水利樞紐泄洪閘門的控制方法與運行維護(hù)措施

尹化然

【摘? 要】泄洪閘是水利樞紐工程中用來調(diào)控蓄水水位的工作閘門。論文結(jié)合工程背景，分析了泄洪閘門的主要控制方式與特點，并提出了針對性的運行維護(hù)措施。只有提高泄洪閘控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，才能確保水利樞紐的安全。

【關(guān)鍵詞】水利樞紐工程;泄洪閘門;控制系統(tǒng);運行維護(hù)

【Abstract】The flood discharge gate is a working gate used to regulate and control the water level in the water conservancy project. In this paper， combined with the engineering background， the paper analyzes the main control mode and characteristics of the flood discharge gate， and puts forward some targeted operation and maintenance measures. Only by improving the reliability and stability of the? flood discharge gate control system can the safety of the water conservancy project be ensured.

【Keywords】water conservancy project; flood discharge gate; control system; operation and maintenance

1 引言

建設(shè)水利樞紐工程，既是落實習(xí)總書記關(guān)于治水興水重要論述的具體行動，對于緩解區(qū)域防洪壓力、優(yōu)化地區(qū)水資源配置、保障電力供應(yīng)等也具有重要意義?？梢哉f，興建水利樞紐工程，不僅具有顯著的經(jīng)濟效益，還有一定的社會效益。

水利樞紐是為了滿足防治水災(zāi)、開發(fā)利用水資源等目的而修建在河流的適宜地段的水上建筑綜合體，是水利工程體系中最重要的組成部分，發(fā)揮著防洪、供水、水力發(fā)電、航運等綜合作用。水利樞紐一般由擋水建筑物、泄水建筑物、進(jìn)水建筑物以及必要的水電站廠房、泄洪閘等專門性的建筑物或設(shè)施設(shè)備組成。其中，泄洪閘是用來調(diào)控蓄水水位的工作閘門，在確保均勻發(fā)電和航運通暢等方面也起著重要的作用。泄洪閘承受著流水的動、靜壓力，同時還需要在水中開啟和關(guān)閉，工作條件惡劣，在汛期啟閉頻繁，可靠性和穩(wěn)定性容易受到影響和變化。因此，如何對泄洪閘門進(jìn)行高效控制，并做好運行維護(hù)是很有必要的。

本文結(jié)合泄洪閘門對控制系統(tǒng)的要求，分析了泄洪閘門的主要控制方式與特點，并提出了針對控制系統(tǒng)的運行維護(hù)措施。

2 項目背景概述

某小型水利樞紐工程，由發(fā)電廠、船閘、泄洪閘、溢流閥、工路橋等組成。其中，泄洪閘共20孔，采用弧形鋼閘門，通過啟閉機鋼絲繩帶動閘門升降，閘門啟閉控制方式為手動單控和控制室集中控制。

為了減少該水利樞紐中泄洪閘門開啟和閉合時水流流速劇變對所在建筑物造成的共振、空蝕、沖刷等的影響，同時提高控制的精度和穩(wěn)定性，該泄洪閘控制系統(tǒng)需要具有以下特點：

①控制系統(tǒng)應(yīng)該具有較廣泛的適應(yīng)性，不僅能保證閘門在正常狀態(tài)下的工作，還要能夠配合檢修、調(diào)試等工作。

②控制系統(tǒng)應(yīng)該具有較高的可靠性，一般情況下不能出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障時應(yīng)該具有一定的自適應(yīng)、自調(diào)整能力或者能夠在線維護(hù)、自啟動備份。

③控制系統(tǒng)應(yīng)該具有較強的適配性，內(nèi)部的軟件或硬件模塊應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和制造，易于更換。

④控制系統(tǒng)應(yīng)該具有較便捷的通訊能力和較低的丟包率，上位機與下位機之間、下位機與各控制單元之間可靠通信并且及時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3 泄洪閘門主要控制方式與特點

水利樞紐泄洪閘門控制系統(tǒng)主要通過四種控制方式實現(xiàn)對閘門的啟閉控制：集中控制、現(xiàn)場單機控制、遠(yuǎn)程單機控制、通?？刂?。各種控制方式的特點如表1所示。

控制系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下，選擇PLC作為控制核心進(jìn)行集中控制、現(xiàn)場單機控制或遠(yuǎn)程單機控制。當(dāng)出現(xiàn)故障時，采用繼電器作為控制核心進(jìn)行通?？刂?。

本項目中，泄洪閘控制系統(tǒng)采用控制室集中控制和手動現(xiàn)場單機控制兩種方式實現(xiàn)控制。該控制系統(tǒng)主要由閘門、電動機、前后水位監(jiān)測傳感器、開度傳感器、啟閉機升降停狀態(tài)監(jiān)測等分系統(tǒng)和元件組成，除了實現(xiàn)閘門的遠(yuǎn)程控制、自動升降停等功能外，能夠保持閘門的開度控制精度在±1cm、保持上游水位波動范圍在±5cm范圍內(nèi)，同時還具有系統(tǒng)故障自診斷功能。

本項目中，當(dāng)泄洪閘采用控制室集中控制方式時，將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到現(xiàn)地控制，即可通過設(shè)定開度儀，使閘門自動開啟/關(guān)閉到指定位置。在閘門運行過程中，現(xiàn)場操作員可通過開度儀和相應(yīng)指示燈實時觀測閘門運行狀態(tài)。當(dāng)閘門運行到指定高度時，閘門自動運行停止;當(dāng)閘門出現(xiàn)越限、超載等故障時，閘門自動停止運行。當(dāng)采用手動現(xiàn)場單機控制方式時，將現(xiàn)地控制柜上的操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動控制，即可通過集中控制柜上的按鈕開啟、關(guān)閉和停止閘門[1]。

在控制系統(tǒng)運行過程中，為了實現(xiàn)全面、全方位的狀態(tài)監(jiān)測，必須對以下控制信號進(jìn)行實時測量，具體如表2所示。

對于采集到的故障信號，一般根據(jù)嚴(yán)重程度劃分為直接影響系統(tǒng)安全故障、嚴(yán)重故障、一般故障三類，由相關(guān)工作人員根據(jù)具體情況分析判別后，依據(jù)預(yù)案采取相應(yīng)的處置措施。

4 泄洪閘門控制系統(tǒng)的主要組成及運行維護(hù)措施

水利樞紐泄洪閘門控制系統(tǒng)依據(jù)功能可以分為主控級設(shè)備及現(xiàn)地控制單元兩部分[2]，在系統(tǒng)實際使用過程中，要重視對這兩部分組成元件的運行維護(hù)與保養(yǎng)。具體來說，需要做好以下幾方面的工作：

①制定運行維護(hù)保養(yǎng)方案并嚴(yán)格落實。針對控制系統(tǒng)的特點，制定有針對性地維護(hù)保養(yǎng)方案，規(guī)定每一個組成設(shè)備的保養(yǎng)項目和保養(yǎng)周期，并指定保養(yǎng)工作責(zé)任人，督促保養(yǎng)工作落到實處。同時，尤其應(yīng)該注意對故障現(xiàn)象的觀察，及時收集異?，F(xiàn)象，并積極上報。

②做好日常檢修與維護(hù)保養(yǎng)。要定期對設(shè)備進(jìn)行清潔、保養(yǎng)和潤滑，對電氣設(shè)備進(jìn)行檢查測試，對機械設(shè)備的磨損情況做好測量，注意檢查各種儀器儀表的顯示精度，對電氣線路做好絕緣測試，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)觀察并做好分析，爭取從中找出規(guī)律性的變化。

③對于一些不利于操作的部位，如閘門錐鉸加油裝置在潤滑時不易拆裝，應(yīng)該采取一些創(chuàng)造性的方法，如將注油孔與活動油管連接延長，以此來實現(xiàn)維護(hù)保養(yǎng)的目的。

5 結(jié)語

當(dāng)前水利樞紐工程的迅速發(fā)展，對工程建設(shè)能力提出了更高的要求，同時需要不斷提高泄洪閘門的控制方法和技術(shù)水平，確保閘門工作順利。除了做好本文指出的各項措施之外，各級閘門和控制系統(tǒng)管理人員還應(yīng)該不斷提高規(guī)范化管理水平，不斷提高檢修維護(hù)水平，最大限度提高設(shè)備效能，確保水利樞紐的安全。

【參考文獻(xiàn)】

【1】戴上安.水利樞紐泄洪閘門的控制[J].計算機與數(shù)字工程，2001，29（1）：1-6.

【2】金輝.三門峽水利樞紐泄洪閘門集中控制系統(tǒng)設(shè)計[J].水電廠自動化，2002（03）：74-77.