新引河进洪闸液压系统技术改造

王玉芳，任金刚，姜伟

（海河水利委员会海河下游管理局，天津300061）

新引河进洪闸液压系统技术改造

王玉芳，任金刚，姜伟

（海河水利委员会海河下游管理局，天津300061）

新引河进洪闸液压系统存在不少技术缺陷，进行技术改造十分必要。对新引河进洪闸液压系统技术改造进行了详细的说明，并对今后维修养护提出建议。

进洪闸；液压系统；技术改造；新引河

1 引言

新引河进洪闸位于天津市北辰区、永定河尾闾与北运河的汇流处，与北运河节制闸、永定新河进洪闸共同组成屈家店枢纽，其主要功能是泄洪，防汛地位非常重要。该闸始建于1932年，改建于1994年，改建后设计总泄量400 m3/s，为胸墙式水闸，分为4孔，每孔净宽9 m，设平板钢闸门，采用液压系统启闭闸门。新引河闸液压系统为一套油泵站系统控制4孔液压启闭机，液压站型号为XYZ-16/46-2× 20-00，启闭机型号为QPPYI-2×20-7900。

近年来，液压启闭机运行不平稳，爬行严重，左右不同步，且液压启闭机端部的顶压块在运行时会发生不同程度的位移，非常危险，给运行管理带来很多困难。经初步分析认为，由于当时国内液压技术水平较低，不成熟，很多技术不符合现行规范标准，新引河进洪闸液压系统存在不少技术缺陷：启闭机的同步采用分流阀等量分流方式，无开度测量装置，无法实现液压启闭机同步纠偏；当时的液压阀件均为国内生产，质量较差，且运行了10余年，漏油严重，有些是非标产品无法更换；液压启闭机导向过短，伸出过长时，容易发生弯曲。

2 液压系统检测

为保证工程安全运行、查清系统存在问题和对缺陷进行有目的性的改造，2008年7月，委托水利部水工金属结构质量检验测试中心对液压缸及液压系统进行了全面检测，发现其存在如下问题：①工作闸门没有设置左右强制限位装置，导致闸门左右偏摆，易造成滑块脱离轨道；②液压启闭机控制系统中没有设置左右自动纠偏装置；③闸门运行是靠液压油缸柱塞杆顶推而提升，闸门上边的反向滚轮离闸门上端较远，导致闸门向下游偏离；④液压油缸的密封形式采用O形密封、Y形组合，型式陈旧，密封效果较差；⑤液压油缸的导向套采用尼龙环导向，且导向面积小，磨损严重，造成无法准确导向。

3 改造方案

根据2008年7月水利部水工金属结构质量检验测试中心的安全检测意见和结论及新引河闸液压启闭机存在的问题，按照启闭机现行规范要求，采用如下改造方案。

3.1 液压系统改造

考虑利用原有液压系统设备改造难度很大，液压系统全部重新设计。液压系统由1套液压泵站、8台液压启闭机、液压管道、电气控制系统及附件组成。液压泵站设有2台液压泵组，互为备用。每孔闸门设有2台启闭机。液压管道独立给每台启闭机供油。主要技术参数如下：额定压力31.5 MPa；工作压力16.2 MPa；额定排量25 ml/r；控制电压DC24 V；动力电压AC380 V、15 kW；油箱容量1 380 L。

（1）液压系统原理。闸门运行条件为动水启闭，闸门启闭过程要求启闭机运行平稳，无爬行、抖动等不良现象，并能使闸门可靠地停止在任何位置。液压系统在满足闸门运行要求的前提下，应简单可靠、易于安装维修，并有完善的监视、测量、控制和保护装置。液压系统原理，如图1所示。

图1 液压系统原理

（2）液压启闭机设计。①液压启闭机重新进行设计，主要改进部分为柱塞的动密封和导向装置。原设计动密封为O形密封、Y形组合，现在改为进口斯特封和U形组合密封，密封更可靠，运动阻力也更小。原柱塞导向采用尼龙环导向，现改为铜基金属导向，导向面积增大，运动更平衡。②新增加铜基刮污环，保证柱塞表面光洁。③将排气测压接头由原来柱塞杆顶端改到缸体端头侧面，方便及时排气及随时监测缸内压力。液压启闭机，如图2所示。

图2 液压启闭机

（3）液压控制系统。①液压控制系统主要控制阀件改为进口元件；②每孔闸门新增加了调速回路、比例纠偏回路，完全保证闸门两端的同步运行，保证同步运行精度在25 mm以内；③提供足够的压力监测信号，保证液压系统正常运行。

3.2 闸门导向改造

（1）在闸门的上部增加沿水流方向的导向装置，防止闸门沿水流方向的偏斜。

（2）对下游侧排架柱的导向座板改造，将原座板拆除，并加宽该座板，并将该座板兼作闸门的侧导向座板，防止闸门垂直水流方向的偏斜。

3.3 电气控制系统配备

（1）采用PLC自动控制与继电器手动控制相结合的方式，实现启闭机等设备的监视与控制，并可通过通讯协议与上位计算机进行数据通讯（预留），实现现场自动、手动操作以及远方集中操作，保证液压启闭机随时处于工作状态。

（2）可实现闸门开启、关闭、下滑自动回升、左右油缸自动纠偏等功能。

（3）控制系统采用触摸屏，不但可实现闸门的各种工况操作功能，还可显示主要的状态信息和报警信息等，如控制电源工作、油泵电机工作、闸门全开全关等状态信息和PLC故障、系统压力、滤油器、油箱液位、电动机回路故障、闸门开度和系统压力等报警信息。

4 改造效果

系统组装后，现场进行了联合调试，效果较好。每一孔均进行了全开度启闭，液压启闭机运行平稳，无爬行现象；同一孔启闭机开度差超过6 mm时自动调整纠偏；启闭机活塞杆24h沉降量仅为4mm。

5 结语

液压技术近10年得到迅速发展，逐步成熟。旧的液压设备存在不少技术缺陷，进行技术改造是十分必要的。液压系统建成后，要加强对管理人员的技术培训和培养，制定液压系统的维修养护规程，按照规定进行保养和维修，提高其运行稳定性和可靠性。

TV664+.2

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1004-7328（2014）04-0065-02

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.023

2014-03-16

王玉芳（1972-），女，高级工程师，主要从事水文水资源及工程管理工作。