1.2 液壓啟閉機(jī)在水利工程中的應(yīng)用

1.2.1 國內(nèi)大型水利工程的應(yīng)用情況

20世紀(jì)50年代末期在新安江水電站設(shè)液壓啟閉機(jī)，標(biāo)志著國內(nèi)第一臺液壓啟閉機(jī)的誕生。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，特別是液壓缸體加工技術(shù)的發(fā)展，制約液壓啟閉機(jī)性能的瓶頸如大流量、高壓力及液壓閥的密封性差等問題逐步得到解決，使我國液壓啟閉機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用更加廣泛。以三峽水利樞紐工程為首的一批大型水利水電工程的建設(shè)，進(jìn)一步促使液壓啟閉機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展邁向新的臺階。三峽工程共用液壓啟閉機(jī)135套，左岸電站廠房進(jìn)水口快速門液壓啟閉機(jī)啟門力達(dá)4000kN，持住力達(dá)8000kN，行程長達(dá)15m。三峽工程三大主體工程之一的三峽工程永久船閘，船閘人字閘門共24扇，閘門最大高度為38.5m，單扇門最大重量達(dá)850t，最大啟閉力達(dá)2700kN，油缸長8668mm，內(nèi)徑580mm，活塞桿行程7276mm，是世界上閘門高度、自重和啟門力最大的船閘人字門。由中船重工中南裝備有限責(zé)任公司為云南華能瀾滄江小灣電站設(shè)計(jì)建造的兩支超大型液壓啟閉機(jī)，缸筒內(nèi)徑850mm，外圓1020mm，長11.9m，重23t，活塞桿外徑480mm，長12.8m，凈重17t，最大啟門力為7500kN。

目前，我國液壓啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)和制造能力都達(dá)到了相當(dāng)高的水平和規(guī)模，最大啟閉力可達(dá)8000kN，行程超過15m，油缸直徑大于1m，活塞桿直徑大于0.5m。表1.1所列內(nèi)容是國內(nèi)部分較有代表性的水利水電工程采用的液壓啟閉機(jī)。從表1.1可以看出，液壓啟閉機(jī)更多地用于操作弧形閘門、“人”字形閘門、快速閘門或高水頭深孔事故閘門，主要原因是液壓啟閉機(jī)用于這幾種形式的閘門上更能體現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)。從國內(nèi)一些工程的實(shí)際運(yùn)行情況看，這幾年生產(chǎn)的液壓啟閉機(jī)的質(zhì)量有了很大的提高，而生產(chǎn)成本卻有所降低，工程效益愈來愈顯著。

1.2.2 淮河流域液壓啟閉機(jī)的應(yīng)用

液壓啟閉機(jī)在淮河流域水利工程中的應(yīng)用相對較晚，最早是在石梁河水庫工程上的應(yīng)用。直到近年來，在江風(fēng)口分洪閘、嶂山節(jié)制閘、蚌埠復(fù)線船閘、入海水道?？跇屑~、劉家道口節(jié)制閘、南水北調(diào)東線工程等一系列大中型水利工程中，才開始廣泛應(yīng)用液壓啟閉機(jī)?；春恿饔蛩こ桃簤簡㈤]機(jī)應(yīng)用情況見表1.2。

1.2.3 液壓啟閉機(jī)產(chǎn)品系列的發(fā)展

近年來，隨著液壓元件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化推廣，技術(shù)日漸成熟，產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高，系列發(fā)展日趨完善，液壓啟閉機(jī)的優(yōu)勢越來越明顯，在水利水電工程中應(yīng)用日漸普遍。根據(jù)控制對象可分為普通平面閘門液壓啟閉機(jī)、弧形閘門液壓啟閉機(jī)、“人”字形閘門液壓啟閉機(jī)等。目前應(yīng)用于水利行業(yè)的啟閉機(jī)主要有以下幾種系列：

（1）平面閘門液壓啟閉機(jī)QPPY××系列。按液壓缸的結(jié)構(gòu)型式和安裝方式分為QPPYⅠ型和QPPY Ⅱ型。

QPPYⅠ型為柱塞式液壓缸，適用于依靠自重（或配重）閉門，一般為雙吊點(diǎn)頂升式布置，液壓缸一般安裝在閘墩的預(yù)留孔內(nèi)，淮河入海水道淮安樞紐工作閘門啟閉機(jī)的型號就是QPPYⅠ-2×125-8.5，其啟門力為2×125kN，最大行程為8.5m。

QPPYⅡ型為活塞式液壓缸，可雙作用，既可提供啟門力，又可產(chǎn)生閉門力。一般為單吊點(diǎn)布置，也可雙吊點(diǎn)布置，其液壓缸采用地腳螺栓固定在啟閉機(jī)工作排架上，液壓缸通過活塞桿、吊桿與閘門的吊耳用銷軸連接。

（2）快速閘門液壓啟閉機(jī)QPKY系列。該液壓啟閉機(jī)系列一般為單作用式液壓缸，依靠自重（或配重）閉門，其安裝與QPPY Ⅱ型相同，只是液壓系統(tǒng)采用快速閥組控制。該型式啟閉機(jī)主要用來控制水電站進(jìn)口快速閘門及泵站出口快速閘門。如南水北調(diào)東線工程藺家壩、臺兒莊、八里灣等泵站出口快速閘門啟閉即為QPKY系列啟閉機(jī)。

（3）露頂式弧形閘門液壓啟閉機(jī)QHLY系列。該系列液壓啟閉機(jī)適用于啟閉露頂式弧形閘門，一般采用活塞式液壓缸。因液壓缸需隨著弧形閘門的啟閉而擺動，故進(jìn)出油管需用軟管或鉸接頭。石梁河水庫擴(kuò)大泄量工程工作門液壓啟閉機(jī)為QHLY-2×500kN、劉家道口節(jié)制閘液壓啟閉機(jī)QHLY等。

（4）深孔式弧形閘門液壓啟閉機(jī)QHSY系列。深孔式弧形閘門通常水頭高，啟閉摩阻力較大，一般為單吊點(diǎn)，采用活塞式液壓缸，中部鉸支，當(dāng)閘門靠自重不能關(guān)閉時，可由液壓啟閉機(jī)產(chǎn)生下壓力，避免配重。

（5）船閘“人”字形閘門的液壓啟閉機(jī)QRWY系列。船閘閘室的“人”字形閘門使用的臥式液壓啟閉機(jī)QRWY，采用雙作用活塞式液壓缸，液壓缸隨閘門啟閉而水平擺動。

水利工程液壓啟閉機(jī)發(fā)展的另一個特點(diǎn)是隨著液壓傳動領(lǐng)域里許多新技術(shù)、新產(chǎn)品的出現(xiàn)，比如電液比例閥、數(shù)字閥、插裝閥技術(shù)的應(yīng)用，液壓啟閉機(jī)技術(shù)得到了更新?lián)Q代。由于電液比例閥具有常規(guī)閥和伺服閥無法媲美的優(yōu)點(diǎn)，因此，在液壓啟閉機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)用電液比例技術(shù)，也是液壓啟閉機(jī)發(fā)展的趨勢。