鹽官泵站快速閘門系統(tǒng)的見解和意見

金志浩 孫春榮

摘要：因為實際情況，90年代初主流設計的大型泵站，閘門控制液壓系統(tǒng)采用當初的主流的方案，存在了一些弊端和隱患。該見解提出了水泵閘門獨立供油方案，有效達到要求。另外，從電氣上選用蓄電池輸出的直流電操作系統(tǒng)，更排除了泵站的停電隱患。

關鍵詞：大型泵站;快速閘門系統(tǒng)

杭嘉湖南排工程是太湖流域綜合治理十項骨干工程之一，工程由分別位于海鹽澉浦鎮(zhèn)的長山、海鹽武原鎮(zhèn)的南臺頭、海寧鹽官東門的鹽官上河和鹽官西門的鹽官下河出海樞紐（閘、站）及長山河、南臺頭、鹽官上河、鹽官下河四條排水骨干河道及其配套建筑物組成。工程建成后，若遇1954年5～7月梅雨型洪水，可向杭州灣排泄洪澇水量22.712億m3。

鹽官排澇泵站設計流量200m3/s，遇1954年5～7月梅雨型洪水，泵站設計抽排水量58324m3。鹽官泵站安裝3800ZXQ-50-2.8型斜式軸流泵4?臺，配TDXZ2000-4/1180型2000kW臥式同步電動機4?臺套，電動機額定電壓6kv，水泵和電機間通過圓柱齒輪減速器連接。泵站總裝機容量8000kw，單機設計排澇流量50m3/s。

每臺泵出水口為分2孔4個快速閘門，靜水側是鋼制工作閘門2個，動水側為預應力事故閘門2個，排澇引水內(nèi)河與錢塘江之間以這二道閘門隔離，要求在開泵運行的事故停機中閘門自動關閘以及不運行時閘門絕對關閉流道。閘門系統(tǒng)由油泵、液壓啟閉機、閘門開閘回路、PLC閘門監(jiān)控回路4個部分組成?，F(xiàn)有4臺泵組8個事故閘門（工作閘）共用一套事故（工作）油泵供油，在現(xiàn)有設計選用的閥組平臺、液壓油缸及閘門開度測量系統(tǒng)等不可靠的情況下，已經(jīng)引起閥組關閉不實，在某臺泵組起閘中，因其他泵組對應閥組關閉不實，竄壓引起閘門有上升，原先關閉的流道打開了口子，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，作出反應，會引起錢塘江水倒罐的隱患。筆者認為通過以下措施以解決：①解決液壓系統(tǒng)竄壓現(xiàn)象。②在現(xiàn)有工況下加強對閘門油缸及開度測量機構的可靠選型更換改造。③二次回路中相應開關信號需要由直流供電繼電器提供。

（1）①解決液壓系統(tǒng)竄壓現(xiàn)象，采用對每套液壓啟閉機建立相對獨立的液壓控制系統(tǒng)，在通往各個液壓缸的供油支管中增設一個常閉的二位二通電磁閥，與供油支管中的高壓球閥串聯(lián)。當要開通某一孔閘門時，先空載起泵，同時將該液壓啟閉機供油支管上的二位二通電磁閥接電打開，而其它所有液壓啟閉機供油支管上的二位二通電磁閥都處于常閉狀態(tài)?？紤]到一旦發(fā)生二位二通電磁閥的電磁線圈燒毀，無法打開的情況，設一個高壓球閥與二位二通電磁閥及高壓球閥并聯(lián)，該高壓球閥平時處于關閉狀態(tài)，當二位二通電磁閥因電磁線圈燒毀而無法打開時，手動打開該高壓球閥，保證泵站正常運行。在排澇結束后，手動關閉高壓球閥，更換常閉的二位二通電磁閥。通過上述改進方式，可以較為有效地解決由于液壓閥發(fā)生泄漏（原因是多方面的）導致的液壓啟閉機串壓問題。②在油缸下油腔設液壓鎖定回路以保證閘門全開時液壓啟閉機的鎖定功能;更換原閥組平臺，液壓控制閥建議全部采用性能優(yōu)良可靠的國際知名品牌的原裝進口產(chǎn)品。

（2）由于啟閉機單吊點活塞桿常被海水及淤積泥沙浸沒，普通鍍鉻活塞桿的防腐性能和表面硬度皆不能滿足這種惡劣的工作情況，易被海水腐蝕及泥沙磨損。并且根據(jù)泵站以往運行的情況分析，目前采用的機械式行程檢測裝置為外置式，其鋼絲經(jīng)常被淤積泥沙淹沒，在開啟閘門時鋼絲經(jīng)常被拉斷，無法正常使用。同時機械式行程檢測裝置的檢修維護非常不便，特別是內(nèi)置式行程檢測裝置一旦發(fā)生鋼絲斷裂的情況，就必須運回生產(chǎn)廠家進行廠內(nèi)維修，維修工期長、費用大。

（3）現(xiàn)有二次回回路如下圖：

上圖是閘門控制的二次回路圖，+KM，-KM是直流220V的正、負母線，在直流母線控制下，通過開閘繼電器21ZJ、關閘繼電器22ZJ進行閘門的開啟和關閉。其中22JK是閘門全關節(jié)點信號，它由閘門開度測量PLC?發(fā)出信號，使得1ZKY、2ZKY?動作，驅動J6、J8兩個全關繼電器，其中22JK?是J6的一個常開接點，當閘門有開度后，該接點閉合?，F(xiàn)在鹽官泵站的的供電情況是6KV專線，一般情況不斷電，但在泵站有一個巨大隱患，就是在運行中6KV斷電，按此處上圖的設計，全關繼電器是由AC220V供電的，也就是J6、J8在斷電情況下不得電，繼電器線圈不得電狀態(tài)，此時，關閘回路有斷點，閘門不能關閘，處在涌潮中的水泵，會引起江水倒罐內(nèi)河及反向高揚程會水泵倒轉出現(xiàn)機毀房塌的大事故。需要在設計上統(tǒng)籌考慮，結合鹽官泵站多年的運行，彌補不足，在閘門系統(tǒng)控制中全部用直流電源繼電器，以解決該缺陷。

綜合以上因素，考慮采用防腐能力強、表面硬度大的陶瓷活塞桿，行程檢測裝置采用與陶瓷活塞桿配套的行程檢測傳感器（利用與陶瓷桿基體溝槽磁感應效應測量），該裝置具有行程檢測精度高，受外界工作環(huán)境影響小且檢修維護方便的優(yōu)點。每套油缸設2套陶瓷桿配套行程傳感器，兩者互為備用。

（4）液壓泵應采用國際著名品牌的原裝進口產(chǎn)品。電動機組必須與所選用的液壓泵相匹配。

（5）油箱及液壓油管全部選用不銹鋼材料，所有的動、靜密封件全部采用國際知名品牌的進口產(chǎn)品。

??現(xiàn)?# ? ? ?～y@? 而引起的刮板機加劇磨損的問題。

2.3發(fā)展方向

刮板輸送機日后的發(fā)展方向和研究的重點將會集中在以下幾個方面：①工作效率。為了滿足我國目前節(jié)能減排的要求，提升刮板機的工作效率，減少電機內(nèi)部功耗，這將是刮板輸送機日后研究的方向。②柔性設計。通過科學的設計改造機身的不足之處，盡可能的減少推溜時產(chǎn)生的磨損和破壞，同時有效增加與工作底板的相適應性。③耐磨性。為了提高刮板機局部表面的耐磨性可以通過使用金屬表面改性技術、改進熱處理工藝或采用耐磨材料等方式達到目的，從而延長機器的使用壽命。④耐腐蝕性。研究特殊材質(zhì)，在確保刮板輸送機局部強度、耐磨性等其他性能的基礎上，如何更好的提高刮板機的耐磨性也是研究的重點。⑤三機一體設計：采煤機、刮板機和液壓支架三機設備結構形式的配合在我國采煤工作中使用多年，但在使用過程中存在許多的配套問題，同時存在安裝周期長，可靠性不足等缺陷。

3.結束語

綜合上文所述，立足與工作環(huán)境的條件下，本文對刮板輸送機使用過程中出現(xiàn)的磨損和失效原因進行了分析，同時提出相對應的防范措施。根據(jù)分析結果，從材料科學、機械設計、制造等方面出發(fā)，將目前我國刮板輸送機存在不足之處和日后研究的重點提出，為我國煤機設備相關技術的發(fā)展打下良好的基礎。

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