淺析金灣閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油泵啟動(dòng)安全保護(hù)裝置

(江蘇省江都水利工程管理處，江蘇 揚(yáng)州 225200)

1 概 述

液壓?jiǎn)㈤]機(jī)是根據(jù)液體靜壓原理，利用液壓傳遞動(dòng)力，啟閉閘門(mén)，它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、緊湊，重量輕，所占空間小，易于布置，啟閉容量大等優(yōu)點(diǎn)，是一種比較理想的閘門(mén)啟閉設(shè)備。目前在江蘇省沿海地區(qū)及蘇南等地廣泛應(yīng)用。但是液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的啟動(dòng)不同于卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，所有運(yùn)轉(zhuǎn)部位不能直接觀察，尤其是管道內(nèi)部壓力，液壓系統(tǒng)的安全啟動(dòng)往往不能直接反應(yīng)，在局部柔性連接部位容易因操作不當(dāng)?shù)瘸霈F(xiàn)壓力巨大導(dǎo)致設(shè)備爆裂，形成啟動(dòng)安全隱患，因此解決液壓系統(tǒng)油泵安全啟動(dòng)問(wèn)題非常必要。

2 工程概況

金灣閘位于江蘇省揚(yáng)州市廣陵區(qū)、江都區(qū)交界的金灣河上，建成于1973年6月，與萬(wàn)福閘、太平閘一起構(gòu)成淮河入江水道最后一級(jí)控制建筑物。該閘在排洪、灌溉、航運(yùn)、漁業(yè)、城市供水等方面效益顯著。

金灣閘共22孔，每孔凈寬6m，閘墩厚1.2m，采用平面直升式閘門(mén)，油壓式啟閉機(jī)啟閉，雙節(jié)柱塞式油缸型號(hào)為QPPYⅢ-2×360/2×225，閘門(mén)升降高度不大于10.8m。2006年工程改造后液壓系統(tǒng)設(shè)有三套液壓動(dòng)力站、三臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)電氣柜、三臺(tái)PLC控制柜。液壓動(dòng)力站由油箱、濾油設(shè)施、油泵及溢流控制閥組等組成，油箱上裝備液位液溫計(jì)與液位控制器、空氣濾清器，每套液壓動(dòng)力站由三臺(tái)160SCY-1B可變排量軸向柱塞泵以并聯(lián)方式連接，每套油泵機(jī)組分別配置一只電磁溢流閥。在正常的操作過(guò)程中，可啟動(dòng)兩臺(tái)油泵向一側(cè)兩孔油缸同時(shí)進(jìn)油，確保系統(tǒng)工作的可靠性，主進(jìn)、回油管與每孔閘門(mén)油缸并聯(lián)。

液壓系統(tǒng)可由現(xiàn)地控制柜控制或集中遠(yuǎn)控，兩者互為閉鎖。油泵機(jī)組空載啟動(dòng)后，溢流閥組電磁換向閥通電，液壓油加壓，現(xiàn)場(chǎng)插裝式控制閥組進(jìn)油電磁換向閥通電，高壓油流向油缸，閘門(mén)上升；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)插裝式控制閥組回油電磁換向閥通電時(shí)，油缸內(nèi)油液經(jīng)過(guò)控制閥組流向油箱，閘門(mén)下降。

3 油泵啟動(dòng)安全隱患分析

金灣閘液壓系統(tǒng)改造之后，經(jīng)長(zhǎng)期從事液壓?jiǎn)㈤]機(jī)運(yùn)行管理工作者分析，該工程液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的油箱與油泵之間的管路存在較大安全隱患。

圖1 金灣閘油泵控制原理圖

金灣閘油泵控制原理圖如圖1所示。8.1為截止閥、10.1為油泵機(jī)組、9.1為可曲繞橡膠接頭。截止閥與油箱之間管道連接，為減振降噪、補(bǔ)償位移、保護(hù)管道設(shè)備，在截止閥和油泵機(jī)組間采用可曲繞橡膠接頭連接。從構(gòu)造來(lái)講，橡膠接頭制品是為管道連接和對(duì)泵閥產(chǎn)品保護(hù)而制造的，橡膠制品有熱脹冷縮的特點(diǎn)。當(dāng)軸向壓縮或者伸展發(fā)生時(shí)，可曲繞橡膠接頭自身就可以在允許的伸縮量范圍內(nèi)，保護(hù)管道的振動(dòng)或偏移，不致于導(dǎo)致管道的斷裂或其他原件的損壞，該設(shè)備能起到隔振減噪、位移補(bǔ)償作用，在管道設(shè)備配件中具有必不可少的作用。

金灣閘油泵啟動(dòng)時(shí)，電磁二位二通閥打開(kāi)，溢流閥旁通，油液無(wú)壓進(jìn)入主油路，并經(jīng)溢流閥返回油箱，油泵空載啟動(dòng)，一段時(shí)間后，電磁二位二通閥關(guān)閉，向主油管加壓供油。當(dāng)油箱出口處截止閥在關(guān)閉情況下，由于操作人員檢查不到位或不熟悉工程狀況誤啟動(dòng)油泵電機(jī)，造成截止閥后局部管道形成負(fù)壓，此時(shí)油管路的最薄弱環(huán)節(jié)處易造成損壞，作為保護(hù)裝置的可曲繞橡膠接頭爆裂，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致截止閥破壞，大量液壓油外泄，釀成重大事故。造成誤操作的因素主要有兩點(diǎn)：?依據(jù)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作規(guī)程，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)在使用后應(yīng)關(guān)閉油管路截止閥，正常啟閉油泵應(yīng)再次打開(kāi)截止閥，若未打開(kāi)會(huì)造成油管路損壞，造成液壓油外泄；?油管路檢修時(shí)或檢修后將油管路閘閥關(guān)閉。該工程在2006年加固后增加了自動(dòng)化控制，操作人員在計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)油泵電機(jī)，由于遠(yuǎn)程控制與油泵房較遠(yuǎn)，若閘閥關(guān)閉，現(xiàn)場(chǎng)又無(wú)人監(jiān)護(hù)，同樣會(huì)造成管路破壞，影響設(shè)備安全啟動(dòng)運(yùn)行。

4 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油泵啟動(dòng)安全裝置設(shè)置

面對(duì)上述的安全隱患，查閱液壓控制系統(tǒng)的相關(guān)資料，沒(méi)有找到解決問(wèn)題的措施和裝置。后經(jīng)反復(fù)思考，多方論證，根據(jù)實(shí)際操作要求，提出通過(guò)將電氣和機(jī)械進(jìn)行連鎖的方式解決這個(gè)問(wèn)題。

如何實(shí)現(xiàn)電氣和機(jī)械連鎖，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)不斷改進(jìn)，將限位開(kāi)關(guān)安裝在截止閥上，同時(shí)將限位開(kāi)關(guān)的常開(kāi)回路串聯(lián)在電氣控制回路中，在截止閥轉(zhuǎn)動(dòng)軸上加裝傳動(dòng)桿，當(dāng)截止閥打開(kāi)時(shí)，限位開(kāi)關(guān)在傳動(dòng)桿的作用下由常開(kāi)變常閉，電氣控制回路正常工作，油泵機(jī)組運(yùn)行；當(dāng)截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，傳動(dòng)桿與限位開(kāi)關(guān)脫開(kāi)，限位開(kāi)關(guān)復(fù)位至常開(kāi)，電氣控制回路失電不能正常工作，此時(shí)即使有人誤操作，也不可能將油泵電機(jī)啟動(dòng)，起到油泵啟動(dòng)安全保護(hù)的作用。金灣閘油泵控制、保護(hù)原理見(jiàn)圖2；截止閥關(guān)閉位置時(shí)安全裝置見(jiàn)圖3；截止閥打開(kāi)時(shí)安全裝置見(jiàn)圖4。

圖2 金灣閘油泵控制、保護(hù)原理

圖3 截止閥關(guān)閉位置時(shí)安全裝置情景

圖4 截止閥打開(kāi)時(shí)安全裝置情景

5 增設(shè)安全保護(hù)裝置后的效益和實(shí)用性

金灣閘油泵啟動(dòng)安全保護(hù)裝置原理簡(jiǎn)單，在實(shí)際應(yīng)用中安全可靠，改造成本低，為液壓系統(tǒng)的安全控制運(yùn)行起到保駕護(hù)航的作用。金灣閘液壓系統(tǒng)增設(shè)保護(hù)裝置后，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行和控制運(yùn)用，證明當(dāng)電氣和機(jī)械實(shí)現(xiàn)連鎖后，有效地防止了由于誤操作而造成對(duì)油管路的損壞，確保了工程的安全運(yùn)行，可在類(lèi)似液壓系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，具有較高的實(shí)用性。

協(xié)會(huì)動(dòng)態(tài)

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為提高水利行業(yè)施工技術(shù)水平，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，根據(jù)《水利水電工程建設(shè)工法管理辦法》(中水協(xié)[2016]6號(hào))，中國(guó)水利工程協(xié)會(huì)現(xiàn)組織開(kāi)展2018年度水利行業(yè)工法申報(bào)工作，申報(bào)工作截止時(shí)間為2018年5月31日，有關(guān)事宜詳見(jiàn)中國(guó)水利工程協(xié)會(huì)官網(wǎng)( www.cweun.org )通知公告欄目，敬請(qǐng)關(guān)注。