響水船閘QHCS型啟閉機更新改造

【摘要】響水船閘工程位于響水境內，是溝通通榆河與灌河的控制工程，按Ⅲ級航道標準設計建造，主體工程為Ⅱ級水工建筑物，上下閘首及閘室均為鋼筋混凝土整體塢式結構，采用下臥式弧形鋼閘門，配備QH-2×300kN固定卷揚式啟閉機控制運用。工程設計在啟閉機選型時容量不足，為保障工程安全運行，將下閘首啟閉機更新改造為QHCS型啟閉機。本文主要針對QHCS型啟閉機更新改造做出說明。

【關鍵詞】響水船閘；QHCS型啟閉機；更新改造

1、工程概況

響水船閘工程于1998年6月動工興建，2000年12月完工，2001年4月通航，主要作用為通航、擋潮和排澇。閘室有效尺寸220m×16m×3.3m（檻上水深），結合排澇100m3/s，設計最大船舶等級為1000噸。上下閘首采用下臥實腹式雙主梁弧形鋼閘門，輸水形式為門底輸水，均配備QH-2×300KN-15m固定卷揚式啟閉機。上閘首閘門弧面半徑R=8.3m，支鉸中心高程4.0m，底板高程-2.0m，門頂高程4.5m，閘門面板弧長7.35m；下閘首閘門弧面半徑R=10.8m，支鉸中心高程4.0m，底板高程-4.2m，門頂高程4.5m，閘門面板弧長10.2m。

上、下閘首式啟閉機型式為集中驅動雙吊點三機架機構，中間獨立機架布置電動機、減速器、制動器，兩側機架布置開式齒輪傳動、卷筒機構以及鎖定機構。

2、歷次改造維修與存在問題

2.1歷次改造維修

閘門在2005年至2009年間曾先后發生三次自由下滑事件，嚴重威脅船閘工程安全運行，維修更換下閘首制動器；下閘首啟閉機負荷較大，減速器齒輪點蝕磨損嚴重，2010年對其進行了大修，主要更換了減速機齒輪等零部件；2010年委托設計單位對制動器的制動力矩進行了復核，并更換了制動器，加大了制動器力矩。

2.2存在問題

制動輪表面硬度為HRC30，低于規范要求的HRC35-45，耐磨層表面已磨損，制動器抱剎間隙小于規范要求，制動輪已出現裂紋，將影響啟閉機的正常功能，閘門仍然存在自動下滑的問題。

下閘首啟閉機左、右機架上大、小齒輪接觸面均出現了嚴重的點蝕，局部接觸面已出現較深的孔，減速箱漏油嚴重。僅布置一臺功率為30kW的電機，無降壓起動裝置，在全壓直接起動時，將會產生較大的啟動電流，影響同電網其它設備的正常運行，并會傷害電機絕緣，降低電機壽命。

3、下閘首啟閉機改造方案

3.1方案一：對QH型啟閉機進行維修改造。更換減速箱，并采用硬齒面的齒輪；更換兩側機架開式齒輪的大小齒輪，采用硬齒面的齒輪；更換制動器，加大制動轉矩；增加頻敏電阻器，減少過流。

該方案不能徹底解決下閘首閘門啟閉力不足的問題，開式齒輪在工作一定時間后磨損點蝕必然會出現。因更換齒輪需在現場進行，改造需較長時間的斷航。

3.2方案二：將原啟閉機拆除，更換為QHCS型船閘專用啟閉機，并加大啟閉機的容量，采用QHCS2×400kN船閘專用的啟閉機。

船閘專用卷揚啟閉機為兩機架分別驅動雙吊點機構，即兩側機架分別布置安裝電動機、減速器、制動器、卷筒機構。兩機架通過中間軸剛性聯接，該型式啟閉機因在兩側布置了制動器，更加安全可靠。因新型啟閉機安裝了2臺電動機，需對電氣控制進行改造。經下閘首工作橋安全復核計算，工作橋結構截面尺寸及配筋能夠滿足更新后的啟閉機設計承載力要求。

經綜合比較，采用QHCS2×400kN船閘專用啟閉機。主要配置如下：

啟閉機容量：2×400kN 卷筒直徑：?840

電動機：YZR250M1-8，26kW，710r/min

制動器：YWZ3-315/90-10，630N·m

鋼絲繩：?42ZBB6×36SW+IWR+1870 ZS

頻敏電阻器：BP8Y-912

閘門開度儀：WDC31

4、QHCS啟閉機運行效果分析

4.1啟閉機的容量達到800kN，能滿足下閘首閘門最大啟門力的要求，并具有足夠的富裕。采用ZBB級優質鍍鋅鋼絲繩，可以長期露天頻繁使用。整機無開式齒輪，基本實現免維護，僅需定期進行減速機油檢查、更換。

4.2采用鋁合金液壓制動器，制動可靠安全，結構輕巧維修方便；雙制動器更加安全可靠，保證該類型閘門在擋水時不下滑。

4.3減速機直聯卷筒，減速箱內齒輪均采用低碳合金鋼經過滲氮淬火磨齒加工工藝的硬齒面齒輪，可靠耐磨，使用壽命長，密封裝置全部采用進口油封，維護方便。

4.4左右雙電機配置，負載持續率60%，適宜周期性頻繁使用，發熱量小，噪音低。采取電機過流保護，當電機出現電流過大或啟閉機卡阻現象造成負載加重時，系統立即啟動自動保護。

4.5增設下滑保護，當閘門開啟到設置開度停止后，控制系統自動監測閘門實際開度，當閘門實際開度下滑達一設定值時（20cm），自動開啟控制啟動閘門，恢復閘門至原設定位置。

參考文獻：

[1]閘門啟閉機自動化控制與監控研究設計[J].謝海峰.黑龍江科技信息. 2017（16）

[2]閘門啟閉機的運行管理研究[J].陳冬.科學技術創新.2017（20）