短行程闸瓦制动器的技术革新

顾勇

一、工程概况

江苏省泰州引江河工程主要由泵站、节制闸、送水闸、调度闸、船闸以及110KV专用变电所组成。其中，泵站共有九台机组，每台机组功率为2000KW，采用双层X型流道，每台机组设置4扇平面钢闸门，通过闸门调节，实现300m3/s的抽引、抽排和160m3/s的自流引江。每台机组配有4台启闭机，分别用以控制主机上下游两侧上道门、下道门的升降，启闭机型号为：QPK-2×160。QPK型卷扬式快速闸门启闭机，是水利水电泵站停机时用来快速切断水流，避免出现水流倒流时机组超速倒转，从而造成主机轴瓦烧毁的断流保护装置，适用快速下落的平面闸门。

二、制动装置工作原理

启闭机的制动装置采用短行程闸瓦制动器，型号为TZ2-300/200。机组停机时，电气回路自动接通快关闸门的直流控制回路（见图1），抱闸线圈得电，可动衔铁吸合压缩主弹簧，推开两侧的拉杆，打开制动闸瓦，从而将出口侧闸门迅速快关到底，防止水流倒流引起机组反转。因此，启闭机的工作性能是否稳定可靠将直接影响机组的安全运行。

图1 主机快速闸门控制原理图（直流回路）

三、运行中存在的隐患

主机快速闸门启闭机制动装置的抱闸线圈是通过直流电控制。高港枢纽泵站采用蓄电池作为直流系统的备用电源，正常工作时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当直流屏高频开关电源或硅整流装置交流失电，发生故障导致直流回路不能输出直流电源时，蓄电池能及时投入，保证断路器分合闸、二次回路的仪器仪表、继电保护、自动控制装置、信号装置、事故应急照明和电气设备的远距离操作等用电要求。

一旦在机组运行時出现全所失电的紧急情况，同时蓄电池组发生故障，无法输出直流电源。此时，机组停止运行，出水侧闸门由于启闭机制动装置无法打开而不能快速关闭，机组由于上下游水位差产生倒流引起反转，一旦反转转速超过水泵机组允许的最大转速，轻则烧毁轴瓦，重则损坏水泵机组，造成严重损失。

四、解决措施

为确保工程设备能够安全可靠运行，针对以上问题，通过对制动装置结构仔细研究，可采取以下解决措施：

原启闭机制动器是通过压缩主弹簧6，推开两侧拉杆3、4，从而打开制动闸瓦9、10（见图2）。

1-丝杠尾部的方头 2-衔铁 3、4-拉杆 5-限位螺钉 6-主弹簧 7-副弹簧

8-丝杠 9、10-瓦块 11-框架 A、B、C螺母

经过改进后（见图3），在框架11上加装一个手动杆12，在失去直流电源，制动闸瓦无法打开的状况下，提起手动杆12，推动螺母挡块C，从而压缩主弹簧6，打开制动闸瓦，使闸门快速下落。同时在手动杆尾端加装一个限位块13，当手动杆提起后，限位杆将自动卡在框架11的左端顶部，可自动控制手动杆下降。当手动杆提到最大行程时，限位杆又可防止手动杆端部与螺纹挡块滑脱，操作简单方便。当出现故障，运行中的机组停止运转，而闸门又无法自动降落时，现场运行人员可以手动操作此装置打开制动器关闭闸门，从而避免发生烧毁轴瓦、机组损坏等严重事故。

1-丝杠尾部的方头 2-衔铁 3、4-拉杆 5-纤维螺钉 6-主弹簧 7-副弹簧

8-丝杠 9、10-瓦块 11-框架 12-手动杆 12-限位杆A、B-螺母 C-螺母挡块

五、结语

此技术革新，作为一种应急方案，为高港枢纽机组的安全运行提供了有效的后备保障，为工程效益的发挥奠定了坚实的基础，同时也为今后的工程管理积累了经验。

（作者单位：江苏省泰州引江河管理处）