校正弧形闸门开度

目前我国各大电站渠道以及闸室所用的闸门有很多,对比各类闸门的水力特性与优缺点,弧形闸门有很多优点。因为弧形闸门的总水压力都由径向通向支铰轴心,所以其启闭力较小。又因没有门槽以及闸下出流接近自由流线,所以出流顺畅,其流量系数亦较高,泄流能力较大。在动水操作时允许部分开启并可锁定。门体的水流初生空化数较低,不易产生闸门空蚀。在正确合理的设计下,不容易产生危害性的流激振动与水弹性振动。但弧开闸门有个缺点:由于闸门开度曲线是不规则的,所以钢丝绳上拉数值与下面的闸门距底槽实际开度不一致,这使得在计算泄洪流量有较大的偏差。在实际测量中也发现了这个问题,这是因为在实际安装的数值与设计时计算的值出入较大。为了解决这个问题,在闸门开度测控仪厂家徐州科讯工业自动化技术有限公司的技术人员程鑫工程师的帮助和指导下,对闸门的开度进行了校正。

溢洪道使用的是SZ—80C微机闸门开度测控仪,用它可以来显示弧型闸门的升降开度,同时具有开度超限报警、同步纠偏控制功能,起到控制和安全保护作用,精度为±1cm。它的工作原理主要是:开度传感器通过联轴节与启闭机小齿轮轴相联,把闸门的提升开度转变为对应的数字编码后,传递到仪表,由微机读入、译码、标度变换、显示输出。同时与设定的上、下限、行程开度整定点进行比较判断,一旦测量值超限,立即通过声、光报警,并使相应的继电器触点动作。

首先要将仪器开度仪显示的开度值与下到闸门底下通过标尺实测的开度值分别测量出来,记录成表格进行比较。以3号闸门为例,进行了7个数据点的测试,具体数据如表1所示。

表1　3号闸门7个数据点的测试

从表1的数据上看,在没有测到更大开度的情况下,实测数据与开度仪显示的数据有较大的差异,数值最大相差达23cm,最大比率达到40%。这样大的差距,对泄洪水量的计算是非常不科学的,所以必须对开度仪的参数进行重新设定。

对开度仪进行设定,按“SET 键”后再输入密码值****,进入到设定阶段,把里面的01—1 (开度值1)、01—2 (脉冲值1)、02—1 (开度值2)值分别改成0001、0001、9999,这样的设定就是将开度仪显示设成1∶1的比例 (因为当时由于开闸速度太慢,所以设成一定比率使闸门以合适的速度启闭),再对不同的开度仪显示开度一个一个进行实测,由于开度仪总共可以输入20个点进行设定,所以在0～3000的范围内相对平均地选取了18组取样点,这样可以使整条曲线比较接近实际运行曲线。同样以3号闸门为例,测出数据如表2所示。(www.xing528.com)

表2　长潭水库溢洪道3号闸门开度整定实测数据

测量结果出来后,在测控方式下,按“SET 键”输入密码****,在01—1、01—2、02—1…输入对应的数据,如“01—1”对应输入“0075”,“01—2”对应输入“0007”,“02—1”对应输入“0111”…,这样依次类推,将18组数据全部输入以后,在 “19—1”位置对应输入“9999”来结束输入,这样设定就完成了。

设定完成后,对重新设定后的数值进行重新实测,来检验调整后的数值是否与实测值相吻合。然后均匀选择检测了11组,具体测量数据如表3所示。

表3　溢洪道3号闸门调整后实测数据表

从表3可以看到,调整后开度仪显示的数据与用标尺实测的数据基本相同。用同样的方法把其他四台启闭机开度仪的数据也进行了调整,再经过比较,与实测结果最大相差都不到4cm,说明这种办法还是很准确有效的。当然,也考虑过用其他办法,例如将弧形闸门的运行轨迹分成几段曲线,再按不同的曲线段用公式进行运算,但曲线的运算公式选择以及曲线的分割都比较麻烦,不如这种办法直观明了。但这种办法也有缺点,就是所需人员较多,操作时间较长。