摘要：本文介绍了低水头拦河坝中弧形泄洪闸门的开度仪纠偏系统的技改，以湖南怀化安江水电站18扇弧形闸门的实际情况为例子进行研究技改。此项目不仅拓展了此类电站泄洪系统运维的技术理论，也促进了对新生问题和广泛问题处理的能力，增加了实践机会，更为刚从事日调节水电站泄洪工作的运维人员提供了弧形闸门纠偏问题处理方法借鉴。
关键词：弧形闸门 防洪度汛 纠偏故障 技术改造
1、项目概况
1.1项目背景
湖南安江水电站位于湖南省怀化市，属于湖南省沅水干流梯级开发中的第九级电站，电站坝址位于洪江市安江镇铜鼓洲，电站共设18孔开敞式弧形泄洪闸门（左叉6孔，右叉12孔），每一扇弧形闸门采用两台液压启闭机进行启闭，两边启闭液压杠上安装着可伸缩的空心钢管随液压杆伸缩启闭，空心钢管内便是测量行程的钢丝，钢丝连接着上端的编码器。
安江电站自2013年蓄水发电以来，先后经历了5个汛期，作为日调节的水电站，为保证上游水位稳定在设计水位，当上游来水较多、尤其是汛期来临时每日启闭弧形闸门泄洪的频率便持续上升。
经过这几年的运行，我们发现泄洪量达到5000M³/s以上时，为避免上游涨水过快，通常开启弧形闸门数量较多，但也出现下游退水速度跟不上泄洪流量，由此导致下游水位上涨，液压杆和测量行程的空心钢管（内含钢丝）下侧会浸泡在水里。由于泄洪采取的是底部消能的模式，导致弧形闸门下游泄洪过程中常伴有惊涛拍“杠”，久而之行程测量的空心钢管便被惊涛拍弯了，因此弧形闸门在汛期的启闭过程中常常出现两边行程不同步，上位机就会无限极限偏差故障，导致弧形闸门不能实现自动和远方控制的状况。
1.2项目目标
此次技改项目是通过极限偏差故障暴露问题，运维人员总结经验，厂领导和厂家技术人员分析研究后的技改项目。为满足弧形闸门在任何工况下，尤其是汛期降低极限纠偏的发生频率，一定要保证开度编码器的测量可靠稳定，保证泄洪闸门的安全稳定运行，将泄洪闸门每年汛期中启闭泄洪闸门出现极限纠偏故障率从现状54.58%降低至3％作为此次技改目标。以确保安江电站安全稳定运行和度过每一个汛期。
2、项目总体设计
2.1项目研究的必要性
安江电站18扇弧形闸门作为主要的水工建筑物，担负起水库调节的作用，而又是日调节的电站，高强度的启闭工作使其安全稳定的工况尤为重要，技改前的数据显示2016年汛期弧形闸门就启闭322次，其中出现极限纠偏就达176次，纠偏率达54.58%：
在设备质量、使用寿命方面：泄洪闸门运行过程中，经常出现极限纠偏的故障，经过PLC的调节就是为了避免弧形闸门侧水封减少磨损，但由于开度测量不精确导致的误报，纠偏工作误执行，将会导致侧水封磨损加快。另外液压系统管路在这频繁带阻塞的纠偏状态下高负荷运行，不利于油管路的使用寿命，会增加滴油、漏油乃至喷油的事故发生。
在电站运行安全方面：如若在上游来水较大不能正常开启闸门泄洪及时泄洪，将会引发上游水位超警戒线而导致耕作地或者居民民房淹没，还会出现水没闸门给坝体带来重大压力，综上所述均可造成巨大生命财产损失。
在经济运行方面：在平时的日调节运行中，就是靠弧形闸门启闭对水头进行控制，倘若由于技改前的极限纠偏问题导致弧形闸门在泄洪后不能及时关闭，将会导致事故弃水，影响机组发电量。
综上所述，此项目事关电站设备安全稳定，涉及上下游汛期安全，更加影响电站经济效益，符合公司技术攻关，创新增效的要求。
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2.2项目方案讨论
硬件方面：
更换编码器开度测点，把原有的油缸升缩导管取消（拆除闸门开度油缸伸缩导管；弧门左、右两侧油缸上开度仪反馈线连接导管拆除），把编码器测点固定在闸门A字架支腿上，与编码器钢丝绳垂直布置。
编码器底座位置不变，闸门门开度仪反馈线端部连接位置更换，由油缸上导管用绳扣连接改为直接固定在弧门A型支撑梁上，根据开度仪安装位置与弧门支撑梁位置，开度仪反馈线固定点选为支撑梁距离支铰座连接处5米处。
软件方面：
根据修改后的测点位置弧门两侧开度仪PLC程序开度码值进行对应修改，修改原则应当完整并符合现场条件行程反馈。据实际开度及开度编码器所输出的码值对程序进行重新编写灌入，更改点为1.00m、2.00m、4.00m、8. 00m、14.00m、17.00m、21.00m、23.00m实际开度对应的码值。
2.3项目方案细节及功能
修改后的开度测试位置，位置弧形闸门的A字槽钢上，1、该位置与编码器不存在原来布置的夹角，有利于钢丝的伸缩；2、该位置槽钢位置远离水面并有利于人员施工改造和检修；3该位置将弧门行程按比例缩短计量，避免较大误差。
3、项目应用效果
3.1技术效果
（1）该项目技术改造后，弧形闸门开度反馈系统简单明了，不用复杂地安装伸缩管，不用担心伸缩管卡阻生锈等问题。
（2）开度测量点技改后巡视人员清晰可见，A形槽可站人巡视。
（3）经过PLC新编程序的灌入，运行显示正常，各项数据指标正常。
（4）20174汛期技改后弧形闸门总自动启闭次数为341次，期间未出现有极限纠偏故障。保证了弧门全开、全关的安全准确运行。
3.2经验成效
（1）此次技术改造后编制的《降低泄洪闸门汛期中极限纠偏故障率作业指导书》，为今后的工作提供借鉴。
（2）国内类似问题处理均有多项，闸门启、闭时频繁出现因开度行程导管弯曲问题不能正常运行，泄洪闸门在提升和降落时闸门两侧开度出现极限偏差，解决方案根据各处技术要求及大坝类型也各有不同，通过本次技术改造后，安江电站技改后在整个汛期期间未出现一次泄洪闸门未能正常启闭的情况，此次技改无论从技术上还是问题本质上均属于泄洪闸门相关领域的一道必不可少的实践项目，均能为今后其它电站和我电站辅助设备的运营检修提供宝贵的借鉴经验。
3.3经济效益
如按照统计平均每年一孔泄洪闸门开度油缸导管弯曲处理4次，处理一次需人工4人进行拆卸回装，人工费用一天为200元，200×18×4×=14400元。一 年直接节省14400元。
安江电站大坝18孔泄洪闸频繁出现不能正常启闭操作，如若在上游来水较大不能正常开启闸门泄洪将会导致上游耕作地和居民民居淹没和水没闸门及大坝厂房造成巨大生命财产损失。若洪水过后无法正常及时关闭泄洪闸门将会直接水量损失，影响机组发电量。这些都是无法估量的。
4、结束语
技改项目的落实后，成功率达到了100%，完全符合技改所需达到的效果，在电站运营过程中除远方自动的启闭弧形闸门外，还需加强运营巡视人员加强现场的巡检频率和维护力度，所有的技改不是一劳永逸的，而是实践不断证明不断去完善的，希望我们的技改方案能够为读者提供抛砖引玉的作用。
论文作者:李志平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：闸门论文; 弧形论文; 技改论文; 启闭论文; 电站论文; 汛期论文; 项目论文; 《基层建设》2018年第6期论文;