浅析金湾闸液压启闭机油泵启动安全保护装置

(江苏省江都水利工程管理处，江苏 扬州 225200)

1 概 述

液压启闭机是根据液体静压原理，利用液压传递动力，启闭闸门，它具有构造简单、紧凑，重量轻，所占空间小，易于布置，启闭容量大等优点，是一种比较理想的闸门启闭设备。目前在江苏省沿海地区及苏南等地广泛应用。但是液压启闭机的启动不同于卷扬式启闭机，所有运转部位不能直接观察，尤其是管道内部压力，液压系统的安全启动往往不能直接反应，在局部柔性连接部位容易因操作不当等出现压力巨大导致设备爆裂，形成启动安全隐患，因此解决液压系统油泵安全启动问题非常必要。

2 工程概况

金湾闸位于江苏省扬州市广陵区、江都区交界的金湾河上，建成于1973年6月，与万福闸、太平闸一起构成淮河入江水道最后一级控制建筑物。该闸在排洪、灌溉、航运、渔业、城市供水等方面效益显著。

金湾闸共22孔，每孔净宽6m，闸墩厚1.2m，采用平面直升式闸门，油压式启闭机启闭，双节柱塞式油缸型号为QPPYⅢ-2×360/2×225，闸门升降高度不大于10.8m。2006年工程改造后液压系统设有三套液压动力站、三台现场电气柜、三台PLC控制柜。液压动力站由油箱、滤油设施、油泵及溢流控制阀组等组成，油箱上装备液位液温计与液位控制器、空气滤清器，每套液压动力站由三台160SCY-1B可变排量轴向柱塞泵以并联方式连接，每套油泵机组分别配置一只电磁溢流阀。在正常的操作过程中，可启动两台油泵向一侧两孔油缸同时进油，确保系统工作的可靠性，主进、回油管与每孔闸门油缸并联。

液压系统可由现地控制柜控制或集中远控，两者互为闭锁。油泵机组空载启动后，溢流阀组电磁换向阀通电，液压油加压，现场插装式控制阀组进油电磁换向阀通电，高压油流向油缸，闸门上升；当现场插装式控制阀组回油电磁换向阀通电时，油缸内油液经过控制阀组流向油箱，闸门下降。

3 油泵启动安全隐患分析

金湾闸液压系统改造之后，经长期从事液压启闭机运行管理工作者分析，该工程液压启闭机的油箱与油泵之间的管路存在较大安全隐患。

图1 金湾闸油泵控制原理图

金湾闸油泵控制原理图如图1所示。8.1为截止阀、10.1为油泵机组、9.1为可曲绕橡胶接头。截止阀与油箱之间管道连接，为减振降噪、补偿位移、保护管道设备，在截止阀和油泵机组间采用可曲绕橡胶接头连接。从构造来讲，橡胶接头制品是为管道连接和对泵阀产品保护而制造的，橡胶制品有热胀冷缩的特点。当轴向压缩或者伸展发生时，可曲绕橡胶接头自身就可以在允许的伸缩量范围内，保护管道的振动或偏移，不致于导致管道的断裂或其他原件的损坏，该设备能起到隔振减噪、位移补偿作用，在管道设备配件中具有必不可少的作用。

金湾闸油泵启动时，电磁二位二通阀打开，溢流阀旁通，油液无压进入主油路，并经溢流阀返回油箱，油泵空载启动，一段时间后，电磁二位二通阀关闭，向主油管加压供油。当油箱出口处截止阀在关闭情况下，由于操作人员检查不到位或不熟悉工程状况误启动油泵电机，造成截止阀后局部管道形成负压，此时油管路的最薄弱环节处易造成损坏，作为保护装置的可曲绕橡胶接头爆裂，严重时可导致截止阀破坏，大量液压油外泄，酿成重大事故。造成误操作的因素主要有两点：ⓐ依据液压启闭机操作规程，液压启闭机在使用后应关闭油管路截止阀，正常启闭油泵应再次打开截止阀，若未打开会造成油管路损坏，造成液压油外泄；ⓑ油管路检修时或检修后将油管路闸阀关闭。该工程在2006年加固后增加了自动化控制，操作人员在计算机上启动油泵电机，由于远程控制与油泵房较远，若闸阀关闭，现场又无人监护，同样会造成管路破坏，影响设备安全启动运行。

4 液压启闭机油泵启动安全装置设置

面对上述的安全隐患，查阅液压控制系统的相关资料，没有找到解决问题的措施和装置。后经反复思考，多方论证，根据实际操作要求，提出通过将电气和机械进行连锁的方式解决这个问题。

如何实现电气和机械连锁，经过试验不断改进，将限位开关安装在截止阀上，同时将限位开关的常开回路串联在电气控制回路中，在截止阀转动轴上加装传动杆，当截止阀打开时，限位开关在传动杆的作用下由常开变常闭，电气控制回路正常工作，油泵机组运行；当截止阀处于关闭状态时，传动杆与限位开关脱开，限位开关复位至常开，电气控制回路失电不能正常工作，此时即使有人误操作，也不可能将油泵电机启动，起到油泵启动安全保护的作用。金湾闸油泵控制、保护原理见图2；截止阀关闭位置时安全装置见图3；截止阀打开时安全装置见图4。

图2 金湾闸油泵控制、保护原理

图3 截止阀关闭位置时安全装置情景

图4 截止阀打开时安全装置情景

5 增设安全保护装置后的效益和实用性

金湾闸油泵启动安全保护装置原理简单，在实际应用中安全可靠，改造成本低，为液压系统的安全控制运行起到保驾护航的作用。金湾闸液压系统增设保护装置后，经过多年的运行和控制运用，证明当电气和机械实现连锁后，有效地防止了由于误操作而造成对油管路的损坏，确保了工程的安全运行，可在类似液压系统中推广应用，具有较高的实用性。

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