永宁江闸枢纽工程闸门启闭时故障应急处置方案探讨

金建军

(台州市黄岩区永宁江管理局，浙江 台州 318020)

永宁江闸枢纽工程闸门启闭时故障应急处置方案探讨

金建军

(台州市黄岩区永宁江管理局，浙江 台州 318020)

永宁江闸枢纽工程1998a建成，投运已有近20a历史，设备陈旧，专业技术人员短缺。枢纽工程中的机电设备，特别是电气设备，对照国家标准早已达到报废程度。而闸门启闭电气系统是一一对应，没有备用设备。因此必须要设计出一套快速的处理设备，在危急情况下，当设备出现故障能够及时快速得到处置，并且不需要专业技术人员也能使问题得到解决。

永宁江闸；闸门启闭；常见故障；应急处置

1 工程概况

黄岩永宁江闸枢纽工程，位于永宁江、灵江、椒江汇流处。距黄岩城区9km。主要担负着永宁江流域的挡潮泄洪任务。闸为10孔，采用预应力钢筋混泥土平面滑动闸门，液压启闭，启闭机设3台油泵操作组，2用1备。工程设计三日暴雨四日排完，最在泄流量1500m3/s，按20a一遇(P=5%)设计，50a一遇(P=2%)校核的挡潮泄洪标准。永宁江闸建于1998年，投入运行已近20a历史[1]。

2 启闭设备简介

永宁江闸枢纽工程，核心设备由电气控制系统和机械执行系统两部分组成。闸门启闭采用的是液压启闭，启闭机选用QPPYI-2×63t柱塞式油压启闭机，柱塞长7m,该机便于集中管理，柱塞能缩进油缸内避免海水腐蚀。启闭机设3台油泵操作组，其中2台1#、3#油泵为正常使用设备，另1台设备2#油泵作为故障时备用设备，油泵型号160SCY14-1B，启闭速度为1.0 - 1.5m/min，1h内完成10孔闸门开启。1 - 5号闸门由1#油泵提供启闭的动力，6-10号闸门由3#油泵提供启闭的动力。闸门、油泵控制的操作有两种方法：总控室操作和现场操作。

3 设备常见故障分析

3.1 工程管理单位现状

近几年，浙江省各地都在开展水利工程管理规范化(达标)创建。黄岩永宁江闸作为浙江省为数不多的大型水闸之一，2016年年初接到市水利局通知要求代表台州市参加省里的水利工程管理规范化(达标)示范性单位创建。通过近一年的创标工作，工程的面貌发生了巨大的变化，水利工程的管理水平也得到了显著提升，但水利系统的通病“重建轻管”现象依然存在。永宁江闸枢纽工程建于1998年，投入运行已近20a历史，设备陈旧，专业技术人员短缺。枢纽工程中的机电设备，特别是电气设备，对照国家标准早已达到报废程度。因此在日常的运行中电气设备故障率逐年增加，另一方面由于技术人员的缺乏，当出现设备故障时无法得到及时的处理。而有时出现故障专业技术人员也无法保证能立即处置，更何况是一般的运行人员。而我们搞水利的人都清楚知道，闸门一般都在比较恶劣天气时运行，并且情况都非常危急[2]。特别是在台风暴雨季节，永宁江流域出现大洪水，此时闸门控制电路出现故障造成部分闸门无法开启，而影响永宁江流域正常泄洪，就会给黄岩人民的生命财产安全带来严重威胁。因此我们必须要设计出一套快速的处理设备，就算普通运行人员也能够快速地应急处理，而保证闸门的正常运行。

3.2 设备工作原理

闸门开启工作原理：打开电源；将转换开关打至开关闸位置；按油泵开闸起动按纽，接触器线圈得电，主触点接通电动机，辅助触点接通时间继电器，时间继电器接通回油电磁阀，使油泵起动时保持空载状态，时间继电器延时完成后开始建压；液压系统压力达到额定值，再按闸门开启按纽，中间继电器线圈得电，接通电磁阀，开闸油路接通，闸门开启；按闸门停止按纽，再按油泵停止按纽。

闸门关闭工作原理：按油泵关闸按纽，接触器线圈得电，主触点接通电动机，辅助触点接通时间继电器，时间继电器接通回油电磁阀，使油泵起动时保持空载状态，时间继电器延时完成后开始建压；液压系统压力达到额定值，再按闸门关闸按纽，中间继电器线圈得电，接通电磁阀，关闸油路接通，闸门关闭；按闸门停止按纽，再按油泵停止按纽；将转换开关打至停位置；最后切断电源。

3.3 设备故障分析

闸门运行中常见的故障有液压系统故障和电气系统故障。通常情况下液压系统故障都有先兆，可以不作考虑。而电气系统故障隐蔽很强，突发事件较为常见。油泵电气控制采用的是3台油泵操作组，2用1备，出现故障时可启用备用设备。而闸门启闭电气系统是一一对应，没有备用设备，一旦出现故障这扇就无法开启。因此从多年来的故障情况来看，闸门启闭的电气系统故障，必需要设计出一个快速应急处理设备，保证闸门能在最短时间内恢复正常运行[3]。

4 闸门电气故障应急处置

4.1 故障应急处置设计原则

浙江沿海地区每年都会受到几次强台风正面袭击，永宁江流域严重的洪涝灾害每年都会发生。而发生严重的洪涝灾害时，部分闸门开启出现故障，遇到无专业技术人员在场时，普通运行人员也能临时处置，保证全部闸门能及时开启。因此在设计时必需满足下列要求：①移动方便；②操作简单；③适应性强。

4.2 故障应急方案

电气的原理图如图1所示，接上220V电源，按下SB1，线圈KM得电，辅助触点KM自保，主触点KM接通现场电磁阀，闸门运行结束按下SB2，关闭电源。这样实现闸门应急启闭目的。

图1 设备原理图

4.3 方案实施

闸门应急控制设备安装在一个400×500×200mm配电箱内。当遇到紧急情况时，将应急控制设备拿到有故障那扇闸门。应急控制设备的电源插头插到现场的220V的电源插座上，拆下有故障闸门阀组上的电磁阀上线圈插头(阀组上有2只电磁阀分别是开启控制的电磁阀和关闭控制的电磁阀，根据故障发生时的情况选择相应的电磁阀)，将应急控制设备线圈插头插到电磁阀上，设备连接完成就能控制闸门的启闭。

5 结 语

永宁江闸枢纽工程闸门启闭电气系统是一一对应，没有备用设备。闸门一般都在恶劣天气时运行，并且情况都非常危急。特别是在台风暴雨季节，永宁江流域出现大洪水，此时闸门控制电路出现故障造成部分闸门无法开启，就会影响永宁江流域正常泄洪。此故障应急处理方案主要考虑在危急情况下，当设备出现故障时，能够及时快速地使故障得到处置，并且不需要专业技术人员也能使问题得到解决。

[1]浙江省水利水电勘测设计院.黄岩永宁江闸枢纽工程初步设计[R].杭州:浙江省水利水电勘测设计院 ,1992.

[2]许万升.浅析上利水电站泄洪闸门操作事故[J]. 小水电,2012(04):64-68.

[3]周章煥.官厅水库泄洪闸门的管理运行工作[J]. 中国水利,1963(16):59-60.

1007-7596(2017)07-0140-02

2017-06-20

金建军(1974-)，男，浙江黄岩人，工程师，从事水利工程管理工作。

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