橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)在曹娥江大閘樞紐工程中的應(yīng)用

吳燕勤

(浙江江能建設(shè)有限公司,浙江 杭州 310020)

由于防洪渡汛的緊迫性,在閘門運(yùn)行中,未能對(duì)橡皮止水及時(shí)充分潤(rùn)滑,橡皮止水很容易造成嚴(yán)重磨損以致發(fā)生劃傷、撕裂、脆裂等損壞,導(dǎo)致閘門大量漏水。然而,更換橡皮止水時(shí),往往需要做一些如拆裝液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、置換吊運(yùn)閘門等輔助工作,投入成本費(fèi)用較多。因此,有必要采取安裝一套橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng),加強(qiáng)潤(rùn)滑,降低磨損,延長(zhǎng)其使用壽命。

1 水閘概況[1]

曹娥江大閘樞紐工程位于錢塘江下游右岸主要支流曹娥江河口,距紹興市市區(qū)30 km,是浙東引水工程的樞紐工程,是紹興市工業(yè)新城區(qū)開發(fā)啟動(dòng)性重大基礎(chǔ)設(shè)施工程。該工程主要功能是以防潮(洪)、治澇為主,兼顧水資源開發(fā)利用、水環(huán)境保護(hù)和航運(yùn)等綜合利用。大閘溢流系統(tǒng)由28扇閘門、28套液壓?jiǎn)㈤]機(jī)及2臺(tái)移動(dòng)式門機(jī)組成。溢流閘門為空間桁架體系門梁的潛孔式平面滑動(dòng)閘門,橡皮止水雙向止水。

影響橡皮止水使用壽命的因素主要有:①橡膠老化而脆裂;②機(jī)械損傷(閘門運(yùn)行中的磨損、撕裂等);③接觸腐蝕性物質(zhì)而損壞。其中因素①由材質(zhì)決定;因素②在橡膠老化期最為明顯,可以采取措施避免或減小;因素③發(fā)生的可能性很小,可以避免或回避。在使用過程中,橡膠磨損是引起機(jī)械損傷的主要因素,可采用注水潤(rùn)滑橡膠摩擦面的辦法,減小摩擦,降低磨損,延長(zhǎng)壽命。

傳統(tǒng)閘門橡皮止水以往一直采用人工澆水潤(rùn)滑的方法,需2人在閘門上向門楣止水封澆水,另需2人在門槽向側(cè)止水封澆水。此法缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力,潤(rùn)滑質(zhì)量不理想。(要持水至閘門上方,人工澆水可能不到位或不均勻)。

2 橡皮潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)[2]

閘門橡皮潤(rùn)滑系統(tǒng)是在充分借鑒人工澆水潤(rùn)滑方法的基礎(chǔ)上,同時(shí)又考慮到它的缺點(diǎn)而形成一套簡(jiǎn)單、適用的自由注水式橡皮潤(rùn)滑系統(tǒng)。它以天然水作為潤(rùn)滑劑,利用配水管網(wǎng)將水噴淋到止水座,使橡皮摩擦面始終處于有水潤(rùn)滑狀態(tài),減小摩擦,降低磨損,達(dá)到延長(zhǎng)其使用壽命的目的。

2.1 系統(tǒng)組成

閘門橡皮潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由供水、配水及電氣3部分組成。系統(tǒng)采用自動(dòng)供水、自流配水的工作方式。曹娥江大閘樞紐工程按每4孔閘門共用1套潤(rùn)滑系統(tǒng),共7套潤(rùn)滑系統(tǒng),分別布置在7個(gè)水泵房;每套潤(rùn)滑系統(tǒng)相互連通,并在中間設(shè)置1只截止閥,每套潤(rùn)滑系統(tǒng)可以作為其他1個(gè)或2個(gè)相鄰潤(rùn)滑系統(tǒng)的備用潤(rùn)滑系統(tǒng)。

2.1.1 供水、配水部分[3-4]

供水、配水部分由水泵電機(jī)組、供水管路、過濾器、壓力表、配水干管、各閘門供水支管、控制閥、噴嘴、淋管等組成。水泵選用機(jī)電一體化的自吸泵,配有止回閥,防止水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),水流倒流,引起電機(jī)反轉(zhuǎn)而損壞電機(jī),揚(yáng)程為15～20m,流量為21～25m3/h,有一定的余量,滿足運(yùn)行要求;經(jīng)對(duì)供水系統(tǒng)運(yùn)行水力計(jì)算,取水管選用DN80的鍍鋅管,直接取至曹娥江2.30 m水源(正常蓄水位為3.90m,最低水位為3.00 m),保證閘門運(yùn)行時(shí),有充足的水源潤(rùn)滑止水橡皮;供水管總路選用DN65的鍍鋅管;閘門供水支管選用DN25的鍍鋅管;淋管選用DN15的鍍鋅管;噴嘴雙向布置,保證雙向止水橡皮能夠充分潤(rùn)滑。(因?yàn)楣こ痰攸c(diǎn)的特殊性,為了保證提高管道的防腐性能,實(shí)際應(yīng)用中采用PE管)

2.1.2 電氣部分

電氣部分由一次 (380 V)及二次(220 V)電路組成。電源引自水泵房總配電柜,控制箱就近安裝在總配電柜旁,便于操作和檢修;二次控制系統(tǒng)采用現(xiàn)地控制和遠(yuǎn)程集中控制,同時(shí)該系統(tǒng)設(shè)有遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體二次控制圖如圖1所示。

圖1 橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)電氣二次控制圖

2.2 橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)的特點(diǎn)[5]

2.2.1 結(jié)構(gòu)清晰、操作簡(jiǎn)單

橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)僅由供水、配水及電氣3部分組成,相對(duì)分開,結(jié)構(gòu)清晰明了?，F(xiàn)場(chǎng)操作只有一開一關(guān),操作非常簡(jiǎn)單。

2.2.2 運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠

橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)水量充沛(直接取至曹娥江)、潤(rùn)滑全面,避免了干磨擦,摩擦面沒有明顯的磨痕和毛刺,閘門運(yùn)行中無瞬間滯停和輕微轟鳴。橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)和閘門運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)間上的配合,由PLC程序設(shè)置,準(zhǔn)確、安全、可靠。而且橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)接點(diǎn)少,控制簡(jiǎn)便。

2.2.3 具有一定的經(jīng)濟(jì)性

橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)單套投資F約為3.8萬(供配水管按PE管價(jià)格計(jì)算),其中供配水3.4萬,電氣0.4萬。系統(tǒng)年利用率小時(shí)數(shù)較小,折舊年限n取15 a,殘值S取1.4萬。年折舊費(fèi)d按直線折舊法計(jì)算:

d=(F-S)/n=1 600元

相當(dāng)于每扇閘門每年分?jǐn)?00元的折舊費(fèi),投入成本較低,而且一次性投產(chǎn)后,以后的運(yùn)行、維護(hù)成本也較低,具有一定的推廣價(jià)值。

3 實(shí)際應(yīng)用

橡皮止水潤(rùn)滑系統(tǒng)投入使用前,橡皮止水時(shí)有明顯的劃傷、拉傷等損壞現(xiàn)象發(fā)生,而在該系統(tǒng)投入使用后,劃傷、拉傷等損壞現(xiàn)象有明顯的改觀,摩擦面沒有明顯的磨痕和毛刺。同時(shí)也大大減少人力物力的投入,只需一個(gè)人在現(xiàn)地或中控室遠(yuǎn)程操作。PLC程序時(shí)間上的準(zhǔn)確控制避免了因人為因素造成的潤(rùn)滑質(zhì)量不過關(guān)而損壞橡皮止水的現(xiàn)象,進(jìn)一步完善了大閘溢流閘門的組成。

4 結(jié) 論

閘門橡皮止?jié)櫥到y(tǒng),減輕了人工勞動(dòng),提高了工作效率,同時(shí)也提高了閘門運(yùn)行的安全性和可靠性。為同類工程建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]范志國(guó).南水北調(diào)中線京石段閘門設(shè)計(jì)探討 [J].水科學(xué)與工程技術(shù),2006(2):29-30.

[2]尤聿寧.水工閘門止水橡皮的摩擦特性 [J].農(nóng)田水利與小水電,1995(7):29-31.

[3]水利部.水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范 [S].北京:中國(guó)水利水電出版社,1995.

[4]水利部.水閘技術(shù)管理規(guī)程[S].北京:中國(guó)水利水電出版社出版,1995.

[5]施莫澤.水工鋼閘門橡皮止水 [J].廣西水利水電,1990(1):62-66.