關于葛洲壩船閘人字門運行故障的研究與思考

2023年12月30日發(fā)(作者：簡短新年祝福語)

關于葛洲壩船閘人字門運行故障的研究與思考

朱旺峰;王震

【期刊名稱】《交通企業(yè)管理》

【年(卷),期】2016(031)010

【總頁數(shù)】3頁(P43-45)

【關鍵詞】葛洲壩船閘;人字門;運行故障;底止水失效;無合攏信號;通航效率

【作 者】朱旺峰;王震

【作者單位】長江三峽通航管理局;長江三峽通航管理局

【正文語種】中 文

閘門是船閘系統(tǒng)中最重要的設備之一。在船閘運行過程中，人字門的正常安全運行直接關系到過閘船舶的安全與船閘的通航效率。然而，葛洲壩船閘在實際運行過程中，人字門故障時有發(fā)生，而檢修往往會耗費大量時間導致船舶待閘，因而大大降低了船閘的通航效率。為了確保船閘的安全暢通，進一步提高葛洲壩船閘的運行通航效率，必須有效降低人字門運行故障率。筆者主要針對目前葛洲壩船閘人字門運行中常見的故障進行分析總結，并對人字門的運行維護提出一些看法。

人字門是船閘最重要的金屬結構件之一，它封閉和控制船閘通航孔口，承受著閘室巨大水壓，保持閘室水位以便容納和過渡過壩船舶，滿足樞紐通航要求。人字門的穩(wěn)定與安全是船閘通航和船舶安全過壩的必要條件，也是充分發(fā)揮樞紐綜合經濟效益的基本保障之一。葛洲壩船閘通航30多年來，人字門故障時有發(fā)生。由于人字門在船閘系統(tǒng)中的重要性，其故障處理時間短則需要幾個小時，長則需要數(shù)天，直

接影響船閘的正常運行。為此，探索總結船閘人字門故障發(fā)生原因及處理措施，對保證人字門的穩(wěn)定安全運行顯得尤其重要。

葛洲壩船閘人字門由兩扇門葉組成，門葉底部支承在底樞上，頂部支承在頂樞上。門葉通過在頂部的啟閉機推拉桿的作用下，繞著通過頂、底樞中心的軸線轉動，實現(xiàn)開、關門，運行安全，靈活可靠。人字閘門在擋水時，兩扇門葉斜接柱處的支、枕墊塊互相接觸，門軸柱處的支墊塊支承在埋設于閘首兩邊墩的枕墊塊上，兩扇門葉在平面上構成一個三鉸拱，水壓力靠設在門軸柱上的支、枕墊塊傳遞給閘首兩邊的邊墩。人字門由門葉、頂樞、底樞、支枕墊塊、背拉桿、底止水等組成（如圖1所示）。

葛洲壩船閘人字門的主要技術參數(shù)見表1所列。

人字門系統(tǒng)是一個復雜的機電系統(tǒng)，多年來的運行管理實踐形成了可靠有效的運行管理機制。在船閘運行初期，由于潤滑、裝配和調整不當導致發(fā)生較多故障。人字門淤積和反向水頭直接影響人字門的正常安全運行。葛洲壩1號閘反向水頭問題曾導致船閘長期停航，通過動水開閥工藝的實施，成功解決了1號閘反向水頭過大的問題。通過長期的維修實踐摸索，葛洲壩船閘的運行管理也在不斷提高，形成了定期檢修機制。1990年，船閘計劃性大修周期被定位每6年1次。堅持做好設備日常維護與保養(yǎng)工作，定期進行設備的點檢、常檢，并對重點設備重點管理，故障早發(fā)現(xiàn)早排除，是設備保持良好工況和船閘安全運行的基本保障。多年來，船閘采取定期清淤以保證人字門運行的暢通無阻。隨著船閘電氣控制設備不斷更新改造，船閘人字門系統(tǒng)傳感器的不斷更新?lián)Q代，門頭開關的不斷改進，使得故障率大幅降低。

從近些年的運行狀況看來，葛洲壩船閘人字門運行故障率較低。通過長期的運行探索，葛洲壩船閘已經形成了成熟的維護管理體制。但由于船閘人字門運行頻繁以及氣象、水力環(huán)境等因素的影響，人字門故障還是時有發(fā)生。筆者列舉了近年來葛洲

壩船閘人字門的常見故障，并分析了故障原因與處理措施。

1.船閘人字門振動

（1）現(xiàn)象。人字門在充水、泄水過程中，當水位差較小時（一般為0.5～3米）出現(xiàn)振動。

（2）原因。人字門運行過程中，自身自振頻率受關門位置、溫度、背拉桿的狀態(tài)等因素的影響。當船閘充水、泄水時的水力脈動與人字門自振頻率一致或接近時，發(fā)生共振導致人字門振動。

（3）故障處理措施。①及時調整錯位，避免人字門錯位過大。②在運行中及時調整背拉桿的預應力。③當人字門振動出現(xiàn)時，可對人字門承壓條抹油，使人字門運行平穩(wěn)。

2.機械過載停機

（1）故障原因。在動門過程中，門體受外力作用出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，推拉桿受力增大超出規(guī)定范圍，此時彈簧壓縮（或拉伸）量急劇增大，當外套桿與內推拉桿間相對位移達到整定行程時，壓縮（或拉伸）過載行程開關動作，發(fā)出過載信號，造成本子站停機并報警，屬C類故障。

（2）故障處理措施。按故障消除按鈕，若故障產生于非保持外力（如浪涌）或誤信號，短時間內報警會消除，然后由集控室轉“單步”或“現(xiàn)地”操作人字門，完成本次程序后再轉回“集中”方式。若過載信號保持，則應用“緊急開/關門”操作人字門反向動作，消除故障信號，再重復原操作。若反復幾次在同一位置出現(xiàn)過載信號，說明門庫有異物卡阻需要清除。

3.無合攏信號

（1）故障原因。當人字門錯位過大時，人字門合攏檢測開關超出感應范圍，不能產生合攏信號。

（2）處理措施。及時調整錯位，當人字門錯位大于30毫米時通過改變兩側人字

門機房主電機的關機延時時間減小人字門在關門時的錯位過大問題。

4.人字門底樞故障

葛洲壩船閘人字門底樞為固定式底樞，主要由帽蓋、蘑菇頭、軸承臺等3個部分組成。底樞是承載人字門的主要部件，其通過蘑菇頭支承人字門，蘑菇頭與帽蓋的軸瓦直接通過潤滑油脂保持隔離，從而保證底樞正常工作的同時最大限度地減少磨損。潤滑不僅可以減少摩擦阻力，而且能帶走摩擦時產生的熱量和磨屑，因此，底樞的潤滑系統(tǒng)能否可靠工作至關重要。

（1）故障原因。在長時間的工作之后，由于底樞潤滑不良、蘑菇軸頭發(fā)生位移等原因造成軸瓦過度磨損膠合。

（2）處理措施。①對軸頭軸瓦燒結斑痕做光車處理。②疏通油道，清洗油路。③改用針入度較大的潤滑油脂。④檢查門體底樞是否異常，重新校正和調整人字門的垂直度和中心點，對門體進行多次全開、全關試驗。

5.人字門底止水失效

2015年1月3日，葛洲壩船閘管理處在對設備檢查中發(fā)現(xiàn)，葛洲壩三號船閘下人字門在閘室充水時有明顯振動并伴有下引航道水流翻花。經仔細檢查發(fā)現(xiàn)，右下橡膠底止水出現(xiàn)裂縫。葛洲壩船閘人字門底止水位于底橫梁與底坎之間由兩條P型橡膠帶組成。它靠閘室水壓使底止水緊貼底坎座面而止水，其能否正常工作直接關系船閘的安全穩(wěn)定運行。

（1）底止水失效的原因。①在安裝調試的過程中，止水與人字門不夠吻合，造成底止水與人字門局部不貼合甚至卡傷，從而引起局部失效導致船閘充泄水工程中高速射流和閘門振動。②底止水安裝過程中預留間隙太大，這樣造成該處接觸不良或在低水頭時水壓不能使其貼合而引起射流振動和底止水的撕裂破壞。③底止水與底坎止水座間有異物，關門時卡傷底止水并迅速引起泄漏而失效。④門庫淤沙，人字門推沙運行，底止水在一反一正翻卷力的反復作用下形成P頭與橡膠板交界處應

力集中而疲勞破壞失效。

（2）處理措施。①底止水定位靠緊固螺栓夾緊，安裝中應重視止水螺孔的鉆孔精度和螺栓緊固均勻度等加工質量，它們對止水安裝質量和使用壽命能帶來很大的影響。②底止水安裝過程中及時消除有礙止水貼切的疤痕、蝕坑、麻點及棱角銳邊。

目前，人字門的維修維護制度已經十分成熟，針對人字門的運行管理重點應落實到日常的運行檢視之中。當班集控操作人員應密切關注人字門的門縫錯位情況，當出現(xiàn)門縫錯位過大時應及時上報調整。另外，應加強現(xiàn)場巡視人字門運行工況，查看人字門運行是否平穩(wěn)。維修人員應定期做好人字門啟閉機的潤滑維護，底樞干油泵、多點干油泵的巡檢維護，從而保證人字門系統(tǒng)的穩(wěn)定有效運行。