水利水電工程機電設備的運行與管理探析

姚忠

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

水利水電工程機電設備的運行與管理探析

姚忠

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

隨著大型水電工程的興建，大型機械的研發也應用也越來越廣泛，尤其是起重機械在近年來在施工中的安全事故不斷增加，是工程存在的重大安全隱患。本文分析了水利工程中一些常見的機電設備存在的問題，并且分析了原因，給出了適當的建議。

水利水電工程；機電設備；起重機械；運行管理

引言

水利水電工程涉及到了勘測、規劃、設計、施工、科研和管理等多項內容，按照行業標準規定執行工程建造方案。新時期國家對基礎設施工程提出新的改造方案，要求地區結合水利工程改造要求進行規劃，從而實現水電資源的長效利用機制。考慮到水利水電改造規模的擴大化，以及機械工程自動化技術普及應用，將各類機械設備應用于現場施工是創新舉措。施工單位不僅要注重機械設備的綜合應用，還要對其建立專項管理措施，發揮出機械設備的全部功能。

尤其是近年來發生在各類起重機上的事故較多，而且呈增長趨勢。造成安全事故發生的原因眾多。其中，安全隱患是造成安全事故的原因中最為重要的一個。在水利水電工程建設中，機械設備尤其是起重機械設備已經出現老化、磨損、腐蝕等現象。以及在機械設備的操作過程中，由于參與施工人員對機械操作的不合理、不合規，也是在施工中長期存在的安全隱患。

1 水利水電工程中機電設備管理的重要性

水利工程的機電設備就是對機電設備在計劃預檢修、維護和保養和使用等方面進行的全方面的管理，在水利工程的整個管理工作中是十分重要的部分，在一定程度上，決定了水電站、泵站、水閘等水利水電工程能否安全運行、得到良好的收益。設備的完好率低，使用率也就低，所以安全性就越差。在加入世貿之后，國外先進的作業流水和技術被引入國內，提高了我國的自動化水平，設備和技術也來越豐富先進，這就要求了管理人員必須不斷地提高設備管理的水平。加強對于機電設備的管理，要保證機械設備能夠正常的運轉，保持良好運行的狀態。這樣不僅增加了設備的使用舍命、利用率、完好率，更縮短了修理的時間，降低修理的費用，節省運轉過程之中消耗的材料。這樣能不斷降低工程的成本，逐步使社會效益和經濟效益最大化。

2 水利水電工程機電設備中起重機械的安全檢測及評價

在水利水電工程所使用的機電設備中，起重機械是整體機電設備安全隱患存在最多的部分。起重機械結構龐大、機構復雜，并且在作業過程中需要通過多人配合。若在機械本身存在著機械本身結構上的安全隱患，或者在作業過程中，參與操作的人員未能按照安全操作的章程進行操作，就很容易造成安全事故的發生。因此，研究水利水電工程起重機械的安全檢測和評價對水利水電工程安全施工具有一定的現實意義。

2.1 水利水電工程起重機械的安全檢測

起重機械的安全檢測是起重機械安全評價的基礎。為了得到起重機械的安全狀況，必須對起重機械進行安全檢測。起重機械常見的安全隱患包括安全裝置方面、電氣裝置方面、機械方面、金屬結構方面、主要零部件方面等，針對這些安全隱患相應地采取各種安全檢測，包括常規檢測和特殊檢測。

一般來說，起重機械的金屬結構的故障具有全局性，并在相當程度上決定了整機的工作能力。所以重點對起重機械金屬結構進行安全分析，并主要以門橋式起重機為例，通過對其金屬結構（鋼結構）的檢測，繼而對起重機安全狀況做出綜合評價。根據起重機的結構型式和工作狀態，其檢測項目包括：鋼結構的強度和剩余壽命，鋼結構的塑性變形和剛度，鋼結構的腐蝕測量，鋼結構的裂紋檢測等。

利用應變片測量鋼結構危險截面在最危險情況下的動態應力幅值，據此可以知道鋼結構的應力水平和強度儲備；根據應力幅和起重機的工作歷程可以算出起重機的剩余使用壽命；利用水準儀可以測量鋼結構主梁在空載和額定荷載時的拱翹值，據此可以知道鋼結構的塑性變形程度，以及是否安全及安全等級；根據空載與額定荷載時拱翹度的差值可以知道鋼結構的靜剛度；根據額定載荷、額定起升高度時主梁的自振頻率可以得到鋼結構的動剛度；根據目測和利用測厚儀可以觀察和檢測出鋼結構（特別是主要受力構件）的腐蝕情況；通過目測和利用磁力探傷儀等可以觀察和檢測出鋼結構的裂紋情況。

2.2 起重機械的安全評價

（1）根據上述觀測，主要根據八個參數進行綜合評價：①剩余壽命；②動態應力幅值；③動剛度；④靜剛度；⑤塑性變形（垂直度及局部變形）；⑥腐蝕程度；⑦裂紋情況；⑧劣化速度。對每個參數的評價可以列表分析，在這里只列出了前4個參數，見表1。

表1 起重機械安全評價表

對于后4個參數，也可以類似得出。例如對于塑性變形，可以從主梁跨中拱度、懸臂翹度和旁彎3個參數來評價。當跨中額定荷載或懸臂額定荷載，主梁基本處于水平，可評為優秀；小車在跨中額定荷載時，主梁下撓，下撓度大于L/700；小車在懸臂端額定荷載時，懸臂下撓，下撓度大于L/250；主梁旁彎達全長的1/700以上，或者當跨中額定荷載時主梁上拱仍在L/700以上，或懸臂額定荷載，懸臂上撓仍在L/250以上時，必須進行修復或加固，如果不能修復或加固則應報廢。又如對于腐蝕程度，可用測厚儀選測24個危險截面的鋼板，沒有發現板厚小于0.98δ的點，且宏觀沒有明顯銹蝕，可評為優秀；如果沒有發現板厚小于0.98的點，但可看到少量銹蝕外表時，評為良好；如果有6個以上的點鋼板厚小于0.98δ，且可見40%面積有銹蝕，需除銹、局部加固并重新涂漆，才允許使用；如果無法加固到足以保證安全時，則應報廢。

起重機屬于特種設備，其安全性要求高，所以必須采用嚴格的評價標準。在此按狀態最差的一個參數評定整機的技術狀態，特別是檢測結果中某個參數顯示起重機需待修或報廢時，應該使起重機停止使用，對其進行全面檢查，重點對這個檢測參數進行復檢，根據復檢結果采取相應措施。

（2）所有參數都沒有出現待修或報廢等嚴重情況，可以采用給每個評價參數賦予評點數的方法（見表1），將參數進行分類，然后求出總的評點數，得出對起重機的整體評價。

（3）用以上的方法對起重機的安全狀態簡單且使用的進行評價，在實際的使用當中，也較為廣泛的應用。但是由于缺乏相關數據的原因，諸多的檢測項目或者評價參數，很難量化求的，只能對其進行定性的描述，但是實際應用中進行的定性描述具有較大的主觀性。

因此，還可以利用模糊數學理論對設備的安全狀況進行模糊評價，也是今后對起重機械進行安全評價的重要方向和趨勢。

3 結語

根據上文對起重機械的安全狀況進行分析，兩種方式都有一定的實用價值。另外利用模糊綜合評價方法對起重機械進行安全評價這種方式在今后的運用中，能對當前運用的評價分析方法進行一定的完善，在一定程度上減小了評價的主觀性，使評價結果更加接近真實情況。

在水利水電工程建設中，機械自動化施工標志著工程施工技術的進步，借助機械設備替代人工操作，完成了“高強度、大承重、多任務”等復雜的水利水電任務。機電機械設備具有便捷性、效率性、安全性等特點，但施工現場應用也面臨著設備故障頻發、人為操作失誤、管理難度大等風險。從設備檢查、安裝施工、設備調試等方面展開設備管理，提升了水利水電機電機械設備的綜合利用效率，對水利水電工程施工具有相當重要的意義，是今后水利水電施工機電設備管理的主要研究方向。

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TV737

A

1004-7344（2016）01-0098-02

2015-12-8

姚 忠（1971-），男，助理工程師，大專，主要從事水利水電設備運行管理工作。