大型泵站旋转式自动抓梁技术改造与运行评价

孙岚清，李 扬，张 宇，郭 凯，吴春林，徐卫忠

(江苏省江都水利工程管理处，江苏扬州 225200)



大型泵站旋转式自动抓梁技术改造与运行评价

孙岚清，李 扬，张 宇，郭 凯，吴春林，徐卫忠

(江苏省江都水利工程管理处，江苏扬州 225200)

针对江都第四抽水站工作桥门式起重机的抓梁结构在使用过程中存在的脱挂可靠性差、可视性差等问题，提出了旋转式自动抓梁技术改造的方案。通过5年的运用，对第一次改造后出现的问题展开了原因剖析，并再次进行了技术改造。经过两次改造及运行检验，行车抓梁工作效率和安全可靠性得到了提升。新改造方案具有结构简单、可靠性高和价格便宜的优点，为工程运行提供了保障。

大型泵站；自动抓梁；技术改造

0 引言

我国大量兴建于上世纪60、70年代的大中型泵站使用的自动抓梁[1]门式起重机已达到或接近使用年限，普遍存在抓取动作成功率低、工作效率低等问题，亟需进行更新改造。

江都四站是南水北调东线一期江都站的主要单位工程。该工程位于江苏省扬州市江都区，淮河入江水道的尾闾芒稻河和新通扬运河的汇合处。1973年11月，江都四站开始兴建，1977年12月竣工。2008年9月，国家南水北调江都四站更新改造工程开工，2010年6月完成主要工程，改造前每台机组配两套水泥检修闸门，共14套，改造后配6套钢制检修闸门，可供3台水泵同时检修时使用。

1 江都四站第一次改造情况

江都四站工作桥门式起重机是江都四站一个重要辅助设备，用于江都四站7台主机组进水口水泥检修闸门的打开和关闭。门式起重机移动方式为人力推动方式，采用脱挂自如式自动抓梁，如图1所示。脱挂自如式自动抓梁[2]由挂体、卡体及梁体组成，优点是结构相对简单，造价低廉[3]，但在使用中频繁出现问题。一是操作不直观，挂脱自如式抓梁在水下或者在门槽中挂脱动作不直观，操作人员在工作桥上无法准确判断抓梁脱挂状态， 只能凭借经验进行操作。二是可靠性差，挂脱操作成功率较低，当双吊点自动抓梁水下挂钩的过程中，易发生单边挂钩成功，另一边失败的情形。如果操作人员未能及时判断单吊点情况强行起吊，闸门就会倾斜卡阻导致挂体扭曲变形或者抓梁损坏。三是闭门过程中，如果门槽内有树枝等杂物导致闸门无法正常下降，则会发生脱钩事故。

图1 脱挂自如式抓梁结构示意图

在2008～2010年改造中对原有工作桥门式起重机特别是自动抓梁进行改造。江都四站改造后门式起重机采用自动旋转式行车抓梁，并增加了机组进水口拦污栅[4]吊出功能、轨道自行走功能，设备起吊高度增加至可将检修闸门吊出工作桥面，实现检修闸门可互换使用及对检修闸门底止水、侧止水等进行检查保养。

旋转式自动抓梁[5]，如图2所示，在闸门上设置一个竖直长孔，抓梁的吊钩通过轴上部导向槽与轴外部抓梁体连接的套管上的导向销相对运动实现吊钩90°转向，从而实现闸门抓取动作。

图2 旋转式自动抓梁、转钩结构图、转钩导向槽展开图

自2009年江都四站改造之后，门式起重机车已使用5年，总体的使用情况良好，基本符合汛前水下检查、汛期运行任务、机组岁修等各项工作时检修门启吊要求。但在使用时经常会出现一些状况，影响其使用的可靠性，简述如下：

第一，使用过程中，旋转式自动抓钩箱梁不能快捷自如地沉入水中吊放闸门；

第二，旋转式自动抓钩在套入闸门吊孔时，经常出现旋转不到位或两只抓钩不同步现象；

第三，旋转式自动抓钩主杆上的限位螺栓易松动、螺旋滑槽易磨损等现象，如图3所示，导致无法完成自动抓钩操作；

第四，旋转式抓梁箱为一个整体，无法对自动抓钩螺旋滑槽磨损情况进行检查、修补、保养。

2 本次技术改造的处理方法

2014年汛后，在配合主机组进水口检修闸门及门槽检查过程中，针对发现的问题，对门式起重机旋转式自动抓钩、限位螺栓、箱梁等进行了局部技术改造。

第一，门式起重机旋转式自动抓钩箱梁为封闭密封空箱，入水后因水的浮力作用，抓钩箱梁经常不能快捷自如地沉入水下，准确运行至闸门上端的吊点位置，此次技改将箱梁上下面各开5个平衡水压孔，如图4所示，从而保证箱梁能快捷自如地沉入水下实施闸门的吊放工作。

图3 螺旋滑槽因限位螺栓易松动引起磨损较严重

图4 箱梁上下面各开5个平衡水压孔

第二，对门式起重机旋转式自动抓钩限位螺栓，在自动抓钩箱梁本体上打孔攻丝并加内外锁紧螺母，如图5所示，使得该限位螺栓有了一定程度的调整余量，并可以根据实际使用情况对限位螺栓的伸缩距离及锁定位置进行调整，解决两只自动抓钩不同步或出现偏差的问题。

第三，对门式起重机旋转式自动抓钩箱梁两侧端面封板，改造成可拆卸式封板，如图6所示，同时为不影响箱梁本身的强度，在箱梁两侧端口各加4块加强角块及端板固定耳板，可拆卸式封板通过打眼攻丝仍固定在箱梁端面上。通过技改主要便于对自动抓钩螺旋滑槽磨损情况及时进行检查、修补、保养，对限位螺栓内部并紧螺母定期并及时进行调整。

图5 吊钩限位改造示意图和实物图

图6 箱梁两侧端口封板改造示意和实物图

3 结语

江都四站依托南水北调东线一期工程的实施，针对原门式起重机的缺点进行了改造，解决了门式起重机抓梁结构不合理、人力推动等问题。门式起重机效率大幅提升，运行稳定性明显改善，充分发挥了门式起重机改造效益。改造后，经过一段时间的实际使用，发现仍存在旋转式抓梁入水速度慢、长时间使用限位螺栓位移等缺陷。通过优化研究、分析、在现有基础上进一步进行技术改造，为其他泵站门式起重机旋转抓梁的改造方案提供选择，节约改造费用。

本次技改，是以门式起重机原设备为对象，在不改变门式起重机的工作流程的前提下，一定程度上解决了以上出现的问题，提高了门式起重机车工作的可靠性和安全性。经过对江都四站6套检修闸门近50次的吊放、移位试验进行分析以及对实际使用进行经验总结，此次技改效果良好，为工程安全运行提供了有效保障，且具有结构简单、可靠性高和价格便宜的优点。因此，该技术在其他同类型的大中型泵站工程中具有广阔的应用前景。

[1]赵瑞花.自动抓梁设计的探讨[J].山西水利科技,2010(3)：29-31.

[2]蔡文政,宁全有.辽宁双岭水利枢纽通用自动抓梁设计[J].东北水利水电，2010，28(5)：1-2.

[3]钟正勇.机械抓梁互锁式挂脱装置的研制[J].广东水利水电，2013(5)：77-80.

[4]周坤.自动抓梁在水电工程中的应用[J].红水河,2007,26(2)：99-101.

[5]汪权国,林文树.螺旋式自动抓梁[J].水力发电，1980(4)，43-45.