第４０卷第５期 水电站机电技术 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．５ ２０１７年５月 Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｍａｙ．２０１７ ９７ 温州赵山渡引水渠系进水口检修闸门改造及应用 徐顺放，白美娥 （浙江珊溪经济发展有限责任公司，浙江温州３２５０００） 摘要：以电动葫芦在赵山渡引水渠系进水口检修闸门改造中的应用为例，详细介绍了检修闸门启闭设备改造的目 标、容量选择、同步控制和轨道的选择与安装，并对电动葫芦的性能特征、操作原理和方法、保护装置等进行阐述，以 及对方案的应用领域进行了研究和探索，通过项目的实际运行数据表明，赵山渡引水渠系进水口检修闸门改造有效 的解决检修闸门启闭操作劳动强度大、工作繁琐等问题，对类似工程应用有一定的借鉴意义。 关键词：渠系进水口；检修闸门；技术应用 中图分类号：ＴＶ６６３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５３８７（２０１７）０５－００９７－０３ ＤＯＩ：１０．１３５９９￣．ｃｎｋｉ．１１—５１３０．２０１７．０５．０２５ １工程概况 任务，而赵山渡引水工程从２００１年５月运行以来主 要任务是城市供水，因此赵山渡进水口闸门的工作 赵山渡引水工程是温州珊溪水利枢纽工程的重 情况发生变化，闸门操作频率和操作精度都比工程 要组成部分，是以供水、灌溉为主，结合发电、防洪的 建设之初的要求高出许多，在运行过程出现了一些 综合性水利工程，工程由引水枢纽和输水渠系两部 不适应的地方，已无法满足现在的供水需求。主要存 分组成，主要建筑物为２级建筑物。设计年供水量 在的问题：检修闸门的启闭设备采用的是两只固定 ７．３Ｏ亿ｍ ，可满足温州市区、瑞安、平阳、苍南、洞头 的手拉葫芦，在运行过程中，检修闸门启闭操作劳动 等地近期、远期用水需求；城镇防洪标准提高到２０ 强度大、工作繁琐，尤其是每节闸门拉出孔口后要将 年一遇，防洪保护农田１７．５万亩；保护人口２５万 其移动至旁边位置时，较不方便。随着城市供水需求 人，为５００万城乡居民提供优质的生活用水和工业 越来越大，对进水口检修闸门启闭设备的改造显得 用水，为温瑞塘河水质的改善提供生态用水。 尤为迫切。 ２赵山渡进水口检修闸门现况与存在问题 ３检修闸门启闭设备改造方案 赵山渡引水渠系进水口设备主要包括金属结构 ３．１检修闸门启闭设备改造目标 工作闸门及启闭设备、检修闸门及启闭设备、回转式 （１）改手动操作为电动操作； 拦污栅。正常蓄水位：２２．００ ｉｎ，校核洪水位：２３．３７ Ｉｌｌ， （２）使各节闸门在检修平台上移动方便； 死水位：２１．０ｍ，设计流量为３６ｍｓ／ｓ，加大流量为３９ｍ３／ｓ， （３）在紧急情况时能对工作闸门进行应急启闭。 工作闸门的上游侧布置一道检修闸门，孔口尺寸为 能实现上述３项功能的启闭设备有电动葫芦、 ５．５ Ｉｎ×６．６ ｍ（宽×高），底板高程为１６．０ ｉｎ，设计水 桥式启闭机、台车式启闭机等多种，其中电动葫芦以 头６．０ Ｉｎ，闸门门型为滑动式浮动叠梁钢闸门，一扇 布置简单、操作灵活、轨道安装方便等优点相比其他 门叶分为３节，单节高２．２ｍ。检修闸门采用２只３０ｋＮ 设备更适合赵山渡引水工程检修闸门。 手拉葫芦进行操作，手拉葫芦挂置于启闭机排架梁 ３－２电动葫芦的容量选择 上。检修闸门平时从门槽中提出放置于检修平台上， 赵山渡引水工程进水口原来检修闸门启闭设备 当工作闸门需维护、检修时通过手拉葫芦逐节吊至 为两只３０ ｋＮ的手拉葫芦，其容量仅满足检修闸门 门槽内。 赵山渡引水工程原来设计是以农田灌溉为主要 收稿日期：２０１７—０３—０８ 作者简介：徐顺放（１９７７一），男，工程师，研究方向：水利工程。 ９８ 水电站机电技术 第４０卷 的启闭，不能满足对工作闸门的应急启闭。检修闸门 不仅仅要改成电动形式，还考虑兼顾满足对工作闸 门的应急启闭，因此启吊检修闸门的设备容量必须 ３．４轨道的选择及安装 电动葫芦的轨道选用Ｉ４５ ａ工字钢，轨道安装的 顶高程为３Ｏ．９４ ｉｎ，轨道通过锚杆固定在启闭平台下 方，并在启门排架上游１．５ ｍ处安装钢结构排架用 以固定轨道，轨道及电动葫芦安装见图１。 增大。通过对启闭力计算：在水库水位不超过正常水 位２２．０ Ｉｌｌ时，容量为２×１００ ｋＮ电动葫芦能以超过 额量５％工况对闸门进行启闭；当水库水位超过 ２２．０ ｍ时，能够关闭闸门或将闸门保持在某一开度， ●』 ■ 地 ｔ Ｉ Ｈ１ …—－ ＿觯■ ｛倒 。． ｌ＼● ．＿ ● ４ 缎醒自 棚－ 但不能将闸门从全关位置开启。从进水口布置情况 ’ｔｅａｌｍ， Ｉ ｌａ舶■ｌ｜ 分析，库水位在２２．０ ｍ时闸门吊耳在水下１．１ ｍ，如 果此时要将电动葫芦吊钩与闸门吊耳连接都已经很 困难，更不存在开启的可能性。而且水库水位超过 ２２．０ ｍ的情况都是可以提前预知并避免的，因此不 考虑在超过正常水位２２．０ ｍ时用电动葫芦启闭闸 门，故电动葫芦容量选定为２×１００ｋＮ，启闭行程 ９．０ ｍ。 ３。３电动葫芦的同步控制 赵山渡引水工程进水口左右两个吊点的两只电 动葫芦分别在两根的工字钢轨道上行走，与常 见的使用条件有很大区别，通常两只葫芦布置在同 一轨道，只要在两只葫芦间设一根同轴和一连接架 装置，就能够保证设备的两个吊点起升同步和行走 同步。而当设备的两个吊点布置在不同轨道时，仅靠 连接装置不足以让两只葫芦同步地行走，需要通过 电气同步控制。容量为１００ ｋＮ的电动葫卷筒轴向的 最大外形尺寸接近１ ７００ ｌｎｌＴｌ，如果双吊点同轴布置 则电动葫芦与工作闸门启闭机在空间上不能错开， 因此将设备布置与于卷筒轴向与轨道平行，这样就 无法布置同步轴，两个吊点行走同步也需要电气控 制来实现。 采用一种新型移动式双吊点电动葫芦启闭机， 启闭机包括卷扬装置、行走机构、制动器、电机、滑动 小车和电气控制装置，其特征是一套电气同步控制 双吊点的两个卷扬装置，即两个卷扬装置分别通过 电气控制装置内设远程控制的ＧＩＳ接口，两台电机 的同步控制系统，能够控制电机的实时速度，电机的 速度可以通过上位机设定，用改进的ＰＩＤ控制算法， 用ｃ语言编程去实现两台电机的速度同步，并达到 一定的控制精度。两台葫芦采用一套电气控制系统， 克服了电气动作误差，从而保证两台葫芦同步准确 可靠升降起吊重物。 Ｉ＿ 代、 ●■■堋１ 瑚Ｉ●■Ｉ － ：・ ’ ●● ● －． ●●● ： ＼ ● ， ． ． ． 说明： １、电动葫芦粱采用３２通工字钢； ２、电动翻尊采用ｃＤＩ型ｌ０嚏电动葫芦； ３、３２ａ型工字钢采用枷铜贯穿于援板及过莱，固定其牢固； ４、两台ｌ０吨电动葫芦采用胃步拄 电器。以达到起罹时同步行走及升降。 图１赵山渡渠系轨道及电动葫芦安装图 ４启闭设备技术要求 ４．１电动葫芦技术特性 主要技术参数与机构工作级别见表１。 表１ ４．２起升机构 （１）电动葫芦在起升过程中其吊具不应发生左右 方向上位移。 （２）电动葫芦的两只吊点分别在两根平行的轨道 上行走，其起升同步和行走同步均通过电气实现。 ４．３保护装置 ４．３．１负荷检测及装置 （１）电动葫芦起升机构设有负荷检测装置和负荷 装置。 （２）负荷检测装置优先选用性能良好的电子荷重 传感器，在电动葫芦的电控柜内配有数码显示装置， 检测装置的传感器精度不低于０．５％，系统精度不低 于５％。 （３）负荷检测装置及其线路具有防潮、抗干扰性 能。 第５期 徐Ｊ顿放，等：温州赵山渡引水渠系进水口检修闸门改造及应用 ９９ （４）装置应配置二次显控仪表，并具有二个 的荷载超限报警接点及一路４—２０ ｍＡ的荷载模拟 量输出。 ４．３．２高度指示器 或下降按钮同时开启左、右电动葫芦接触器，并监视 闸门左、右侧高度。按此循环运行直至闸门上升或下 降到位后按下停止按钮同时切断左、右侧电动葫芦 接触器。 （１）高度指示器应能在电控柜内以数字全程显 示闸门左、右侧开度，读数精度１ ｃｍ。在断电情况下 当按下闸门行走按钮时，同时开启电动葫芦 左、右侧行走电机接触器，人工监视闸门左、右侧行 能跟踪闸门高度位置。 （２）传感器选用绝对型旋转编码器，传感器的检 走位置；当左、右侧行走位置差达到纠偏值时，按下 停止按钮同时停止电动葫芦左、右侧行走电机，然 测范围应大于总扬程，传感器的检测精度：电气分辨 率≤１ ｍｍ，精度误差≤３ ｍｍ。 （３）高度指示器具有纠正显示和调零功能。 （４）高度指示器及其线路具有防潮、抗干扰性能。 （５）装置应配置二次显控仪表，并具有闸门左、 右侧全开、全关各二付位置接点及闸门左右侧 共二路４～２０ ｍＡ的开度模拟量输出。 ４．３．３行走指示器 （１）行走指示器应能在电控柜内以数字全程显 示闸门左、右侧行走位置，读数精度１ ｃｍ。在断电情 况下能跟踪闸门行走位置。 （２）传感器选用绝对型旋转编码器，传感器的检 测范围应大于总扬程，传感器的检测精度：电气分辨 率≤ｌ ｍｍ，精度误差≤３ ｍｍ。 （３）行走指示器具有纠正显示和调零功能。 （４）行走指示器及其线路具有防潮、抗干扰性 能。 （５）装置应配置二次显控仪表，并具有闸门左、 右侧行走前后到位位置各二个接点及闸门左右 侧共二路４～２０ ｍＡ的行走位置模拟量输出。 ４．４电气设备 ４．４．１现地控制柜的硬件配置 电动葫芦应配套提供现地控制柜，柜内应设置 荷载仪、高度仪、行走指示仪、空气开关、接触器、热 继电器及按钮、信号灯。 空气开关、接触器、热继电器等元件应选用 ＡＢＢ、施耐德等品牌。 ４．４．２闸门的控制方式 当按下闸门提升或下降按钮时，同时开启左、右 侧电动葫芦接触器，人工监视闸门左、右侧高度；当 左、右侧高度差达到纠偏值时，按下停止按钮同时停 止左、右侧电动葫芦，然后点动一侧电动葫芦提升或 下降按钮进行纠偏；纠偏完成后，再次按下闸门提升 后点动一侧行走电机行走按钮进行纠偏；纠偏完成 后，再次按下行走按钮同时开启电动葫芦左、右侧 行走电机接触器，并监视闸门左、右侧行走位置。按 此循环运行直至闸门行走到位后按下停止按钮同 时切断电动葫芦左、右侧行走电机接触器。 ４．４．３信号输人与输出 现地控制柜应能通过高度仪、行走指示仪、荷 载仪采集并显示闸门高度、行走位置、闸门荷载值； 电源监视、闸门全开、闸门全关、行走到位、接触器 合闸、热继电器动作等信号应具有信号灯指示；应 设置闸门提升、下降、停止、左侧提升、左侧下降、右 侧提升、右侧下降、前进、后退、停止、左侧前进、左 侧后退、右侧前进、右侧后退等按钮。 ４．５安全卫生 电动机应设防雨罩，外露的且可能造成不安全 的旋转零部件均设置防护罩。 ５结语 赵山渡引水渠系检修闸门的启闭设备由手动葫 芦改为电动葫芦运行４年多，克服了以往检修时用 手动葫芦的动作误差、费时、费力、不灵活、工作效率 低等问题，电动葫芦结构简单，同步准确，使用安全 可靠，解决了许多引水调度平时碰到的难题，同时也 减轻了维护工作量，该工程应用实例为今后相类似 的工程提供借鉴意义。 参考文献： 【１】浙江省水利水电勘测设计院．赵山渡引水工程初步设计报 告ＪＲ］． ［２］水利部，电力工业部，东北勘测设计研究院．ＳＬ７４—９５水利 水电工程钢闸门设计规范【ｓ】．北京：中国水利水电出版社， １９９５． ［３］ＳＬ一９４水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程【ｓ】．
