CAD技术在弧形闸门开度计算中的应用

第 。卷 第 期 年 习 水 电 站 机 电 技 术 , 衣 , 技术在弧形闸门开度计算中的应用 李祥波 , 段立辉 , 邱 国强 , 周 杰 新疆伊犁河流域开发建设管理局 , 新疆 乌鲁木齐 滴 要 文章首次提 出运 用 技术计算弧形闸门开度 , 解决 了以往在实际工 程 中需要精确测量弧形闸门开度的难 题 , 对今后的实际工 作具有指导意义 。 关键词 弧形闸门开度 液压杆伸缩量 计算过程 中圈分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一 引言 近年来 , 随着水利水电事业 的迅速发展 , 弧形闸 门和液压操作机构在水利枢纽和调水工程中得到了 广泛的应用 。 在对弧形闸门和液压操作机构的调试 过程中 , 通常需要精确测量闸门开度 , 为水利枢纽和 调水工程的闸门运用 、水库调度作好准备工作 。 恰甫其海水利枢纽工程共设有 四扇弧形 闸门 , 分为深孔排沙放空洞弧形工作闸门 、 中孔泄洪洞弧 形工作闸门 、表孔溢洪洞弧形工作闸门和表孔舌板 闸门 , 四扇弧形 闸门是保证恰甫其海水利枢纽工程 安全运行的主要设施 , 弧形 闸门开度的精确测量是 保证防洪调度 、兴利调度 、优化调度的主要依据 。 形闸门开度的难题 , 文章首次提出采用样板模型的 方法运用 技术对弧形 闸门开度进行计算 , 通 过实际工程的校核和检验 , 证明这种方法是行之有 效的 , 为以后的实际工程测量弧形 闸门开度提供了 很好借鉴 弧形 闸门开度的测量方法 通常所说的闸门开度指的是闸门底水封到底槛 的垂直距离 。 对平板 闸门而言 , 闸门开度就是高度 仪测量的高度 , 其斜率是一定值 , 用数学模型很容易 就能解决 。 对弧形 闸门来说 , 闸门开度也是闸门底 水封到底槛的距离 , 闸门开度与液压杆的伸缩量及 转动角度 、 吊头的转动角度 、 闸门运行的弧长有关 , 所以采用数学模型进行弧形 闸门开度的计算是一个 非常复杂的过程 , 必须采用其它的方法对其进行计 算 。 在 以往 的弧形闸门调试过程 中 , 有两种方法可 以解决测量 闸门开度的问题 。 一种是人工测量方 法 , 人工进行测量是把弧形闸门开至某一开度后 , 记 录编码器的对应数据 。 另一种是采用分段函数的模 型对其进行计算 , 其主要是将闸门开度分为几段 , 每 一段开度采用平均值对其进行计算 。 这两种方法都 存在的误差较大的间题 , 为 了彻底解决精确测量弧 弧形 闸门开度的计算及应用 计算弧形 闸门开度的方法 采用样板模型运用 技术计算弧形 闸门开 度的方法 , 就是将与弧形闸门开度的有关数据转化 到平面制图中 , 将立体模型转化为平面模型 。 对于 单吊点弧形闸门 , 闸门是沿着其轴线方向对称布置 的 , 液压杆是布置在闸门轴线上的 , 以闸门轴线为剖 面转化到平面上 。 对于双 吊点弧形闸门 , 沿着闸门 轴线方向闸门两侧的结构及两侧的液压杆布置也是 对称的 , 以一侧液压杆的中心线为剖面转化到平面 上 。 这样 , 不论是单吊点还是双吊点弧形闸门 , 都可 以将立体图转化为平面图 。 设定闸门处 于某一开度后 , 运 用 技术将 闸门运行高度 、液压杆运行位置及角度进行测量 , 所 计算的液压杆伸缩量及是闸门所处的开度对应值 。 弧形闸门开度的计算实例 以恰甫其海水利枢纽工程中的深孔弧形闸门为 例 , 介绍运用 技术计算弧形 闸门开度计算过 程 。 恰甫其海水利枢纽工程中的深孔弧形闸门是采 用单吊点液压缸启闭的闸门 , 并设有充压气囊进行 收稿 日期 一 一 作者简介 李祥波 一 , 男 , 助理工程师 , 从事水电站机电技术工 作 。 第 期 李祥波等 技术在弧形闸门开度计算中的应用 封水的结构 , 底水封座板至过流底槛的距离为 。 在深孔弧形与间门的开度的计算过程 中 , 计算 的开度等于设定 的实际开度加上 对于没 有充压气囊过流底槛的弧形闸门的开度等于设定的 弧形闸门开度 。 本文 , 以过流底槛为“ ”基准点进行 计算 。 参照点的选择 在 计算过程 中 , 将立体图转化为平面 图 来计算是 比较常用的 。 在计算弧形闸门开度的过程 中 , 也需将立体图转化为平面 图来处理 。 具体进行 立体图到平面图的转化工作 , 则根据弧形 闸门的特 点 , 一般选择以液压缸中心线 、铰支座中心及弧形 闸 门中心做一平面 , 在这个平面中 , 弧形闸门的开度变 化 、液压缸的变化轨迹就全在这个部面上 了 。 图形 转化完成后 , 需要根据液压缸设计的布置 图来确定 参照点 , 本工程确定的基准点为过流底槛 点 , 参 照点有底水封座板 点 、 弧门支铰 中心 点 , 液压 杆吊头中心 点 、 液压缸摆动铰 中心 点 , 以及 以 过流底槛 点为坐标原点确定 、 、 、 、 各点的 相对坐标位置 , 需要查找弧门液压杆的曲率半径 等于 。 恰甫其海水利枢纽工程中的深孔弧形闸门与液 压杆所选参照点 、 相对坐标及其各点相对距离尺 寸 见图 。 孟孟孟 重重 丫丫丫产产 几几‘ 液压杆伸长量 ‘ , 此时 减 ’ 所得的数据就 是闸门开度为 时液压杆的伸缩量 。 计算过程如 下 。 在 计算模型空 间 内输人 “ ” 命 令 设 置 模 型 空 间 的 分 辨 率 为 。, 并 用 “ ”命令将精确设定为小数点后三位 输入“ ”命令将图 在模型空间内进行 复制 用 “ ”将图中数据和直线 删除 输人“ ” 、 “ ” 、 “ 等命 令 , 以 , 为基准 , 在 ‘的上方作一直线 ’ , ‘ ‘ , 且 , ‘ 一 或 以 , 为基 准 , 在 ‘的上方作一条直线 ‘ , ‘ ‘ , 且 ‘ ‘ 一 , 交弧 于 点 , 交 ‘ 于 ‘点 输人 “ ’, 命令 , 连接线段 输人 “ ”命令标 注或测量线 段 、线段 夹角的度数 , 一 旷 输入 “ ’,命令 , 连接线段 输人“ ’, 命令 , 以 为基准点 , 将线 段 顺时针方向旋转 , 得线段 ‘ 输人“ ”命令 , 连接线段 ‘ 输人 “ ”命令标注或测量线段 、 ‘夹角的度数 , 校核匕 ‘ 艺 。 输人 “ ”或 “ ”命令 , 标注 或测量线段 ‘距离 , , 一 液压杆伸缩量 一 , 一 一 七 。 多卯 图 计算过程 从图 中可以看出 , 当弧形 闸门全关时 , 液压杆 伸缩 量 最 大 , 此 时 液 压 杆 伸缩 量 的距 离 为 。 当弧形 闸门在其开度范 围内的 其它任意开度时 , 液压杆的伸缩量将小于此数值 。 在这里先设定闸门开度为 , 经过 计算后求 图 计算结果见 图 。 从 图 和 图 中可 以看出 , 当深孔弧形 闸门开度 为 时 , 液压杆伸缩量 为 生 。按照上述 计算过程及计算方法 , 在 弧形 闸门开度范围内 , 可 以计算所有 闸门开度所对 水 电 站 机 电 技 术 第 卷 应的液压杆伸缩量 。 计算结果的校核 弧形闸门开度的计算结果 每个工程对闸门开度划分 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 是不一样的 , 有 的按照 的间隔进行划分 , 也有的按照 的间隔进行划分 , 而本工程弧形 闸门按照 的开度进行弧形闸门开度划分计算 , 根据上述 计算方法 , 恰甫其海深孔弧形闸门开度与液压杆伸 缩量对应计算结果如表 所示 。 表 计算结果 闸门开度 全关 液压杆变化址〔 了 闸 开度 液压杆变化量 “ ‘ 闸门开度 。 全开 液压杆变化量 玉 闸门开度与本文运用 技术计算的闸门开度相 差甚微 况且在实际测量过程中 , 液压杆很难恰好 停在所设定的液压杆伸缩量上 , 测量还存在人为和 设备的误差 但总的来说 , 运用 技术计算弧形 闸门开度的数据是可靠的 。 表 校核结果 液压杆伸缩量 理论闸门开度 实测闸门开度 结果的校核 为了验证计算数据的准确性 , 按照液压杆伸缩 量的计算结果 , 将弧形闸门分别开至液压杆伸缩量 为 、 、 、 、 和 时 , 利用水准仪分别对闸门开 度进行了校核 , 校核结果见表 。 从表 中可以看 出 , 用水准仪实际测量的弧形 结语 运用 技术计算弧形闸门的开度是十分方 便的 , 但在运用过程 中需要确定基准点与参照点之 间的相对坐标关系 , 在计算过程中需要采用精确计 算 , 才能更好的保证计算数据的准确可靠 。 在实际工程中 , 计算法和实际测量及分段 函数计算的数据相比较 , 前者所得弧形闸门开度的 数据准确可靠 , 而且大大降低了劳动强度 , 减少测量 过程中的误差 。 因此 , 运用 技术计算弧形闸 门开度为以后弧形闸门的调试 、运行 、测量等方面提 供精确的数据 。 小洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲 · 洲干弓洲 · 洲 · 上接第 页 降 , 对机组 出力影响较大 , 但现阶段再对流道表面进 行打磨工作量大 、 工期长 , 施工困难 。 彻底清理拦污 栅前垃圾 , 减少由此带来的水头损失 , 增加流道过流 能力 比较符合实际 。 恢复压力测量 、校验流量计 设法疏通机组预埋 的测压管路 , 恢复正常压力 测量 , 准确掌握实际水头损失 。 对流量计进行校验 , 准确掌握机组的实际过机流量 , 以便于对机组进行 效率分析 。 进行原型机效率试验 , 调整机组导叶 、 桨叶 协联关系曲线 由于机组在各工况点的效率和导叶桨叶协联关 系曲线 、导叶开度限制曲线等是通过模型试验结果 推算出来的 , 与实际机组 和实 际工况有一定差别 。 建议进行原型机效率验证试验 , 并根据电厂实际水 头损失和原型机实际运转特性 曲线 , 修正导叶桨叶 协联关系曲线和开度限制曲线 。 结语 贯流式电站 由于运行水头较低 , 水头的变化对 机组的出力影响十分敏感 。 良好的流道尺寸设计和 施工质量 , 对降低水头损失非常有益 尾水河道的施 工围堰清理必须彻底 , 以防止对水流产生 童堵 。 合 理的导叶开度限制有利于保证机组运行安全 , 防止 机组过负荷 , 但过于保守 , 将可能对机组的正常发电 造成限制 。 希望京南电厂的经验对其他贯流式电站 的设计和施工提供些许借鉴 。 参考文献 〔 〕 沙锡林主 编 贯流 式 水 电站 〔 〕 中国水利 电 力 出版 社 〔 〕 田 树囊编著 贯流式水轮发 电机组及其选择方 法 〔 〕 中国电力 出版社