葛洲壩電站門機液壓自動抓梁改造

張作誠，別行強

（中國長江電力股份有限公司檢修廠，湖北宜昌443002）

0 引言

葛洲壩電站有門機15臺，配備液壓自動抓梁22套（有些門機配備多個不同用途抓梁），主要用于操作電站平面閘門和攔污柵、泄水閘的平面閘門、以及排沙底孔平面閘門等，部分平面閘門須在水下操作。門機啟閉水下閘門過程中，對自動抓梁的可靠性要求極高，葛洲壩門機運行30年來，液壓抓梁信號系統都曾進行更新，取得了一定效果。但液壓自動抓梁還存在一些不安全缺陷，特別是液壓抓梁水下穿銷若出故障，將導致閘門啟閉失敗。

1 抓梁故障分析

門機液壓自動抓梁由液壓泵站、液壓穿軸裝置、電纜及信號反饋裝置等組成。門機抓梁水下運行中會發生的問題主要有：（1）抓梁水下液壓泵站進水，導致電磁閥故障，無法穿退銷，液壓油進水乳化，液壓件受損；（2）抓梁就位傳感器和水深傳感器易損壞，導致信號異常，無法正常穿銷；（3）門機倒換抓梁操作時，抓梁信號插頭重新連接后易進水發生短路故障；（4）抓梁在穿銷過程中易發生抖動現象等。

以上故障中，液壓抓梁換向電磁閥是故障率較高的元器件，其次是抓梁信號插頭和各種傳感器，再就是液壓泵站箱體密封性。

2 抓梁改進思路

按照葛洲壩多次抓梁故障處理經驗，要降低門機抓梁操作故障率，首先應減少液壓換向電磁閥的故障，最好的方式是取消故障率最高的元件環節。例如，可以采用在門機控制室直接控制抓梁電機正反轉的方式，操作雙向液壓泵，實現抓梁的穿、退銷。其效果主要是將換向的方式改變，由水下換向電磁閥改變為水上電氣元件直接切換，使水下元器件簡單化，從而保證水下少出或不出故障。

當水下液壓抓梁出現故障、無法正常退銷時，以往是由潛水員在水下將液壓油管拆除，用千斤頂將銷軸頂出，將抓梁提出水面檢修。但作業門槽狹小空間，有時抓梁根本就沒有空間放置千斤頂，或者水下空間狹小，潛水員無法進入處理，因此有效解決水下抓梁突發故障，采用切實可行的應急措施，對于電站閘門正常運行至關重要。為此，經過研究和實驗，當抓梁水下故障無法排除時，由潛水員攜帶快速接頭的液壓軟管，與抓梁上配置的應急快速插頭連接，再利用地面備用應急液壓泵站控制的方式，實現抓梁穿退銷。

其次，抓梁就位傳感器、位移傳感器、水深傳感器的配置，要求靈敏度高、防水性能好、機械強度高，能適應水流沖擊、高泥沙污物等干擾，并能適應水下40 m深度的工作環境。

改造后的液壓系統見圖1。

圖1 改告后的液壓系統Fig.1 Hydraulic pressure system after modification

3 抓梁改進設計

液壓站改進設計采用雙向復合泵加電動機正、反轉的方式，控制液壓系統驅動抓梁的銷軸移動；改進防水密封盒插座、插頭，使其不可能反向和錯位插接；防水接線盒內安裝浸水傳感器、干燥劑和水壓傳感器；在進出液壓銷軸油缸的液壓管路中增設備用液壓快速接頭，以備當門機抓梁在水下穿退銷故障時，轉接地面應急移動液壓泵站，完成穿退銷處理。

改進后的液壓泵站見圖2。

圖2 改進后的液壓泵站Fig.2 Improved hydraulic pump station

另外在抓梁上安裝抓梁就位傳感器，能在配套顯示屏上動態演示抓梁就位過程，并能根據需要進行閘門充水平壓的控制。要求顯示屏全中文操作、直觀醒目，能對門機抓梁的運行狀態（如：提升、下落閘門，抓梁穿銷、退銷等）進行全過程屏幕動態顯示，且監控裝置具有自檢測及報警功能。

4 改造試驗及應用效果

液壓自動抓梁改進試驗從2007年開始，其中，更換了抓梁所有主控水密電纜、控制電纜、動力電纜，更換了抓梁液壓系統、抓梁液壓穿銷信號系統主控柜、抓梁水密插座，加裝了抓梁就位傳感器、位移傳感器、重量傳感器、高度傳感器、水深傳感器，加裝了抓梁備用液壓快速接頭等。

改進后的液壓自動抓梁，經過抓梁穿退銷試驗、高度上下限試驗、重量超載試驗、抓梁就位試驗、抓梁浸水試驗、抓梁液壓快速接頭穿退銷試驗等一系列試驗，抓梁液壓系統運行正常可靠。

2007年，首套門機液壓自動抓梁系統改進完成，經過兩年多運行維護，未出現任何水下故障，經過應用評估，認為液壓自動抓梁系統的改進符合設計思路和作業要求。為此，從2008年底起，液壓自動抓梁系統改進方案在葛洲壩其它門機上逐步實施。改進后的門機液壓自動抓梁，啟閉閘門的操作效率大大提高，閘門作業可靠性得到了保障。

5 運行中注意事項

液壓自動抓梁改造后，經過兩年多的使用，從未發生故障，但在運行操作中必須注意以下幾點：

（1）深水電纜插頭接頭時必須擰緊，以保證插針接觸良好，不得帶電插拔深水電纜插頭。

（2）深水電纜插座密封蓋必須擰緊，以防深水電纜插座進水；運行中的抓梁、深水電纜應使用固定裝置加以固定和保護，以防閘門運行時深水電纜被水流沖斷。

（3）液壓自動抓梁操作閘門前，可在壩面上試操作穿銷和退銷各一次，且門機抓梁綜合監測儀顯示正常，檢查液壓泵站及油管無滲漏時，再進行閘門操作。

（4）抓梁液壓油按說明書定期進行檢查和更換，以保證抓梁穿退銷平穩有力。■