摘要：结合深溪沟水电站3号泄洪闸无法自动关闭故障，深入阐述了双吊点液压启闭机自动关闭时闸门出现异常偏斜无法关闭时应如何进行试验分析及处理，从油缸阀组内泄、纠偏回路堵塞、调速阀损坏等方面一一验证排除，最终从根本上确认并解决了调速阀故障问题。
关键词：异常偏斜；调速阀；液压油缸
0引言
深溪沟水电站为大渡河水电基地干流规划的第18级电站，采用坝式开发，库区正常蓄水位660.00m库容3200万m3，其中调节库容800万m3，水库具有日调节能力。该水电站泄洪设备主要包括3孔泄洪闸和2孔泄洪洞，工作闸门均为双吊点液压启闭机控制的弧形钢闸门，2018年7月份，大渡河流域出现了50年一遇的大洪水，深溪沟泄洪闸使用较为频繁，在自动关闭过程中多次出现了闸门异常偏斜无法自动关闭故障。
1故障现象
深溪沟每孔泄洪闸弧形闸门重400t，由一台2×4000kN的液压启闭机进行启闭，闸门开启时液压油由泵站通过控制阀组进入油缸有杆腔，闸门关闭时依靠闸门自重液压油从油缸有杆腔通过控制阀组直接进入回油箱中。7月份，运行人员对泄洪闸进行操作时多次出现闸门在自动关闭时报“右侧有杆腔软管破裂”故障，导致闸门无法关闭，具体见表1.1。
表1.1深溪沟泄洪闸自动关闭操作失败记录
2故障原因初步判断
通过检查发现，液压启闭机阀组及油缸无明显渗漏现象，但闸门向右侧（面向下游）倾斜卡死，闸门右侧重力由门体右侧水封及压板与门槽的摩擦支撑，右侧油缸有杆腔压力低于1.5MPa（压力继电器报警整定值），压力继电器报警，闸门自动关闭失败。因闸门每次关闭出现故障后通过小开度开启操作，均能使偏斜的闸门重新回正，根据液压油缸持持原理，如图2.1，初步判断为液压启闭机右侧油缸及液控单向阀存在内泄现象。
3试验验证过程
3.1试验内容
（1）根据闸门运行情况，在闸门自动关闭出现故障及闸门试验时突然出现倾斜的7m、6m等开度进行油缸保压沉降试验，具体数据见表3.1，发现油缸活塞48小时下滑量均小于200mm，两侧油缸下滑量右侧稍大，但对闸门运行影响不大，符合检修规程要求。
表3.1 闸门油缸保压沉降试验情况
图2.1液压油缸持住原理图
（2）对闸门进行多次现地自动0~17m全行程试验及多次分段自动关闭试验，发现闸开启时运行正常，两侧油缸压力基本一致，闸门无明显偏斜现象。关闭时闸门有较为频繁的左纠偏现象（左侧油缸有杆腔排油泄压），在17~7.5m段两侧油缸压力基本一致，闸门无明显偏斜；在7.5-0m段左侧油缸压力高，右侧油缸压力低，最大压差达10MPa，闸门明显向右偏斜运行。
（3）对闸门进行现地手动开启、关闭试验，发现闸门开启过程中几乎不需要手动纠偏，两侧油缸压力基本一致，闸门无明显偏斜现象。闸门在17~0m关闭运行过程中均会明显向右偏斜，导致两侧油缸压差变大，闸门从水平状态到明显向右偏斜状态，下落开度约为0.5m。
（4）闸门手动关闭运行向右侧偏斜时，通过手动左纠偏可以将闸门调平，闸门偏斜后从开始纠偏到闸门纠正纠偏电磁阀动作时间约5s。自动关闭运行时，17~7.5m段，左纠偏电磁阀每次动作持续时间约为3~5s；7.5-0m段，纠偏电磁阀每次动作持续时间约为1~2s，但纠偏频率比17~7.5m段高。
3.2试验分析
（1）从保压沉降情况来看，油缸保压沉降满足要求，两侧油缸下滑量基本一致，排除液压启闭机右侧油缸及液控单向阀存在内泄导致闸门卡死的原因。
（2）从自动运行情况来看，闸门在7.5~0m段有纠偏动作，但闸门无法纠正，可能为纠偏节流阀孔径过小，导致泄压不够，而手动运行时可将闸门纠正，故排除此种可能性。原因为开度传感器检测值与闸门实际值有偏差，虽有纠偏动作，但闸门实际并未纠正而开度传感器值已显示纠正。
（3）从手动运行来看，闸门手动关闭全程向右倾斜，则左缸排油管路堵塞，结合两侧油缸调速控制原理，如图3.2，分析认为左侧油缸液控单向阀或叠加单向阀整流板排油回路堵塞。因闸门开启及关闭时两侧油缸压力油均是通过同一个调速阀，而闸门在开启过程中运行平稳，因此此时未考虑调速阀故障。
图3.2 两侧油缸调速控制原理图
3.3试验过程
（1）将两侧油缸叠加单向阀整流板及调速阀整体对换，闸门关闭时立即向左侧倾斜，与对换前现象相反。此时，基本排除油缸液控单向阀故障，主要认为叠加单向阀整流板排油管路堵塞。
（2）对叠加单向阀整流板进行分解清洗，未见阀芯损坏及堵塞现象，回装后试验，现象与清洗前无明显变化，也排除叠加单向阀整流板故障。
（3）叠加单向阀整流板位置不变，仅对调速阀进行对换，闸门偏斜情况与对换前明显相反，基本认为原左侧油缸调速阀故障。
（4）对左侧油缸调速阀进行更换后，闸门0-17m自动全行程试验，闸门运行较为平稳，闸门自动开启及关闭过程中均有左纠偏现象（此时实际闸门并未偏斜），但对闸门运行影响不大。
3.4试验结论
（1）深溪沟3号泄洪闸闸门在水平未偏斜情况下，整体稍微偏右，即闸门与左侧门槽的间隙比右侧大。
（2）闸门左侧油缸在局部开度段比右侧油缸内泄量稍微偏大，在无水条件下虽然基本不影响闸门运行，但在动水情况下，因闸门震动较大的情况下油缸内泄偏差值会更大，对闸门平稳运行造成一定影响。
（3）液压启闭机左侧油缸调速阀损坏，闸门关闭时左侧油缸调速阀排油慢，闸门向右倾斜。其中，根据调速阀结构原理可知，调速阀主要由定差减压阀和节流阀组合而成，当减压阀损坏时，因闸门开启时系统油源压力约15MPa，两侧油缸有杆腔压力约13MPa，调速阀前后压差相对较小，所以调速阀工作基本正常；而闸门关闭时依靠门体自重，两侧油缸有杆腔压力约8.5MPa，系统油源与回油箱直接接通，压力基本为0，调速阀前后压差相对较大，所以调速阀故障现象明显。
（4）在7.5~0m段，闸门自动关闭时，闸门发出纠偏指令但闸门实际并未纠正，而纠偏指令就已停止，所以闸门持续向右偏斜运行。
4结论
深溪沟3号泄洪闸多次在自动关闭时报“有杆腔软管破裂”故障原因主要为液压启闭机左侧油缸调速阀损坏，闸门关闭时左缸排油慢，闸门向右侧倾斜，此外因闸门与右侧门槽间隙相对偏小，动水情况下闸门右侧油缸下滑量比左侧稍微偏大，同时在7.5~0m段闸门闸门采集的纠偏数据与闸门实际情况有偏差，所以闸门持续向右偏斜运行，最终在某一开度闸门右侧水封及压板与门槽卡死，右侧油缸有杆腔压力低于1.5MPa，发出故障报警，闸门无法自动关闭。
下一步，利用油缸大修时对油缸进行彻底检查及处理，从根本上消除油缸内泄隐患。同时，对开度传感器控制纠偏动作的稳定性进行进一步研究，可重新对开度传感器进行标定。
参考文献
[1]宋靖远,陈长忠.调速阀的工作原理[J].煤炭技术,2008,27(7):16 -17.
论文作者:郑超,陈红吉,赵灿
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/12
标签：闸门论文; 油缸论文; 单向阀论文; 自动关闭论文; 压力论文; 故障论文; 现象论文; 《电力设备》2019年第13期论文;