安全制動(dòng)系統(tǒng)功能與創(chuàng)新——廣西百色水利樞紐工程升船機(jī)
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2023-09-28 15:58
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百色水利樞紐位于郁江干流右江上游,下距廣西壯族自治區(qū)百色市22km,工程兼具防洪、發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、供水等綜合利用功能。百色水利樞紐主要建筑物包括大壩、發(fā)電廠房、泄水閘、銀屯副壩、香屯副壩以及通航建筑物等。
百色水利樞紐過(guò)船規(guī)模為2×500噸級(jí)船隊(duì)兼顧1000噸級(jí)單船,采用“船閘+升船機(jī)”組合方案。工程建筑物主要由上游引航道、省水船閘、中間渠道、擋水土壩、通航渡槽、垂直升船機(jī)、下游輔助船閘、下游引航道和錨地碼頭等組成。
百色水利樞紐升船機(jī)采用鋼絲繩卷?yè)P(yáng)全平衡垂直升船機(jī)型式,船廂有效水域130m×12m×3.9m,最大提升高度88.8m,最大提升重量10700t。船廂通過(guò)布置在塔柱頂部機(jī)房?jī)?nèi)的主提升機(jī)驅(qū)動(dòng),沿鋪設(shè)在塔柱內(nèi)墻上的軌道升降運(yùn)行。
百色水利樞紐升船機(jī)是目前全球最大噸位鋼絲繩卷?yè)P(yáng)式平衡垂直升船機(jī)。升船機(jī)主提升機(jī)采用鋼絲繩卷?yè)P(yáng)型式,由8套卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)、8套平衡卷筒組和1套同步軸系統(tǒng)等設(shè)備組成。升船機(jī)安全制動(dòng)系統(tǒng)包括160臺(tái)安全制動(dòng)器、8臺(tái)工作制動(dòng)器、160臺(tái)事故制動(dòng)器、2套卷?yè)P(yáng)提升液壓泵站及電控設(shè)備、2套平衡卷筒液壓泵站及電控設(shè)備以及配套的不銹鋼管路系統(tǒng)。
升船機(jī)安全制動(dòng)系統(tǒng)共有正常停機(jī)工況、正常啟動(dòng)、快速停機(jī)制動(dòng)、緊急停機(jī)制動(dòng)、船廂漏水事故制動(dòng)五種工況。根據(jù)百色水利樞紐升船機(jī)的技術(shù)參數(shù)及運(yùn)行工況,本項(xiàng)目安全制動(dòng)系統(tǒng)共有以下技術(shù)難點(diǎn)、重點(diǎn):
1、全部8套安全制動(dòng)器的上閘時(shí)間差不大于2s,松閘時(shí)間差不大于1s;每套安全制動(dòng)系統(tǒng)全部4套工作制動(dòng)器的上閘/松閘時(shí)間差不大于0.5s;每套事故制動(dòng)系統(tǒng)全部8套事故制動(dòng)器的上閘時(shí)間差不大于5s、松閘時(shí)間差不大于2s。避免提升機(jī)構(gòu)的卷筒、減速器等設(shè)備受力不均。
2、實(shí)施緊急停機(jī)制動(dòng)時(shí),工作制動(dòng)器的上閘力應(yīng)能根據(jù)實(shí)時(shí)的運(yùn)行條件(運(yùn)行方向、外載大小與方向等)進(jìn)行調(diào)整,保證制動(dòng)過(guò)程中船廂的減速度不大于0.08 m/s2。
3、本項(xiàng)目平衡卷筒、安全卷筒名義直徑4.6m,制動(dòng)盤(pán)外徑5.88m,卷筒和制動(dòng)盤(pán)的直徑大,二者分別加工后再裝配成整體,裝配后制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)面存在較大的端面跳動(dòng)。要求安全制動(dòng)器允許制動(dòng)盤(pán)的端面跳動(dòng)量不得小于1mm,事故制動(dòng)器需適應(yīng)由于平衡卷筒溫變?cè)斐芍苿?dòng)盤(pán)兩側(cè)間隙不等的運(yùn)行條件,單側(cè)正常間隙6mm,同時(shí)間隙變化:6mm±5mm。
4、在發(fā)生船廂大量漏水事故后,處理過(guò)程需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間(數(shù)日或更長(zhǎng)),要求每對(duì)事故制動(dòng)頭在無(wú)壓力源條件下12個(gè)小時(shí)內(nèi)的壓力降不得大于0.5MPa。
5、安全制動(dòng)器、工作制動(dòng)器碟形彈簧的疲勞壽命不得少于5×105工作循環(huán)。且每對(duì)制動(dòng)頭的2組蝶簧的機(jī)械特性差不大于5%。
自今年五月份獲得招標(biāo)信息后,技術(shù)中心即抽調(diào)力量,組建了涵蓋機(jī)械、液壓、電氣骨干人員的八人專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)。對(duì)招標(biāo)要求中的技術(shù)條款逐行甄別,為滿足百色項(xiàng)目安全制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)及使用需求,團(tuán)隊(duì)成員在方案設(shè)計(jì)中根據(jù)丹江口、亭子口等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及華伍自身的技術(shù)特點(diǎn)提出一系列解決方案,包括但不限于以下技術(shù)方案、措施:
1、球鉸瓦塊結(jié)構(gòu)的新型常開(kāi)安全制動(dòng)器;
2、電氣控制及液壓系統(tǒng)結(jié)合的調(diào)壓柔性制動(dòng)系統(tǒng);
3、液壓系統(tǒng)采用比例閥控制上閘壓力,電機(jī)、油泵及電磁控制閥均采用雙冗余配置;
4、電氣控制設(shè)備配置冗余的可編程序控制器,可編程序控制器同時(shí)支持工業(yè)以太網(wǎng)(光纖通信)和硬接線兩種方式進(jìn)行連接。
同時(shí)在安全制動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)多月的方案設(shè)計(jì)過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)成員克服日常工作和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的矛盾,多次挑燈夜戰(zhàn),對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行了詳實(shí)的理論計(jì)算和完備的仿真分析,最終形成了涵蓋計(jì)算、仿真、制造檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、同類案例工程應(yīng)用,共計(jì)三百余頁(yè)的投標(biāo)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
最終在評(píng)標(biāo)答辯中,華伍股份憑借扎實(shí)的技術(shù)底蘊(yùn)和新穎的方案設(shè)計(jì)在競(jìng)標(biāo)的國(guó)內(nèi)外同行中脫穎而出,獲得了業(yè)主和評(píng)標(biāo)委員會(huì)專家的青睞和認(rèn)可,成功中標(biāo)百色水利樞紐升船機(jī)安全制動(dòng)器系統(tǒng)設(shè)備采購(gòu)。
百色水利樞紐是繼丹江口、嘉陵江后華伍股份第三次中標(biāo)大型水利項(xiàng)目。華伍股份自成立以來(lái)始終秉持“鑄中華民族精品,創(chuàng)世界知名品牌”愿景,研制出一大批港口機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電、水利電力領(lǐng)域所需的高端制動(dòng)器產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)高端制動(dòng)器國(guó)產(chǎn)化替代。同時(shí)作為國(guó)內(nèi)制動(dòng)器行業(yè)的領(lǐng)頭羊,華伍股份將發(fā)揮帶頭作用,為制動(dòng)器行業(yè)再創(chuàng)更多奇跡。
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