摘要: 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，啟閉設備在水利工程中獲得廣泛應用，其系統(tǒng)的安全可靠性亦在不斷提高和完善。考慮到水利工程啟閉設備的特殊使用環(huán)境和對安全、可靠性的極高要求，在啟閉設備選型時，一定要做到精細和先進。本文針對小型水利工程啟閉設備選型分析進行探討，以供大家參考學習之用。

　　關鍵詞：電灌站,啟閉設備,選型,探討

　　1、前言

　　在水利工程中，將啟閉閘門用的起重機械統(tǒng)稱為啟閉設備，包括啟閉機和清污機。選擇和設計啟閉設備時應力求精細，借鑒和吸取先進技術和工程經(jīng)驗，確保啟閉設備安全、可靠、穩(wěn)定的工作。啟閉設備選型的準確性是一件大事，關系著水利工程的運行安全。本文針對水利工程啟閉設備選型時的一些問題進行探討。

　　2、啟閉機的特點

　　啟閉機是一種用來啟閉閘門用的起重機械。它與起重機一樣是一種循環(huán)間隔吊運機械。啟閉機具有以下特點：(1)荷載變化大。閘門承受的水壓力是隨著門葉移動而變化的。所以，啟閉機的荷載是在不斷變化的，變化幅度很大且不均勻，一般中等以上容量的啟閉機要求設置負荷指示和負荷限制器。(2)啟閉速度快。大多數(shù)啟閉機工作速度很小，一般為(1-2)m/min，通常不會超過5m/min，有的只有0.1m/min。(3)工作級別較低，但是要求絕對可靠。它在電灌站的重要性很高，要求它的工作要絕對可靠，所以平時要注意保養(yǎng)維護。(4)要適應閘門運行的要求。當遇到事故時，要求快速閉門，但是并不需要快速啟門，所以要求啟閉機具有兩種速度。

　　3、啟閉機的類型

　　啟閉機按照傳動形式分為機械傳動和液壓傳動，機械傳動的啟閉機按照布置形式分為固定和移動兩大類，液壓傳動的啟閉機一般只有固定式。

　　3、1 固定式啟閉機

　　一般一臺固定式啟閉機只用于操作一扇閘門，啟閉機只設置一個起升機構(gòu)，不配置水平運動機構(gòu)。

　　3、2 移動式啟閉機

　　移動式啟閉機可以實現(xiàn)一機多門的操作方式，所以除了起升機構(gòu)，移動式啟閉機還要配置水平移動的運行機構(gòu)，移動式啟閉機多用在操作多孔共用的檢修閘門，它的形式要根據(jù)電灌站的布置，布置是要注意在其行程范圍內(nèi)與其他建筑物的關系。

　　3、3 液壓啟閉機

　　液壓啟閉機的地位越來越高，現(xiàn)在國內(nèi)有QPPY、QPKY、QHLY等系列化液壓啟閉機。液壓啟閉機啟閉力可以很大，但是揚程卻受到加工設備的限制。雙向作用的油壓啟閉機，多用在操作潛孔平面閘門和潛孔弧門。當應用潛孔弧門時，要設置可轉(zhuǎn)動支座或設置導軌及滑塊與閘門連接。由于液壓啟閉機的使用環(huán)境特殊、維修條件差、系統(tǒng)壓力高等，因而對密封件的質(zhì)量要求很高。目前由于各種原因和工程實踐，密封件基本上在國外產(chǎn)品中進行選擇，如日本VALQUA公司、意大利CARCO公司、德國MARKEL公司、美國PAKER公司以及德國洪格爾等公司的組合型密封圈及支承環(huán)，設計使用壽命可達8～10年。進口密封圈一般不需要預壓量，安裝和拆卸方便。油缸內(nèi)表面的加工精度對密封圈的使用壽命和密封性能有一定的影響。過高精度的缸體內(nèi)表面易使活塞桿產(chǎn)生爬行和震動現(xiàn)象，反而不利于系統(tǒng)運行。液壓啟閉機中主密封件一般采用多唇密封系統(tǒng)，且以V型密封圈應用最為廣泛。在油缸總成中，沒有相對運動零件之間的密封件多采用O型圈，應注意的是，當選用直徑≥125 mm的O型圈時，應附加一個支承環(huán)。在油缸活塞桿外伸端處應設置一個防塵圈，如果可能結(jié)冰的話，應再設一個除冰圈，在結(jié)構(gòu)上防塵圈與除冰圈應相互嚙合;另外，O型圈和防塵圈等密封件應當與主密封具有同等使用壽命，以利于運行減少維修次數(shù)。

　　4、啟閉機的參數(shù)

　　(1)啟閉力，啟閉力是啟閉機的額定容量，單位是千牛(KN)，啟閉力是根據(jù)閘門在水中的轉(zhuǎn)動時的阻力矩來確定的， 其中f為摩擦系數(shù)，D為頂樞上的水平作用， 為頂樞軸的直徑。 為工作橋與門重， 為底樞半球軸直徑。當為固定式底樞或有水平反力的底樞時， ，其中R為底樞上的水平反力，此時啟閉力為: 其中 為安全系數(shù)，一般為1.2;R為啟閉力到旋轉(zhuǎn)中心的力臂。(2)啟閉速度，在啟閉機的起升機構(gòu)中，下降速度接近起升速度，所以只要標出起升速度即可。但是在快速下降閘門的啟閉機的下降速度和起升速度不同，所以要標出起門速度和閉門速度。多數(shù)啟閉機工作速度小，一般為(1—2)m/min。(3)揚程，揚程是啟閉機的吊鉤在閘門安裝檢修或運行過程中升降的最大高度。啟閉機的揚程要根據(jù)閘門的運行條件決定。(4)跨度，跨度是指移動式啟閉機的大車兩側(cè)走行軌道中心線之間的距離，通常就是啟閉機的軌跡，但在弧形軌道上運行的啟閉機有細微的差別，所以弧形軌道應標明最小彎曲半徑。(5)吊點間距，對于雙吊點啟閉機而言，由閘門上兩個吊點的布置情況來確定。它等于吊閘門在最高位置時，兩個取物元件之間的水平間距。

　　5、啟閉機的選型要求

　　啟閉機的形式很多，所以啟閉機選型要根據(jù)水工布置、門型、孔數(shù)及操作運行、時間要求和啟閉機在設計、制造和運行等方面的主要特點，經(jīng)全面的技術經(jīng)濟論證后選定。啟閉機的選型還要滿足技術先進、經(jīng)濟合理、操作可靠、安全運行、維修方便、景觀協(xié)調(diào)和安全衛(wèi)生的要求，同時要盡量發(fā)揮啟閉機在工程中的最大效益。

　　啟閉機的選用要考慮系列化的產(chǎn)品。啟閉力應大于或等于計算啟閉荷載;當小于計算啟閉力時，不得超過5%，同時要滿足啟閉機的系列標準規(guī)定。

　　啟閉機揚程根據(jù)運行條件決定，并應該滿足：(1)溢流閘門可高出溢流水面曲線(1-2)m，以避免閘門受水面漂浮物的撞擊。(2)快速閘門可提高到孔口以上(0.5-1.0)m。(3)閘門檢修時可以提到檢修平臺以上(0.5-1.0)m。啟閉機還要留有適當?shù)脑６取�為了保證啟閉機安全可靠的工作，啟閉機要根據(jù)情況裝設相應的安全裝置，如制動器、荷載限制器、升降限位裝置、行程限制器以及電氣保護裝置，啟閉機還應該采取防潮通風、防腐蝕和防風沙的保護措施。啟閉機要安裝在最高水位以上，防止啟閉機被淹，并便于閘門、門槽及啟閉機部件的正常檢修。根據(jù)氣候、風沙情況，考慮檢修工人的工作條件，布置在室外的啟閉機要加設活動機罩和欄桿。在嚴寒地區(qū)，機房應該有保溫措施，選擇工作油或柔滑油的牌號時要考慮工作地區(qū)的氣溫條件。根據(jù)啟閉機工作狀況和技術經(jīng)濟指標，有條件時可采用高揚程啟閉機，以避免拆卸吊桿，布置高揚程啟閉機時要防止動滑輪組，鋼絲繩與閘門門槽的干擾。

　　6、清污機的選型

　　建設水利工程項目，攔污柵是不可缺少的設備。用來阻攔水流中所攜帶的污物，保護機組、閘門不受損害，保證機組等設備的安全運行。設置攔污柵后，污物容易積聚在攔污柵前，造成攔污柵被堵塞，甚至壓垮攔污柵，影像建筑物及設備的安全，為了防止污物堵塞攔污柵，要使用清污機可以將污物從柵面撈起來，節(jié)省大量的勞動力并降低工人的勞動強度、改善勞動條件，尤其是在動水情況下工作，是別的清污方式所不能比擬的。

　　在設計中要根據(jù)工程的實際情況，具體分析，充分論證，綜合比較，根據(jù)總體布置和污物情況，選擇合適的清污機，要做到既滿足要求，保證工程的正常運行，又安全可行、經(jīng)濟合理。當進水口布置在攔河閘壩上，在汛期污物較多，在電灌站抽水時，大部分污物順水積聚在攔污柵前，較難排走，此時應選用清污能力較好的耙斗式清污機。對于進水口在河岸一側(cè)的引水式，大部分污物積聚在攔河壩前，可以利用排污孔溢洪道排走，小部分污物聚集在攔污壩前，此時可以選用造價低的懸吊式清污機進行清理。一般耙斗式清污機和懸吊式清污機通常兼作攔污壩的起吊設備。當進水口布置在河岸一側(cè)的引水式、無攔河壩的，因為進水口流速和流量小于主河道的流速和流量，污物體積小、數(shù)量少，一般選用回轉(zhuǎn)式清污機。

　　7、結(jié)尾

　　啟閉設備已在水利工程中獲得廣泛應用，是水利工程生產(chǎn)運行的重要物質(zhì)基礎，在工程管理中要始終堅持“設備是根本”的原則。同時啟閉設備系統(tǒng)的安全可靠性亦在不斷提高和完善，研究和應用無污染的啟閉設備，提高運行管理人員的技術水平，可進一步提高啟閉設備的應用范圍和安全性。可以肯定，隨著國民經(jīng)濟的更進一步發(fā)展，啟閉設備價格的降低，它將越來越廣泛的應用于水利工程項目建設。

　　【參考文獻】

　　[1]《閘門與啟閉設備》劉細龍等，水利水電出版社

　　[2] 《水工建筑物》湯能見等，水利水電出版社

　　[3] 《水利工程啟閉機電氣部分》陳同生等，水利水電出版社

　　[4] 《水工啟閉機設計及工程實踐》胡友安等，水利水電出版社