江风口分洪闸液压启闭系统同步运行及安装的质量控制

摘要江风口分洪闸是分沂入邳苍分洪道的控制性建筑物。本文对江风口分洪闸液压启闭系统设计特点进行了初步分析，重点阐述了系统污染防治的质量控制、双缸同步运行的质量控制以及启闭机同步安装质量的控制措施，提出了部分存在的问题和解决的办法。

关键词启闭；运行；安装；控制

中图分类号： TK227 文献标识码： A

江风口分洪闸位于山东省郯城县李庄镇沂河右岸，属分沂入邳苍分洪道的控制性建筑物，共11孔闸门，其中的7扇为液压式启闭弧形门，于2000年除险加固时由卷扬式启闭更换为液压式启闭，其余4扇为卷扬式启闭弧形门，于2010年闸扩建而成。

本文以江风口分洪闸7孔液压启闭机为例对启闭机安装设计、安装维护的质量控制以及同步运行的质量控制等方面加以总结。

一、液压启闭机设计的特点

1．电气控制系统采用PLC程序控制和简化的常规继电器并存方式，可以实现现地PLC程序自动控制，远程集中控制和现地手动控制启闭闸门。

2．设置液压锁紧回路,闸门可以设定在任意位置停机。当闸门下滑200mm后自动复位功能，两支液压缸不同步大于10mm时，有自动纠偏功能。

3．机组备用回路,每套液压系统设有2套油泵电机组，可同时共用并互为备用，即其中一台因故障停止工作，另一台将继续工作。

4．液压站采用两套泵站系统，一套为一控三、一套为一控四控制，集中布置，即油泵、电机组，控制阀组与油箱做成一体化结构，液压系统总体结构先进、合理、可靠、便于维护维修。

5．在油箱上安装有吸湿空气滤清器，以防止空气中的水分进入系统。设有回油滤油器、油箱内设滤油式隔板及磁铁串，使系统工作介质的清洁度得到有效保证。

6．液压控制阀采用集成块结构，结构紧凑，密封性好，噪音低，减少泄露点。

二、液压启闭机在系统污染防治的质量控制

液压系统在运行中极易因系统的不洁净致使液压阀件发生堵塞影响整个系统的正常运行，据统计液压系统中75％以上的故障都是由液压油的污染造成的，因此保持油液的清洁，防止杂质污物进入系统尤为重要。江风口闸油液系统主要从以下几个方面严加控制:

1．安装、更换管路伐件具有严格要求，所需设备的外露油口必须有保护端塞，安装配管前保护端塞完好，避免杂质污物进入管路，如果有脱落一定要对外露油口进行严格清洗方可安装，工作环境及维修维护时所需工器具必须保持洁净。

2．液压管路的焊接采用氩弧焊打底和普通电弧焊填充相配合的施工工艺，不仅避免了管子内壁出现氧化皮、焊渣等杂物而污染管路，而且加强了管路的设计强度。

3．管路组装完成后，对管路单独用20％硫酸或盐酸溶液对管路进行酸洗，再用10％的苏打水进行充分中和，然后进行磷化干燥处理。

4．整体系统完成后进行油液循环冲洗，冲洗时将管路和阀组及液压缸分开，使管路成闭环回路连接，并接入过滤精度为20μm的滤油机形成回路，冲洗泵的流量应不小于250L/min，直至循环冲洗液清洁度NAS9级标准为合格。

5．在使用过程中如需补加液压油时，需对液压油进行充分过滤后方可注入油箱，注油后严格密封油箱，避免二次污染。

三、液压启闭机双缸同步运行的质量控制

1．江风口闸液压系统的基本回路由压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路及安全锁定回路组成。其基本回路的功能为:①压力控制回路具有卸载及调压功能,用压力阀来控制和调节液压系统主油路或某一支路压力的回路。②方向控制回路通过主回路上控制阀组中的电磁换向阀的电磁铁的得电和失电，切换换向阀油口的位置，改变液压油的流向，从而实现油缸活塞杆的伸缩，完成闸门的开启与闭合。③速度控制回路通过单向调速阀来控制活塞杆伸缩速度，即闸门的启闭速度。④安全锁定回路通过液压系统中的二通插装阀起到锁定作用，可以使闸门启闭至任意高度。

2．液压启闭机同步运行控制的实现

液压同步闭环回路控制是通过对执行元件的输出量进行检测，并将检测量反馈给控制系统，控制系统根据反馈量进行控制，从而形成高精度的闭环控制。液压系统具有双缸启闭门同步闭环控制功能，以满足同步运行的要求，闸门纠偏电气控制系统是通过现地控制装置PLC控制比例阀，调节注入油缸的油量，来控制闸门的启闭速度。闸门在进行启闭门动作时通过单向调速阀的流量的大小及纠偏回路而实现两只油缸的同步运行。在闸门运行过程中，利用闸门的开度检测仪自动检测出闸门左右两侧油缸的行程高度及两侧的偏差值传送到PLC系统，PLC再根据不同误差的大小与设定超差值进行比较(设定值超过10)时，快速油缸侧纠偏电磁阀得电，实施泄油纠偏，当两油缸的同步误差小于设定值时，纠偏电磁阀失电，整个纠偏程序完成。当两只油缸的位置差再次超过设定值时，重复以上的纠偏动作，以实现两只油缸同步运行，此过程为全行程跟踪纠偏，保证了两只油缸启门闭门的同步。当用现地手动控制闸门两只油缸出现偏差时，左偏或右偏红灯会亮起，可按住左偏或右偏按钮进行手动纠偏，当红灯熄灭时，松开按钮，完成手动纠偏。当自动同步纠偏差大于设定值(20)时，PLC会控制液压系统自动停机，在停机的情况下，由操作人员进行现场手动控制调节闸门恢复到同步。

四、液压启闭机同步安装质量的控制

双吊点液压启闭机双缸能否同步直接影响整个系统的正常运行，影响启闭机不同步的主要原因有弧门制造、安装的误差，两支铰轴中心线不在同一直线上，弧门两吊点的受力能否一致；弧门止水轨道的垂直度误差，引起两侧橡皮止水及运动时磨阻力不同；两油缸内径尺寸的公差不同，活塞杆移动时磨阻力等。

在质量控制的措施上 ，一是严格控制弧形闸门的制造质量。在制造过程中严格对弧形闸门的材质、结构尺寸、焊缝等认真把关；每扇闸门出厂前，在组装平台上进行模拟预组装。验收时，重点对下主梁上的两只吊耳位置进行检查，待验收合格后方可出厂。二是严格控制闸门止水座板、轨道及弧形闸门的安装质量。由于江风口闸是在旧闸的基础上，由卷扬式更换成液压式来启闭闸门，加之液压式启闭机在启闭运行上要求都比较高。所以在闸门安装前，由设计单位及施工方对闸门低坎、侧轨平整度进行了测量，由于测量的数据不能满足设计规范的要求，于是对旧低坎及侧轨进行全部凿除，在原埋件的基础上用全钢焊接件按新的设计位置与要求浇筑二期砼安装，安装后的优良率达100％。三是为保证弧门门体安装达到优良，重点提高对铰座轴孔倾斜度、两铰座轴线相对位移的偏差、铰轴中心至面板外缘曲率半径、两侧曲率半径相对差等检测项目的安装精度。尽量减小构件制造和安装的允许偏差值，避免在制造和安装环节中出现累计偏差超差而影响同步运行。四是油缸吊装后对活塞杆进行变形测量，活塞杆在竖直状态下，其垂直度偏差不大于0.5/1000，且不超过活塞杆全长的1/4000。五是液压泵站整体试验。当各项技术试验指标都达到设计要求后将油缸与泵站液压系统与闸门相连接，泵站电气线路与电控柜线路接通，接通电源后，按液压启闭机使用说明书调试操作要求，以活塞杆外伸为关闭闸门，活塞杆回缩为开启闸门，在两只活塞杆顶头端分别安装两个高度传感器。对液压泵站功能进行试车试验，在阀、管道、电机、油泵工作一切正常情况下，检验活塞杆完成外伸、回缩、调速和同步功能。进行现地手动和自动控制进行启门、闭门操作试验，再将系统工作压力调为设计压力1.5倍进行全行程实验，在试验中油缸、闸门均运行平稳，无振动、爬行、渗漏油等现象，各电气操作控制设备完全符合设计要求。

五、结束语

作为防汛用启闭设备的控制系统，最关键的要求就是设备的安全性和可靠性。由于在设备的制造、安装调试等各环节严格按照设计的要求严格把关，使用至今性能完好。经过10年多的运行，表明：更换后的液压启闭系统由于采用先进的自动化控制的技术，特别是计算机控制系统的设计和实施，实现了闸门现地控制、主控级控制，新技术的应用不仅提高设备安全可靠性，而且为上级防汛部门提供决策、科学合理调度洪水提供信息的有力支持。