺冲沙放空洞事故检修门无重闭门工况液压改造项目的实践应用，适应了多节拉杆连接、长行程平面闸门的检修工况，改造方案采用并联增设液压回油支路型式，保留了原设计液压回油管路，分别投用于不同工况，原液压回油管路确保了枢纽闸门的启闭稳定性不受影响，新增设的并联液压回油管路投用于无重闭门工况，提高了闸门检修时多节拉杆的拆卸和安装效率。同时，改造项目实施工期短、投资小、对液压泵站设施设备干扰小；新老液压管路独立运行，操作切换便捷，为同类液压启闭拉杆连接式平面闸门检修的无重闭门操作提供了经验和参考。

葛 凯(1989- )，男，四川仁寿人，助理工程师，硕士，从事水工金结设备运行维护技术与管理工作；

付雄苇(1989- )，男，四川内江人，助理工程师，学士，从事水电工程建设技术与管理工作.

(责任编辑：李燕辉)

2017- 01- 10

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