新引河進洪閘液壓系統技術改造

王玉芳，任金剛，姜偉

（海河水利委員會海河下游管理局，天津300061）

新引河進洪閘液壓系統技術改造

王玉芳，任金剛，姜偉

（海河水利委員會海河下游管理局，天津300061）

新引河進洪閘液壓系統存在不少技術缺陷，進行技術改造十分必要。對新引河進洪閘液壓系統技術改造進行了詳細的說明，并對今后維修養護提出建議。

進洪閘；液壓系統；技術改造；新引河

1 引言

新引河進洪閘位于天津市北辰區、永定河尾閭與北運河的匯流處，與北運河節制閘、永定新河進洪閘共同組成屈家店樞紐，其主要功能是泄洪，防汛地位非常重要。該閘始建于1932年，改建于1994年，改建后設計總泄量400 m3/s，為胸墻式水閘，分為4孔，每孔凈寬9 m，設平板鋼閘門，采用液壓系統啟閉閘門。新引河閘液壓系統為一套油泵站系統控制4孔液壓啟閉機，液壓站型號為XYZ-16/46-2× 20-00，啟閉機型號為QPPYI-2×20-7900。

近年來，液壓啟閉機運行不平穩，爬行嚴重，左右不同步，且液壓啟閉機端部的頂壓塊在運行時會發生不同程度的位移，非常危險，給運行管理帶來很多困難。經初步分析認為，由于當時國內液壓技術水平較低，不成熟，很多技術不符合現行規范標準，新引河進洪閘液壓系統存在不少技術缺陷：啟閉機的同步采用分流閥等量分流方式，無開度測量裝置，無法實現液壓啟閉機同步糾偏；當時的液壓閥件均為國內生產，質量較差，且運行了10余年，漏油嚴重，有些是非標產品無法更換；液壓啟閉機導向過短，伸出過長時，容易發生彎曲。

2 液壓系統檢測

為保證工程安全運行、查清系統存在問題和對缺陷進行有目的性的改造，2008年7月，委托水利部水工金屬結構質量檢驗測試中心對液壓缸及液壓系統進行了全面檢測，發現其存在如下問題：①工作閘門沒有設置左右強制限位裝置，導致閘門左右偏擺，易造成滑塊脫離軌道；②液壓啟閉機控制系統中沒有設置左右自動糾偏裝置；③閘門運行是靠液壓油缸柱塞桿頂推而提升，閘門上邊的反向滾輪離閘門上端較遠，導致閘門向下游偏離；④液壓油缸的密封形式采用O形密封、Y形組合，型式陳舊，密封效果較差；⑤液壓油缸的導向套采用尼龍環導向，且導向面積小，磨損嚴重，造成無法準確導向。

3 改造方案

根據2008年7月水利部水工金屬結構質量檢驗測試中心的安全檢測意見和結論及新引河閘液壓啟閉機存在的問題，按照啟閉機現行規范要求，采用如下改造方案。

3.1 液壓系統改造

考慮利用原有液壓系統設備改造難度很大，液壓系統全部重新設計。液壓系統由1套液壓泵站、8臺液壓啟閉機、液壓管道、電氣控制系統及附件組成。液壓泵站設有2臺液壓泵組，互為備用。每孔閘門設有2臺啟閉機。液壓管道獨立給每臺啟閉機供油。主要技術參數如下：額定壓力31.5 MPa；工作壓力16.2 MPa；額定排量25 ml/r；控制電壓DC24 V；動力電壓AC380 V、15 kW；油箱容量1 380 L。

（1）液壓系統原理。閘門運行條件為動水啟閉，閘門啟閉過程要求啟閉機運行平穩，無爬行、抖動等不良現象，并能使閘門可靠地停止在任何位置。液壓系統在滿足閘門運行要求的前提下，應簡單可靠、易于安裝維修，并有完善的監視、測量、控制和保護裝置。液壓系統原理，如圖1所示。

圖1 液壓系統原理

（2）液壓啟閉機設計。①液壓啟閉機重新進行設計，主要改進部分為柱塞的動密封和導向裝置。原設計動密封為O形密封、Y形組合，現在改為進口斯特封和U形組合密封，密封更可靠，運動阻力也更小。原柱塞導向采用尼龍環導向，現改為銅基金屬導向，導向面積增大，運動更平衡。②新增加銅基刮污環，保證柱塞表面光潔。③將排氣測壓接頭由原來柱塞桿頂端改到缸體端頭側面，方便及時排氣及隨時監測缸內壓力。液壓啟閉機，如圖2所示。

圖2 液壓啟閉機

（3）液壓控制系統。①液壓控制系統主要控制閥件改為進口元件；②每孔閘門新增加了調速回路、比例糾偏回路，完全保證閘門兩端的同步運行，保證同步運行精度在25 mm以內；③提供足夠的壓力監測信號，保證液壓系統正常運行。

3.2 閘門導向改造

（1）在閘門的上部增加沿水流方向的導向裝置，防止閘門沿水流方向的偏斜。

（2）對下游側排架柱的導向座板改造，將原座板拆除，并加寬該座板，并將該座板兼作閘門的側導向座板，防止閘門垂直水流方向的偏斜。

3.3 電氣控制系統配備

（1）采用PLC自動控制與繼電器手動控制相結合的方式，實現啟閉機等設備的監視與控制，并可通過通訊協議與上位計算機進行數據通訊（預留），實現現場自動、手動操作以及遠方集中操作，保證液壓啟閉機隨時處于工作狀態。

（2）可實現閘門開啟、關閉、下滑自動回升、左右油缸自動糾偏等功能。

（3）控制系統采用觸摸屏，不但可實現閘門的各種工況操作功能，還可顯示主要的狀態信息和報警信息等，如控制電源工作、油泵電機工作、閘門全開全關等狀態信息和PLC故障、系統壓力、濾油器、油箱液位、電動機回路故障、閘門開度和系統壓力等報警信息。

4 改造效果

系統組裝后，現場進行了聯合調試，效果較好。每一孔均進行了全開度啟閉，液壓啟閉機運行平穩，無爬行現象；同一孔啟閉機開度差超過6 mm時自動調整糾偏；啟閉機活塞桿24h沉降量僅為4mm。

5 結語

液壓技術近10年得到迅速發展，逐步成熟。舊的液壓設備存在不少技術缺陷，進行技術改造是十分必要的。液壓系統建成后，要加強對管理人員的技術培訓和培養，制定液壓系統的維修養護規程，按照規定進行保養和維修，提高其運行穩定性和可靠性。

TV664+.2

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1004-7328（2014）04-0065-02

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.023

2014-03-16

王玉芳（1972-），女，高級工程師，主要從事水文水資源及工程管理工作。