紫坪鋪工程沖沙洞事故門無重閉門液壓系統改造

葛 凱， 付 雄 葦

(1.四川省紫坪鋪開發有限責任公司，四川 成都 610091；2.華電金沙江上游水電開發有限公司蘇洼龍(昌波)分公司，西藏 昌都 854514)

紫坪鋪工程沖沙洞事故門無重閉門液壓系統改造

葛 凱1， 付 雄 葦2

(1.四川省紫坪鋪開發有限責任公司，四川 成都 610091；2.華電金沙江上游水電開發有限公司蘇洼龍(昌波)分公司，西藏 昌都 854514)

對紫坪鋪水利樞紐沖沙洞事故檢修門液壓系統進行改造，實施并應用于長行程、多節拉桿連接平面閘門的無重閉門檢修工況，不但保障了原有液壓系統在閘門操作過程中的固有安全穩定狀態，而且提高了事故檢修閘在檢修狀態下拉桿的拆裝速度和穩定性，提高了檢修效率，可為類似拉桿連接液壓啟閉平面閘門檢修提供參考。

事故檢修門；液壓管路；無重閉門；拉桿；改造；紫坪鋪工程

1 概 述

紫坪鋪水利樞紐工程位于四川省成都市西北60余km的岷江上游，是一座以灌溉和供水為主，兼有發電、防洪、環境保護、旅游等綜合效益的大(1)型水利樞紐工程。樞紐泄洪設施由兩條泄洪排沙洞和一條沖沙放空洞組成，其中沖沙放空洞進口位于進水口中間，進口設置一潛孔平面事故檢修門，門葉分為上下兩節，門葉上方配置加重箱，止水方式為前止水，閘門通過24節拉桿與液壓啟閉機活塞桿連接，閘門運行的可靠性和穩定性對整個樞紐以及下游的安全十分重要。針對該閘門無重閉門工況，筆者對其液壓系統改造情況進行了分析。

2 閘門運行工況及其存在的問題

2.1 正常啟閉運行

紫坪鋪水利樞紐沖沙放空洞事故檢修門的啟閉操作由一臺4 000 kN-6.2 m液壓啟閉機完成，該液壓啟閉機由一套液壓缸總成及機架總成、一套液壓控制閥組、一套液壓泵站設備、一套電控設備和一套管道及附加設備組成，其技術參數見表1。

2.2 檢修工況運行

根據沖沙放空洞事故檢修門運行情況，當需要對其進行大修時，需逐節拆除拉桿并提升閘門至檢修平臺，此時液壓啟閉機活塞桿與拉桿及閘門解除連接后，需單獨伸出活塞桿進行閉門操作以連接下一節拉桿，此工況為檢修無重閉門工況。

2.3 存在的問題

表1 啟閉機技術參數表

紫坪鋪水利樞紐沖沙放空洞事故檢修門門葉、加重箱、拉桿以及換向吊頭合計重達2 215 kN，考慮到樞紐進水口配置的雙向門機最大啟門力為2 000 kN，在檢修無重閉門工況下，閘門的拆裝工作均需用到液壓啟閉機，然而，在原有的液壓系統基礎上已不能滿足該工況的工作效率，因此，針對該閘門檢修無重閉門工況存在的問題，必須對液壓系統進行改造，筆者對該改造項目進行了分析論述。

3 液壓系統的改造

3.1 液壓系統分析

沖沙放空洞事故檢修門液壓啟閉機液壓原理見圖1。

由圖1可知，關閉閘門操作的液壓系統運行流程為：電磁閥YV1通電，空載啟動液壓泵電動機組，延時10 s左右，電磁閥YV1斷電，YV2、YV4通電，壓力油打開2.1液控單向閥，液壓缸有桿腔油液經1.1調速閥調節閉門速度后進入液壓缸無桿腔，同時壓力油經3.1順序閥向液壓無桿腔補油。上述閉門操作是依靠閘門、加重箱、拉桿、液壓活塞桿等設備自重情況下進行的，系統供給的油液流經順序閥3.1后部分補給于無桿腔，部分經單向閥4.1流回油箱。表2為沖沙放空洞事故檢修門實際閉門操作中部分運行統計參數。

圖1 沖沙放空洞事故檢修門啟閉機液壓原理圖

表2 沖沙放空洞事故檢修門閉門操作運行參數表

由上述沖沙放空洞事故檢修門閉門運行情況可知，實際運行中閉門速度約為0.4 m/s，結合表1中的啟閉機參數以及圖1，可以計算出閉門工況下系統液壓油流經順序閥3.1后補給無桿腔的流量q補，根據差動液壓缸流量參數計算公式：

(1)

帶入數據V閉門=0.4m/s，d活塞桿=0.26m到公式(1)，由式(1)可知：q補=21.24L/min；沖沙放空洞事故檢修門液壓系統油泵為定量柱塞泵，其額定流量為150L/min，由此可見，閉門工況下，液壓系統提供的液壓油少部分補給無桿腔，大部分經插裝壓力控制閥5.1和單向閥4.1流回油箱。

綜上所述，閉門操作時，系統供給的液壓油大部分經單向閥4.1流回油箱，因原液壓回油管路單向閥4.1處的壓力值小于無桿腔的壓力值，加之沖沙洞事故檢修門液壓啟閉機在無重閉門工況下卸除閘門、加重箱、拉桿負重，完全依靠活塞桿自重進行伸出以連接下一節拉桿更是非常緩慢，因此，需要對沖沙洞事故檢修門液壓系統管路進行優化改造，以適應事故檢修門大修拉桿拆裝工作的無重閉門工況。

3.2 改造方案

綜合考慮以下因素：改造優化后的方案啟用頻率較小，且僅應用于沖沙洞事故檢修門大修時的無重閉門工況；鑒于該閘門為前止水，正常運行時應保證其原有的運行速度，以確保水封及支承結構在工作段的運行安全，且須保證沖沙放空洞在樞紐防洪供水時能精確投用，這就需要保持原有液壓系統仍能不受干擾地平穩運行。因此，根據上述3.1液壓系統分析，可從系統補給無桿腔液壓油考慮，在圖1中回油管路單向閥4.1前①標識處并聯增設一壓力控制回路，對系統供給流經順序閥3.1后的液壓油形成回油背壓回路，使得系統供給的大部分液壓油能流向無桿腔，以加快活塞桿的伸出速度；為避免改造后的回油管路對日常閘門操作運行穩定性造成影響，背壓回路采用與圖1PQT裝置類似的并聯增設支路布置型式；同時考慮無重閉門工況的運行頻次較低且檢修工況下對活塞桿伸出速度的精度要求不高，背壓回路選用上海立新液壓DB10-1-50/5型直動式溢流閥。綜上分析，在保障原有液壓系統穩定性的前提下，從經濟、改造方案實施便捷、不對原有液壓系統造成干擾影響的前提出發，確定實施該改造方案，并聯增設回油背壓管路改造實施方案和改造后的液壓回油管路實際圖見圖2。

(a)改造示意圖 (b)改造后的液壓回油管路圖圖2 無重閉門工況改造方案示意圖

紫坪鋪水利樞紐沖沙放空洞事故檢修閘液壓系統管路在完成以上改造項目后，可關閉如圖2所示的6.1(3331)截止閥，開啟7.1(3351)截止閥，并通過調節8.1溢流閥進行閘門大修無重閉門操作，既保證了原有液壓系統不受影響，又可滿足該工況下的檢修作業效率，該改造項目達到了預期效果。

4 結 語

紫坪鋪沖沙放空洞事故檢修門無重閉門工況液壓改造項目的實踐應用，適應了多節拉桿連接、長行程平面閘門的檢修工況，改造方案采用并聯增設液壓回油支路型式，保留了原設計液壓回油管路，分別投用于不同工況，原液壓回油管路確保了樞紐閘門的啟閉穩定性不受影響，新增設的并聯液壓回油管路投用于無重閉門工況，提高了閘門檢修時多節拉桿的拆卸和安裝效率。同時，改造項目實施工期短、投資小、對液壓泵站設施設備干擾小；新老液壓管路獨立運行，操作切換便捷，為同類液壓啟閉拉桿連接式平面閘門檢修的無重閉門操作提供了經驗和參考。

葛 凱(1989- )，男，四川仁壽人，助理工程師，碩士，從事水工金結設備運行維護技術與管理工作；

付雄葦(1989- )，男，四川內江人，助理工程師，學士，從事水電工程建設技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

2017- 01- 10

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1001- 2184(2017)04- 0090- 02