摘要：文章主要从梅山水库泄洪隧洞液压启闭机的操控和维护方面阐述工作流程、注意事项和常见故障的处理，以加强液压启闭机的安全运行，提高闸门启闭机及电气设备的管理水平为目的。

关键词：液压启闭机；操控和维护；方法及要点

0 前言

梅山水库位于鄂、豫、皖三省交界处的大别山腹地、淮河支流史河上游，坐落于有“红军故乡、将军摇篮”之誉的安徽省金寨县县城南端。水库为“一五”期间治淮重点工程，也是淠史杭灌区的主要水源工程之一，工程始建于1954年3月，1956年4月建成，总库容22.63亿立方米，控制流域面积1970平方公里，是一座以防洪、灌溉为主，结合发电等综合利用的大（1）型水利工程。水库大坝为连拱坝，最大坝高88.24米，全长443.5米。泄洪隧洞位于大坝左岸山体，进口距左坝头约300m，出口位于发电厂房下游约70m处，总长431.4m，为2008年水库除险加固新建工程，洞型为深式有压短进口的明流无压洞。进口设闸门井，安装1扇潜孔式平面滑动事故钢闸门，配QPKYⅡ-2×2500kN/2×2000kN-11m液压启闭机；安装潜孔式直支臂球型铰弧形工作钢闸门1扇，配1台QPKYⅡ-2×1600kN/2×800kN-10.5m液压式启闭机。隧洞进口底高程110.00m，事故闸门孔口尺寸为12.0m×9.41m，工作闸门孔口尺寸12.0m×8.0m，无压段标准断面为9m×10.5m（矢高2.5m）的圆拱直墙式城门型，出口底高程66.00m，末端挑坎顶高程67.022m，最大泄量1798m3/s。

泄洪隧洞闸门由工作闸门和检修闸门及液压启闭机系统等组成，每扇闸都实现了自动控制启闭闸门，闸门为双吊点；一套液泵站控制两扇闸门，一套控制柜，内置行程传感装置。液压启闭机主要包括：液压缸总成、支座、机架、开度检测和限位开关、液压泵站、液压管路系统、电气控制系统等。与其他启闭机设备相比，泄洪隧洞闸门中所用的液压启闭机有着结构简单、便于施工、运行管理简便等一系列优点，适用于防洪排涝、水利枢纽、水电站等诸多工程中[1]。

1 液压启闭机的控制

液压启闭机现地控制柜上设置液压启闭机工作方式开关，启闭机有3种工作方式：现地手动控制、现地自动控制、远方控制[2]。三种控制方式互锁，只能选择一种状态 ，即在手动状态时，自动、远方控制信号无效，自动状态时，手动、远方控制信号无效，远方状态时，手动、自动控制信号无效。下面以泄洪隧洞工作闸门为例，阐述液压启闭机的控制方式。

1．1 现地手动控制

闸门手动控制是最基础的控制方式，其动作全部由硬接体的继电器、中间继电器完成控制，其操作控制脱离PLC监控，自动和远方控制无法操作情况下对闸门进行启闭，但是在保护信号无效时，其报警不停机，对操作人员系统熟练度要求较高。

1．1．1 启门操控

首先将工况选择开关扳到就地档，将控制选择开关扳到常规档，然后在控制面板上将油泵控制开关扳到“1#油泵”或“2#油泵”挡，操作选择开关扳到工作门档，按下“启1#油泵”或“启2#油泵”按钮，“1#油泵”或“2#油泵”经软启动器启动运转正常，将溢流阀控制选择开关扳到打开档，系统建压，按下“启门”按钮，闸门开启。将闸门开启到全开位或到需要开度时，按下“停门”按钮，闸门停止，将溢流阀控制选择开关扳到关闭档，系统泄压，按下“停泵”按钮，“1#油泵”或“2#油泵”停止运转，闸门开启操作完成 。

1．1．2 闭门操作

首先将工况选择开关扳到就地档，将控制选择开关扳到常规档，然后在控制面板上将油泵控制开关扳到“1#油泵”或“2#油泵”挡，操作选择开关扳到工作门档，按下“启1#油泵”或“启2#油泵”按钮，“1#油泵”或“2#油泵”经软启动器启动运转正常，将溢流阀控制选择开关扳到打开档，系统建压，按下“闭门”按钮，闸门关闭。将闸门关闭到全关位或到需要开度时，按下“停门”按钮，闸门停止，将溢流阀控制选择开关扳到关闭档，系统泄压，按下“停泵”按钮，“1#油泵”或“2#油泵”停止运转，闸门关闭操作完成。（闸门关闭到全关位置后，自动停门，停泵。）

1．1．3 停门控制

闸门开启或关闭过程中，控制面板上按下“停门”按钮，闸门停止，将溢流阀控制选择开关扳到关闭档，系统泄压，闸门停止在任意位置。按下“停泵”按钮，“1#油泵”或“2#油泵”停止运转。在电气控制柜操作面板上设有紧急情况下，按下紧急停止按钮，可以控制油泵电机停止运转，闸门停止。

1．1．4 现地手动控制操作时注意事项

手动操作过程中应注意监视液压泵站上的系统压力仪表、左右有干腔压力仪表有无异常，若压力差别过大，应按下紧停按钮，闸门停止，查明故障方可继续运行；注意监视触摸屏及开度仪上的开度左右开度偏差是否超过50mm，若超过，操作工作闸门纠偏把手，进行左右纠偏操作，左右开度保持一致。在设备运行中，操作者要注意观察电气控柜面板上各指示灯的变化，只有在油位、系统压力等各种指示正常，可以进行启门闭门操作 ，每次启门或闭门时应记住当前开度仪的值 。

1．2 现地自动控制

闸门自动控制是在 PLC基础上的控制方式 ，其动作指令由PLC判断运算处理后输出各种保护信号均考虑在内，操作简单，运行安全，但是整个控制依赖PLC，若PLC故障，操作将不能执行。

1．2．1 闸门开启操作

首先将工况选择开关扳到就地档，将控制选择开关扳到PLC档，将操作选择开关扳到工作门档，油泵控制开关扳到中间位置，溢流阀控制选择开关在关闭位置，按下“启门”按钮，PLC接收到闸门启门命令后，自动空载启动电机正常，建压启门到全开位置或需要开度，按下“停门”按钮，闸门停止，油泵关闭，系统卸压。

1．2．2 闸门关闭操作

首先将工况选择开关扳到就地档，将控制选择开关扳到PLC档，将操作选择开关扳到工作门档，油泵控制开关扳到中间位置，溢流阀控制选择开关在关闭位置，按下“闭门”按钮，PLC接收到闸门启门命令后，自动空载启动电机正常，建压闭门到全关位置或需要开度，按下“停门”按钮，闸门停止，油泵关闭，系统卸压。（闸门关闭到全关位置后，自动停门，停泵。）

1．2．3 闸门停止操作

闸门开启或关闭过程中，控制面板上按下“停门”按钮，闸门停止，油泵停止，系统泄压，闸门停止在任意位置。在电气控制柜操作面板上设有紧急情况下，按下紧急停止按钮，可以控制油泵电机停止运转，闸门停止。

1．2．4 下滑自动回升控制

为了保证闸门持续在全开或在放水时设置刻度 ，由于油缸泄漏等原因引起闸门沉降下移，控制系统设置有闸门下滑自动回升功能。开度仪实时将开度数据送给PLC，当闸门由局部开启位置下滑100mm（液压缸行程）时系统按照“闸门开启”程序自动电动机提升闸门至下滑前位置。若闸门下滑100mm液压启闭机未能启动，闸门继续下滑至150 mm时，系统自动启动另一台油泵电机组将闸门提升至下滑前位置，同时向控制室发出声光报警信号。

1．2．5 自动控制操作注意事项

自动控制不需要操作油泵，溢流阀控制等选择开关，当启闭机的工作监测到故障时，启闭机电气控制系统会发出声光报警信号，同时启闭机电气控制系统会自动停止工作，这时操作者需要按下警报复位按钮，关闭报警声并进行故障处理 。

1．3 闸门远方控制

首先将工况选择开关扳到“远方”档，将控制选择开关扳到PLC档，将操作选择开关扳到工作门档，油泵控制开关扳到中间位置，溢流阀控制选择开关在关闭位置，然后在控制室上位上发出“启门”、“停止”、“闭门”命令或通过硬接点发“启门”、“停止”、“闭门”信号即可触发PLC待闸门开启或关闭到预设位置时，自动关闭电磁阀，卸荷，停止电机。

2 启闭机的使用和维护

2．1 液压系统的使用和维护

应根据闸门操作运行系统和启闭机的设备订制启闭机的操作运行规程 ，运行操作人员应熟悉了解启闭机的结构、技术、操作运行条件和规程。 液压系统中的元器件的使用和保养按相应产品使用说明书，每月定期检查一次，包括所有的液压系统和电气系统，液压系统不允许漏油，油箱中液面高度不能低于最低油面，如需向油箱补油 ，加入的油品一定要与原来一致，并经过过滤，精度不低于10 um，定期检查油质，如发现乳化和变质，应立刻更换；压力继电器压力阀等在最终调定参数不得随意变动，平时运行要注意观察和检查电磁阀、压力阀、压力继电器是否动作灵活正确；液压系统中所有的手动阀门（球阀）等应挂牌表明是常开或常关，严禁非操作人员操作[3]。在启闭机运行过程中严禁调整压力继电器、压力阀等安全保护装置；开度仪必须经常检查并加以校准，确保安全运行[4]；当系统发生故障时，应立即停机切断电源，只有在查明事故原因并排除故障后，才能恢复运行，打开排气阀排气时，人应避开喷射的气流，严防喷人眼内；对密封件、高压管等应定期保养和更换所有备品备件，专用工具要妥善保管。

2．2 电气控制系统使用维护

电气控制系统正式运行一个月后，重新紧固各连接端，定期检查各软启动器辅助触点上的螺丝，各接线端中间继电器，各部连接体，如有问题及时更换；定期打扫柜内灰尘，做好运行维护记录；为保证PLC程序安全可靠存储，应在一周内给PLC供电一次，时间不低于15 min。

3 常见故障处理

3．1 电气系统故障及处理

运行时，系统“综合故障”指示灯亮，发出声光报警信号，立即将控制方式开关扳到“就地”档，油泵选择开关扳到“切除”位，按“消音”按钮，消除报警声光信号，切断电源[5]。检查电气回来各继电器、熔断器、断路器、软启动器及PLC模块等是否故障，查明故障原因，对发生故障的零件进行维修或更换，经试验正常后后才能运行。

3．2 液压系统故障及处理

运行中注意监视系统油压、左右有杆腔、左右无杆腔油压是否异常。如有压力偏低、左右腔压力不一致等，立即停止运行，切断电源，检查油泵、各电磁阀、液压单向阀及各管路是否有堵塞、渗漏等故障，查明故障原因，同样对发生故障的零件进行维修或更换，经试验正常后后才能运行。

另外，液压缸是液压系统的关键性组成部分，也是液压启闭机运行故障的一大高发部位，其典型故障故障有外泄漏故障与爬行故障。外泄露故障的产生原因包括密封线圈装配不良、缸盖密封不严、老化严重等，造成缸体外泄漏。若是发生外泄漏故障后没有及时进行有效处理，会严重影响液压缸的运行工况，使得其运行速度发生显著波动，进而加快液压缸的老化速度。爬行故障基本上发生于液压系统柱塞缸上下往复运动期间，若发生缸内进入空气、密封件压紧程度超标、安装位置出现误差等问题，会对柱塞缸的工作状态形成影响，造成柱塞缸的运动速度出现持续性波动，引发低速爬行故障。若爬行故障严重，还会诱发液压系统共振、振动等一系列的连锁故障问题。维修液压缸部位发生的故障时，应当采取优化进油槽、加装排气旋塞、柱塞杆电镀等措施。其中，柱塞杆电镀这一措施仅适用处理解决由于柱塞杆破损变形所导致的爬行故障。

4 结语

泄洪隧洞闸门建成投运10余年，启闭操作准确 ，维修及时，养护到位，管理规范 ，一直处于安全运行状态，保证梅山水库大坝安全运行，为淮河防汛抗旱发挥了巨大的作用。因作业环境恶劣、作业负荷大，液压启闭机在运行一段时间后容易发生故障，相关人员应当定期组织维护、保障与检修工作，以消除安全隐患，保障设备顺利运行，充分发挥出液压启闭机的应用价值。

作者简介：高宏宇（1969—）男，安徽霍邱人，工程师，主要从事水库机电设备技术管理工作。

参考文献

[1]古文倩，耿红磊，孔垂雨等.水利水电工程液压启闭机陶瓷活塞杆涂层破坏分析[J].水电站机电技术，2023，46（11）：72-74.

[2]崔凯，齐烁，王鹏宇.邻孔备用式液压启闭机在密云水库第一溢洪道改建工程中的应用[J].中国水能及电气化，2023，（10）：13-16+69.

[3]于贤磊，鲁健，倪春等.南水北调解台站节制闸液压启闭机改造技术探讨[J].江苏水利，2023，（07）：59-62.

[4]闫军林.基于水电站ANSYS的液压启闭机机架结构拓扑优化设计[J].水利技术监督，2022，（04）：66-69.

[5]翟大明，黄尚品，覃俊展等.闸门启闭机液压系统泄漏在线监测技术研究——以大藤峡水利枢纽工程为例[J].人民长江，2022，53（S2）：196-201.