葛洲壩電站門機(jī)液壓自動(dòng)抓梁改造

張作誠(chéng)，別行強(qiáng)

（中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司檢修廠，湖北宜昌443002）

0 引言

葛洲壩電站有門機(jī)15臺(tái)，配備液壓自動(dòng)抓梁22套（有些門機(jī)配備多個(gè)不同用途抓梁），主要用于操作電站平面閘門和攔污柵、泄水閘的平面閘門、以及排沙底孔平面閘門等，部分平面閘門須在水下操作。門機(jī)啟閉水下閘門過(guò)程中，對(duì)自動(dòng)抓梁的可靠性要求極高，葛洲壩門機(jī)運(yùn)行30年來(lái)，液壓抓梁信號(hào)系統(tǒng)都曾進(jìn)行更新，取得了一定效果。但液壓自動(dòng)抓梁還存在一些不安全缺陷，特別是液壓抓梁水下穿銷若出故障，將導(dǎo)致閘門啟閉失敗。

1 抓梁故障分析

門機(jī)液壓自動(dòng)抓梁由液壓泵站、液壓穿軸裝置、電纜及信號(hào)反饋裝置等組成。門機(jī)抓梁水下運(yùn)行中會(huì)發(fā)生的問(wèn)題主要有：（1）抓梁水下液壓泵站進(jìn)水，導(dǎo)致電磁閥故障，無(wú)法穿退銷，液壓油進(jìn)水乳化，液壓件受損；（2）抓梁就位傳感器和水深傳感器易損壞，導(dǎo)致信號(hào)異常，無(wú)法正常穿銷；（3）門機(jī)倒換抓梁操作時(shí)，抓梁信號(hào)插頭重新連接后易進(jìn)水發(fā)生短路故障；（4）抓梁在穿銷過(guò)程中易發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象等。

以上故障中，液壓抓梁換向電磁閥是故障率較高的元器件，其次是抓梁信號(hào)插頭和各種傳感器，再就是液壓泵站箱體密封性。

2 抓梁改進(jìn)思路

按照葛洲壩多次抓梁故障處理經(jīng)驗(yàn)，要降低門機(jī)抓梁操作故障率，首先應(yīng)減少液壓換向電磁閥的故障，最好的方式是取消故障率最高的元件環(huán)節(jié)。例如，可以采用在門機(jī)控制室直接控制抓梁電機(jī)正反轉(zhuǎn)的方式，操作雙向液壓泵，實(shí)現(xiàn)抓梁的穿、退銷。其效果主要是將換向的方式改變，由水下?lián)Q向電磁閥改變?yōu)樗想姎庠苯忧袚Q，使水下元器件簡(jiǎn)單化，從而保證水下少出或不出故障。

當(dāng)水下液壓抓梁出現(xiàn)故障、無(wú)法正常退銷時(shí)，以往是由潛水員在水下將液壓油管拆除，用千斤頂將銷軸頂出，將抓梁提出水面檢修。但作業(yè)門槽狹小空間，有時(shí)抓梁根本就沒有空間放置千斤頂，或者水下空間狹小，潛水員無(wú)法進(jìn)入處理，因此有效解決水下抓梁突發(fā)故障，采用切實(shí)可行的應(yīng)急措施，對(duì)于電站閘門正常運(yùn)行至關(guān)重要。為此，經(jīng)過(guò)研究和實(shí)驗(yàn)，當(dāng)抓梁水下故障無(wú)法排除時(shí)，由潛水員攜帶快速接頭的液壓軟管，與抓梁上配置的應(yīng)急快速插頭連接，再利用地面?zhèn)溆脩?yīng)急液壓泵站控制的方式，實(shí)現(xiàn)抓梁穿退銷。

其次，抓梁就位傳感器、位移傳感器、水深傳感器的配置，要求靈敏度高、防水性能好、機(jī)械強(qiáng)度高，能適應(yīng)水流沖擊、高泥沙污物等干擾，并能適應(yīng)水下40 m深度的工作環(huán)境。

改造后的液壓系統(tǒng)見圖1。

圖1 改告后的液壓系統(tǒng)Fig.1 Hydraulic pressure system after modification

3 抓梁改進(jìn)設(shè)計(jì)

液壓站改進(jìn)設(shè)計(jì)采用雙向復(fù)合泵加電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的方式，控制液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)抓梁的銷軸移動(dòng)；改進(jìn)防水密封盒插座、插頭，使其不可能反向和錯(cuò)位插接；防水接線盒內(nèi)安裝浸水傳感器、干燥劑和水壓傳感器；在進(jìn)出液壓銷軸油缸的液壓管路中增設(shè)備用液壓快速接頭，以備當(dāng)門機(jī)抓梁在水下穿退銷故障時(shí)，轉(zhuǎn)接地面應(yīng)急移動(dòng)液壓泵站，完成穿退銷處理。

改進(jìn)后的液壓泵站見圖2。

圖2 改進(jìn)后的液壓泵站Fig.2 Improved hydraulic pump station

另外在抓梁上安裝抓梁就位傳感器，能在配套顯示屏上動(dòng)態(tài)演示抓梁就位過(guò)程，并能根據(jù)需要進(jìn)行閘門充水平壓的控制。要求顯示屏全中文操作、直觀醒目，能對(duì)門機(jī)抓梁的運(yùn)行狀態(tài)（如：提升、下落閘門，抓梁穿銷、退銷等）進(jìn)行全過(guò)程屏幕動(dòng)態(tài)顯示，且監(jiān)控裝置具有自檢測(cè)及報(bào)警功能。

4 改造試驗(yàn)及應(yīng)用效果

液壓自動(dòng)抓梁改進(jìn)試驗(yàn)從2007年開始，其中，更換了抓梁所有主控水密電纜、控制電纜、動(dòng)力電纜，更換了抓梁液壓系統(tǒng)、抓梁液壓穿銷信號(hào)系統(tǒng)主控柜、抓梁水密插座，加裝了抓梁就位傳感器、位移傳感器、重量傳感器、高度傳感器、水深傳感器，加裝了抓梁備用液壓快速接頭等。

改進(jìn)后的液壓自動(dòng)抓梁，經(jīng)過(guò)抓梁穿退銷試驗(yàn)、高度上下限試驗(yàn)、重量超載試驗(yàn)、抓梁就位試驗(yàn)、抓梁浸水試驗(yàn)、抓梁液壓快速接頭穿退銷試驗(yàn)等一系列試驗(yàn)，抓梁液壓系統(tǒng)運(yùn)行正常可靠。

2007年，首套門機(jī)液壓自動(dòng)抓梁系統(tǒng)改進(jìn)完成，經(jīng)過(guò)兩年多運(yùn)行維護(hù)，未出現(xiàn)任何水下故障，經(jīng)過(guò)應(yīng)用評(píng)估，認(rèn)為液壓自動(dòng)抓梁系統(tǒng)的改進(jìn)符合設(shè)計(jì)思路和作業(yè)要求。為此，從2008年底起，液壓自動(dòng)抓梁系統(tǒng)改進(jìn)方案在葛洲壩其它門機(jī)上逐步實(shí)施。改進(jìn)后的門機(jī)液壓自動(dòng)抓梁，啟閉閘門的操作效率大大提高，閘門作業(yè)可靠性得到了保障。

5 運(yùn)行中注意事項(xiàng)

液壓自動(dòng)抓梁改造后，經(jīng)過(guò)兩年多的使用，從未發(fā)生故障，但在運(yùn)行操作中必須注意以下幾點(diǎn)：

（1）深水電纜插頭接頭時(shí)必須擰緊，以保證插針接觸良好，不得帶電插拔深水電纜插頭。

（2）深水電纜插座密封蓋必須擰緊，以防深水電纜插座進(jìn)水；運(yùn)行中的抓梁、深水電纜應(yīng)使用固定裝置加以固定和保護(hù)，以防閘門運(yùn)行時(shí)深水電纜被水流沖斷。

（3）液壓自動(dòng)抓梁操作閘門前，可在壩面上試操作穿銷和退銷各一次，且門機(jī)抓梁綜合監(jiān)測(cè)儀顯示正常，檢查液壓泵站及油管無(wú)滲漏時(shí)，再進(jìn)行閘門操作。

（4）抓梁液壓油按說(shuō)明書定期進(jìn)行檢查和更換，以保證抓梁穿退銷平穩(wěn)有力?！?/p>