橡皮止水润滑系统在曹娥江大闸枢纽工程中的应用

吴燕勤

(浙江江能建设有限公司,浙江 杭州 310020)

由于防洪渡汛的紧迫性,在闸门运行中,未能对橡皮止水及时充分润滑,橡皮止水很容易造成严重磨损以致发生划伤、撕裂、脆裂等损坏,导致闸门大量漏水。然而,更换橡皮止水时,往往需要做一些如拆装液压启闭机、置换吊运闸门等辅助工作,投入成本费用较多。因此,有必要采取安装一套橡皮止水润滑系统,加强润滑,降低磨损,延长其使用寿命。

1 水闸概况[1]

曹娥江大闸枢纽工程位于钱塘江下游右岸主要支流曹娥江河口,距绍兴市市区30 km,是浙东引水工程的枢纽工程,是绍兴市工业新城区开发启动性重大基础设施工程。该工程主要功能是以防潮(洪)、治涝为主,兼顾水资源开发利用、水环境保护和航运等综合利用。大闸溢流系统由28扇闸门、28套液压启闭机及2台移动式门机组成。溢流闸门为空间桁架体系门梁的潜孔式平面滑动闸门,橡皮止水双向止水。

影响橡皮止水使用寿命的因素主要有:①橡胶老化而脆裂;②机械损伤(闸门运行中的磨损、撕裂等);③接触腐蚀性物质而损坏。其中因素①由材质决定;因素②在橡胶老化期最为明显,可以采取措施避免或减小;因素③发生的可能性很小,可以避免或回避。在使用过程中,橡胶磨损是引起机械损伤的主要因素,可采用注水润滑橡胶摩擦面的办法,减小摩擦,降低磨损,延长寿命。

传统闸门橡皮止水以往一直采用人工浇水润滑的方法,需2人在闸门上向门楣止水封浇水,另需2人在门槽向侧止水封浇水。此法缺点是费时费力,润滑质量不理想。(要持水至闸门上方,人工浇水可能不到位或不均匀)。

2 橡皮润滑系统的组成及特点[2]

闸门橡皮润滑系统是在充分借鉴人工浇水润滑方法的基础上,同时又考虑到它的缺点而形成一套简单、适用的自由注水式橡皮润滑系统。它以天然水作为润滑剂,利用配水管网将水喷淋到止水座,使橡皮摩擦面始终处于有水润滑状态,减小摩擦,降低磨损,达到延长其使用寿命的目的。

2.1 系统组成

闸门橡皮润滑系统主要由供水、配水及电气3部分组成。系统采用自动供水、自流配水的工作方式。曹娥江大闸枢纽工程按每4孔闸门共用1套润滑系统,共7套润滑系统,分别布置在7个水泵房;每套润滑系统相互连通,并在中间设置1只截止阀,每套润滑系统可以作为其他1个或2个相邻润滑系统的备用润滑系统。

2.1.1 供水、配水部分[3-4]

供水、配水部分由水泵电机组、供水管路、过滤器、压力表、配水干管、各闸门供水支管、控制阀、喷嘴、淋管等组成。水泵选用机电一体化的自吸泵,配有止回阀,防止水泵停止运转时,水流倒流,引起电机反转而损坏电机,扬程为15～20m,流量为21～25m3/h,有一定的余量,满足运行要求;经对供水系统运行水力计算,取水管选用DN80的镀锌管,直接取至曹娥江2.30 m水源(正常蓄水位为3.90m,最低水位为3.00 m),保证闸门运行时,有充足的水源润滑止水橡皮;供水管总路选用DN65的镀锌管;闸门供水支管选用DN25的镀锌管;淋管选用DN15的镀锌管;喷嘴双向布置,保证双向止水橡皮能够充分润滑。(因为工程地点的特殊性,为了保证提高管道的防腐性能,实际应用中采用PE管)

2.1.2 电气部分

电气部分由一次 (380 V)及二次(220 V)电路组成。电源引自水泵房总配电柜,控制箱就近安装在总配电柜旁,便于操作和检修;二次控制系统采用现地控制和远程集中控制,同时该系统设有远方监控系统,对橡皮止水润滑系统的运行进行实时监控。具体二次控制图如图1所示。

图1 橡皮止水润滑系统电气二次控制图

2.2 橡皮止水润滑系统的特点[5]

2.2.1 结构清晰、操作简单

橡皮止水润滑系统仅由供水、配水及电气3部分组成,相对分开,结构清晰明了。现场操作只有一开一关,操作非常简单。

2.2.2 运行稳定、安全、可靠

橡皮止水润滑系统水量充沛(直接取至曹娥江)、润滑全面,避免了干磨擦,摩擦面没有明显的磨痕和毛刺,闸门运行中无瞬间滞停和轻微轰鸣。橡皮止水润滑系统和闸门运行系统时间上的配合,由PLC程序设置,准确、安全、可靠。而且橡皮止水润滑系统接点少,控制简便。

2.2.3 具有一定的经济性

橡皮止水润滑系统单套投资F约为3.8万(供配水管按PE管价格计算),其中供配水3.4万,电气0.4万。系统年利用率小时数较小,折旧年限n取15 a,残值S取1.4万。年折旧费d按直线折旧法计算:

d=(F-S)/n=1 600元

相当于每扇闸门每年分摊400元的折旧费,投入成本较低,而且一次性投产后,以后的运行、维护成本也较低,具有一定的推广价值。

3 实际应用

橡皮止水润滑系统投入使用前,橡皮止水时有明显的划伤、拉伤等损坏现象发生,而在该系统投入使用后,划伤、拉伤等损坏现象有明显的改观,摩擦面没有明显的磨痕和毛刺。同时也大大减少人力物力的投入,只需一个人在现地或中控室远程操作。PLC程序时间上的准确控制避免了因人为因素造成的润滑质量不过关而损坏橡皮止水的现象,进一步完善了大闸溢流闸门的组成。

4 结 论

闸门橡皮止润滑水系统,减轻了人工劳动,提高了工作效率,同时也提高了闸门运行的安全性和可靠性。为同类工程建设提供了宝贵的经验。

[1]范志国.南水北调中线京石段闸门设计探讨 [J].水科学与工程技术,2006(2):29-30.

[2]尤聿宁.水工闸门止水橡皮的摩擦特性 [J].农田水利与小水电,1995(7):29-31.

[3]水利部.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.

[4]水利部.水闸技术管理规程[S].北京:中国水利水电出版社出版,1995.

[5]施莫泽.水工钢闸门橡皮止水 [J].广西水利水电,1990(1):62-66.