王超群 张金武
水利部长江水利委员会陆水试验枢纽管理局 湖北省赤壁市 437300
摘要:在水利水电工程当中,闸门是非常重要的组成部分,在整个工程运行过程当中,闸门不仅仅要负责泄水,还有调流的任务,这对于水利工程正常运行来说非常重要,在闸门运行的过程当中,如果产生振动,那么很有可能会对工程的使用效果产生不利的影响,严重的甚至会影响到工程的安全,所以在整个水利工程运行的过程当中,要禁止的阀门的振动,如果出现振动要及时的找出原因并且解决,在工程里运行的过程当中,也要预防引起闸门震动的可能性,从而保证整个水利工程的安全。
关键词:水工闸门;闸门振动;防止措施
一、闸门振动的判别标准
在闸门工作的过程当中,不可避免的会产生振动,但是并非所有的震动都会引起安全问题,在一定范围之内的振动不会造成不好的影响,所以在闸门振动产生之后,需要对振动进行判别,如果超过了标准,那么就需要采取相应的措施。一般判断闸门振动的标准采用的是原型观测的方法,常见的闸门震动判断标准主要如下表所示:
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二、闸门振动常见原因
(一)由于水封漏水产生的振动
闸门振动产生的原因有好多种,最为主要的原因之一就是水封漏水。水封漏水也分为多种形式,一般有底水封、侧水封、顶水封这三类。
底水封漏水一般会使得闸门能产生轻微的振动,但是也有情况比较严重的时时候会引起闸门的大幅度震动,同时产生较大的响动。测水封漏水不一定会使得闸门震动,但是如果底水封连接处封水效果不佳,那么一旦侧水封漏水,就会引起闸门的震动。顶水封漏水是造成闸门震动的主要原因之一,因为水冲击较多的就是顶部位置,顶部结构会使得闸门产生振动。
(二)闸门下游淹没出流的水跃引起闸门振动
在闸门工作过程中,如果下游被水流淹没,那么在开启闸门和关闭闸门的过程中,很可能会产生稳定的水跃,水跃是导致闸门振动的主要原因之一,所以在使用工作掌门的过程中,要尽可能的使闸门背后保持充分的通气,不然在开启闸门之前就要进行水利试验,在试验通过之后,才能够开启闸门,只有这样才能够保证安全性。
(三)闸门底缘型式引起的闸门振动
在闸门的底部通常会有固定的结构,主要影响是出流通气,比次梁和底主梁构成了闸门的底部,保证水流的挑出角度,如果底部结构不合理,那么就会引起闸门的振动。
(四)门槽空蚀引起的闸门振动
和低速水流淋浴相比,高速水流更容易造成闸门的震动,因为高速水流会产生局部的压力强,从而形成化空化,会使得闸门内部结构遭到破坏,为了避免门槽空蚀,在设计阶段需要合理选择门槽的形状,如果不合理的话,就会造成闸门的震动。
(五)补气不足导致闸门振动
在水工长和工作的过程中,及时的补充空气是非常重要的,因为空气缺乏,会使得内外部压强行,从而使得闸门受到压迫,进而带动闸门的震动。在水流流动的过程当中,咱们内部的压力会产生不同的变化,这时候就需要通过空气来平衡内外的压强差。如果空气补充不及时,那么闸门会产生严重的振动,并且这种振动会传给接触的土建结构,使得土建结构会遭到破坏。
(六)闸门部件松动产生的振动
闸门各个部件之间的连接是需要非常紧密的,如果部件之间松动,在水流的冲击下,很有可能会导致振动,在开启和关闭闸门的过程当中,会有水流的,经过水流会导致局部的压力上升下降,这个时候局部压力的区别会给闸门带来压力负担,如果这个时候闸门部件之间连接不紧密,那么就很有可能会导致闸门的振动,在这种情况下,闸门震动会给部件带来极其严重的损害,所以一定要保证闸门附件之间链接紧密。
三、闸门的防振动措施
要想防止在工程运行过程中闸门出现振动,在设计闸门过程中就需要注意以下几点问题:
闸门底缘结构需要按照规范要求设计。闸门需要承受水的冲击力,所以要稳固,而在整个闸门结构中,底原结构是承受冲击力最为重要的部分之一,因此,在设计时要按照计算好的数据进行,一般工作闸门和事故闸门下游倾角要在30度以内,根据实际工程施工情况,有一定的上下波动。根据不同的水刘也需要改变闸门的状况,如果水流流速较高,可以将闸门设计成封闭结构,形成一个平滑的过流面,从而降低水流的冲击力。
要合理的选择止水形式。闸门需要控制水量,所以在打开闸门时,如果短时间内水流量过大,会给咱们造成较大的损害,因此要控制好闸门的漏水量。闸门内部的水封装置又能够适应水压力产生的弹性变形,要保证闸门在开启关闭的过程中不会产生射流。
如果是平面闸门,要注意内槽型式和尺寸的选择,如果内槽型式是和尺寸选择的不恰当,可能会产生空蚀。常见的内槽类型主要有以下两种,要根据实际使用情况合理选择。
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为了避免闸门震动,要尽可能的获得一个较为稳定的水流条件,因为水流条件不稳定,很有可能会产生涡流涡流,对闸门能够产生非常大的影响,不仅仅会导致闸门震动严重的,甚至会损坏闸门,所以一个稳定的水流条件是非常重要的,而稳定的水流条件需要将闸门后的涡流轨迹推到远离闸门下游的位置。
如果闸门不能够保证空气的正常流通,那么内外的压强差会给闸门带来巨大的损害,所以要重视通气孔的设计,保证在泄水的时间内能够正常的换气、通气、补气。设计好通气孔,能够使闸门安全性大大提升,如果不能够够保证充分的通气,需要在闸门下游处顶部设置一个通气孔。设置通气孔的重力因素有以下几点:首先要保证通气孔能够通过足够的气流量;其次,在设置时要加一个防护栅栏,防止工作人员受到气流的伤害;最后一点,最为重要的也就是通气要顺畅,如果在通气的过程中受到阻碍,那么通气孔的设计就形同虚设。。
四、结语
总而言之,在水利工程运行的过程当中,闸门出现故障,最重要的原因就是闸门震动,因此需要对闸门振动的产生原因进行分析,从而预防,使得水利工程的安全性得到保障,在运行过程当中引起闸门震动的原因有很多种,目前已有的研究成果难以保证在任何使用情况下闸门不产生有害振动,只能够尽可能的提前预防,所以在水工闸门的设计安装以及实际运行过程当中,要从不同的角度入手分析闸门振动产生的原因,制定相应的防止振动措施,从而避免出现有害振动。
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作者简介:王超群(1991-12-14),男,汉族,籍贯:湖北省石首市,学历:本科,研究方向:闸门运行管理