永寧江閘樞紐工程閘門啟閉時故障應急處置方案探討

金建軍

(臺州市黃巖區永寧江管理局，浙江 臺州 318020)

永寧江閘樞紐工程閘門啟閉時故障應急處置方案探討

金建軍

(臺州市黃巖區永寧江管理局，浙江 臺州 318020)

永寧江閘樞紐工程1998a建成，投運已有近20a歷史，設備陳舊，專業技術人員短缺。樞紐工程中的機電設備，特別是電氣設備，對照國家標準早已達到報廢程度。而閘門啟閉電氣系統是一一對應，沒有備用設備。因此必須要設計出一套快速的處理設備，在危急情況下，當設備出現故障能夠及時快速得到處置，并且不需要專業技術人員也能使問題得到解決。

永寧江閘；閘門啟閉；常見故障；應急處置

1 工程概況

黃巖永寧江閘樞紐工程，位于永寧江、靈江、椒江匯流處。距黃巖城區9km。主要擔負著永寧江流域的擋潮泄洪任務。閘為10孔，采用預應力鋼筋混泥土平面滑動閘門，液壓啟閉，啟閉機設3臺油泵操作組，2用1備。工程設計三日暴雨四日排完，最在泄流量1500m3/s，按20a一遇(P=5%)設計，50a一遇(P=2%)校核的擋潮泄洪標準。永寧江閘建于1998年，投入運行已近20a歷史[1]。

2 啟閉設備簡介

永寧江閘樞紐工程，核心設備由電氣控制系統和機械執行系統兩部分組成。閘門啟閉采用的是液壓啟閉，啟閉機選用QPPYI-2×63t柱塞式油壓啟閉機，柱塞長7m,該機便于集中管理，柱塞能縮進油缸內避免海水腐蝕。啟閉機設3臺油泵操作組，其中2臺1#、3#油泵為正常使用設備，另1臺設備2#油泵作為故障時備用設備，油泵型號160SCY14-1B，啟閉速度為1.0 - 1.5m/min，1h內完成10孔閘門開啟。1 - 5號閘門由1#油泵提供啟閉的動力，6-10號閘門由3#油泵提供啟閉的動力。閘門、油泵控制的操作有兩種方法：總控室操作和現場操作。

3 設備常見故障分析

3.1 工程管理單位現狀

近幾年，浙江省各地都在開展水利工程管理規范化(達標)創建。黃巖永寧江閘作為浙江省為數不多的大型水閘之一，2016年年初接到市水利局通知要求代表臺州市參加省里的水利工程管理規范化(達標)示范性單位創建。通過近一年的創標工作，工程的面貌發生了巨大的變化，水利工程的管理水平也得到了顯著提升，但水利系統的通病“重建輕管”現象依然存在。永寧江閘樞紐工程建于1998年，投入運行已近20a歷史，設備陳舊，專業技術人員短缺。樞紐工程中的機電設備，特別是電氣設備，對照國家標準早已達到報廢程度。因此在日常的運行中電氣設備故障率逐年增加，另一方面由于技術人員的缺乏，當出現設備故障時無法得到及時的處理。而有時出現故障專業技術人員也無法保證能立即處置，更何況是一般的運行人員。而我們搞水利的人都清楚知道，閘門一般都在比較惡劣天氣時運行，并且情況都非常危急[2]。特別是在臺風暴雨季節，永寧江流域出現大洪水，此時閘門控制電路出現故障造成部分閘門無法開啟，而影響永寧江流域正常泄洪，就會給黃巖人民的生命財產安全帶來嚴重威脅。因此我們必須要設計出一套快速的處理設備，就算普通運行人員也能夠快速地應急處理，而保證閘門的正常運行。

3.2 設備工作原理

閘門開啟工作原理：打開電源；將轉換開關打至開關閘位置；按油泵開閘起動按紐，接觸器線圈得電，主觸點接通電動機，輔助觸點接通時間繼電器，時間繼電器接通回油電磁閥，使油泵起動時保持空載狀態，時間繼電器延時完成后開始建壓；液壓系統壓力達到額定值，再按閘門開啟按紐，中間繼電器線圈得電，接通電磁閥，開閘油路接通，閘門開啟；按閘門停止按紐，再按油泵停止按紐。

閘門關閉工作原理：按油泵關閘按紐，接觸器線圈得電，主觸點接通電動機，輔助觸點接通時間繼電器，時間繼電器接通回油電磁閥，使油泵起動時保持空載狀態，時間繼電器延時完成后開始建壓；液壓系統壓力達到額定值，再按閘門關閘按紐，中間繼電器線圈得電，接通電磁閥，關閘油路接通，閘門關閉；按閘門停止按紐，再按油泵停止按紐；將轉換開關打至停位置；最后切斷電源。

3.3 設備故障分析

閘門運行中常見的故障有液壓系統故障和電氣系統故障。通常情況下液壓系統故障都有先兆，可以不作考慮。而電氣系統故障隱蔽很強，突發事件較為常見。油泵電氣控制采用的是3臺油泵操作組，2用1備，出現故障時可啟用備用設備。而閘門啟閉電氣系統是一一對應，沒有備用設備，一旦出現故障這扇就無法開啟。因此從多年來的故障情況來看，閘門啟閉的電氣系統故障，必需要設計出一個快速應急處理設備，保證閘門能在最短時間內恢復正常運行[3]。

4 閘門電氣故障應急處置

4.1 故障應急處置設計原則

浙江沿海地區每年都會受到幾次強臺風正面襲擊，永寧江流域嚴重的洪澇災害每年都會發生。而發生嚴重的洪澇災害時，部分閘門開啟出現故障，遇到無專業技術人員在場時，普通運行人員也能臨時處置，保證全部閘門能及時開啟。因此在設計時必需滿足下列要求：①移動方便；②操作簡單；③適應性強。

4.2 故障應急方案

電氣的原理圖如圖1所示，接上220V電源，按下SB1，線圈KM得電，輔助觸點KM自保，主觸點KM接通現場電磁閥，閘門運行結束按下SB2，關閉電源。這樣實現閘門應急啟閉目的。

圖1 設備原理圖

4.3 方案實施

閘門應急控制設備安裝在一個400×500×200mm配電箱內。當遇到緊急情況時，將應急控制設備拿到有故障那扇閘門。應急控制設備的電源插頭插到現場的220V的電源插座上，拆下有故障閘門閥組上的電磁閥上線圈插頭(閥組上有2只電磁閥分別是開啟控制的電磁閥和關閉控制的電磁閥，根據故障發生時的情況選擇相應的電磁閥)，將應急控制設備線圈插頭插到電磁閥上，設備連接完成就能控制閘門的啟閉。

5 結 語

永寧江閘樞紐工程閘門啟閉電氣系統是一一對應，沒有備用設備。閘門一般都在惡劣天氣時運行，并且情況都非常危急。特別是在臺風暴雨季節，永寧江流域出現大洪水，此時閘門控制電路出現故障造成部分閘門無法開啟，就會影響永寧江流域正常泄洪。此故障應急處理方案主要考慮在危急情況下，當設備出現故障時，能夠及時快速地使故障得到處置，并且不需要專業技術人員也能使問題得到解決。

[1]浙江省水利水電勘測設計院.黃巖永寧江閘樞紐工程初步設計[R].杭州:浙江省水利水電勘測設計院 ,1992.

[2]許萬升.淺析上利水電站泄洪閘門操作事故[J]. 小水電,2012(04):64-68.

[3]周章煥.官廳水庫泄洪閘門的管理運行工作[J]. 中國水利,1963(16):59-60.

1007-7596(2017)07-0140-02

2017-06-20

金建軍(1974-)，男，浙江黃巖人，工程師，從事水利工程管理工作。

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