浅谈石梁河水库南泄洪闸液压系统运行中的弊端

2020-01-17刘成高姜士春

探索科学(学术版) 2019年4期

关键词：泄洪闸密封件控制阀

刘成高姜士春

石梁河水库管理处江苏连云港 222323

石梁河水库南泄洪闸于1999年开工建设,2001年初投入运行。近二十年的运行情况显示,现采用的液压系统控制方式存在着很多不合理的地方。下面就存在的几种弊端做简单的探讨:

一、方案的设计

从南泄洪闸的设计原理图与实际运行情况来看,采用的是柱塞泵作为动力来源将液压油从压力油箱泵出然后通过一系列的阀组调节压力值,来操作双作用油缸从而实现闸门的启闭任务。

设计图中可以看出,闸门提升时通过控制9与10 这两组电液控制阀使油液进入二通手动调速阀11(通过调速阀上的旋钮调节油液的流量大小控制闸门的启闭速度),然后通过电磁控制阀13(纠偏阀)进入油缸的有杆腔,推动活塞向上运动(同时无杆腔的油液流回油箱)。闸门下降时,电液控制阀9、10动作,油液进入液控单向阀(使有杆腔的油液可以在落闸时沿升闸时的路径顺利流回油箱),闸门在自重的情况下,油箱的液压油进入无杆腔,同时有杆腔的压力油回到压力油箱。

然而我们在实际使用过程中发现,设计方案存在着明显的漏洞,那就是当现有的液压系统突然严重故障时,没有备用的通道将压力油送进压力油缸,这样我们就无法在紧急情况下完成闸门启闭任务。

南泄洪闸液压系统在使用初期,可以实现自动化控制,左右油缸误差值在2cm 时,电磁控制阀13动作(泄压)进行自动调节促使左右缸同步运行,闸门运行平稳。随着年限的增加,设备逐步老化(尤其橡胶密封件),加上使用频率较低,油缸不同步情况明显加剧。在自动纠偏过程中闸门长时间停止某一位置不动,无法实现闸门正常启闭,造成不能顺利开闸泄洪。

2018年8月,石梁河水库建成以来第一次达到行洪流量最大值(出库流量达到4080立方米/秒)。南泄洪闸在无法实现左右油缸同步运行的情况下,通过手动方式强行提闸泄洪。其中6号闸在开机过程中出现较大倾斜,通过多次调节二通手动调速阀(流量控制阀)才将闸门调节到正常位置。但流量控制阀可调节的幅度值毕竟有限,当短时间内闸门左右开度值出现严重的差值时,便没法通过调节左右油缸液压油的流量值大小来实现同步。

因此,南泄洪闸液压系统应该重新设计备用方案,在原有的液压系统上增加备用的油路通道,以备紧急情况下实现闸门在粗犷的纯手动操作方式下完成启闭任务,确保工程安全运行,保障下游连云港市区的安全。

二、维护的难度

南泄洪闸闸室底板高程17.5米,坝顶高程31.5米(公路桥),整个闸室从上到下14米的高差中没有设置任何攀爬设施与维修工作平台。

密封件在液压系统中占据着极其重要的作用。南泄洪闸的液压系统密封件的更换是南泄洪闸管理的常态化工作。

压力油缸布置于闸室内两侧的闸墩上。每次更换高压油管密封件时都采取半空悬挂吊框的方式进行(吊框悬于公路桥混凝土护栏上),维修人员在作业时即使穿戴好劳动防护用具(夏季高温时安全帽是无法佩戴的)面对十几米高的闸室底板也仍然是心惊胆战,毛骨悚然。操作时,作业人员在狭隘的吊框里工具使用起来非常不得力,通常情况下紧固一孔闸门高压管道的密封件就需要将近半天的时间。对于压力油缸内泄漏问题只能将油缸拆下返厂大修(2014年10月已对压力油缸进行过大修处理)。

工作桥位置的压力管道并行布置于混凝土槽中,油管间的间隙不足2cm 宽(有些地方不到1cm),管道架设于倒U 型扁钢上,槽中除管道向闸墩分支处没有设置任何排水口。维修人员在更换管路接头密封件时非常困难(因为管道间间隙太小没有工具的工作空间),需要两三个人先打开沉重的混凝土盖板后再进行作业。长期置于几乎全封闭的混凝土槽中,高压管道锈蚀严重,更是增加了维护的成本与人力。目前低压管道也到了需要全部更换的程度。

如此费时费力的维修作业方式必将无法保证在上游突然下泄大流量洪水的情况下南泄洪闸能够及时启闭操作。

因此,针对目前南泄洪闸液压系统维护方面出现的各种耗时耗力的不利情况,应当考虑设计安全、便捷的维修措施以保证南泄洪闸在特殊情况下不因设备的维修问题影响工程的安全运行。