浅谈江苏省船闸技术改造

浅谈江苏省船闸技术改造
摘要:江苏省特殊的地理位置决定了其境内水运很发达,做好水运
工程建设的任务在全省交通运输中占有重要地位。本文介绍了本省船
闸改造中对阀门、人字闸门和船闸电器的技术改造,并且简单阐述了
管控一体化的实施。

关键词:船闸 技术改造 水运
江苏省处于江淮平原的水网地带,境内河湖众多、河网交错,京杭
大运河贯穿其中,成为水运的主航道,这种独特的自然条件为水运事业
的发展提供了客观条件。江苏省的船闸众多,2002年底省属船闸已达
52座,它们主要分布于干线航道上,在航道运输中发挥了重要作用。在
我国经济建设发展的带动下,水上运输量也急剧增长,使得许多船闸的
设计能力远远不能再满足其通过量。以苏北大运河船闸的开启量为例,
以前船闸的闸次每天保持在30多个闸次,到现在每天增加了20多个
闸次。水运量的增大加重了船闸的工作负担,使船闸运转件、启闭机、
电器及钢结构的损耗也随之增大。前几年,由于船闸运转件、启闭机、
电器及钢结构总是出现故障,给水上运输造成了很大影响,因此,对全
省的船闸运转件、启闭机、电器及钢结构进行全面的技术改造非常必
要,江苏省从20世纪90年代开始,全面着手这项工作。

1 对阀门的改造
对阀门的技术改造主要有三个方面的内容:（1）在材料上,把所有
的木质止水更换成标准定性橡胶水止水;（2）把阀门主、侧滚轮依据
门体尺寸统一成两个系列,这样有利于备件的准备,其中主滚轮主要选
用球墨铸铁、尼龙吕铁青铜等材料,而与之配合的轴的表面则用镀烙
或淬火处理;（3）在阀门主轨道改造方面,因为阀门主轨道在水中淹没,
并且每天要运行50次左右,磨损和腐蚀十分重要,运行10g就会有
5mm左右的磨损量,到达10mm时就不能再继续使用了,以往在更换新
轨道时必须开凿混凝土,拆除原有的轨道,这样的弊端是浪费时间和增
加工人的劳动量和浪费资金,因此在对主轨道的改造时,把一块可拆装
的镶面板安装在主航道上,在遇到故障进行修理时,只需更换镶面板,
这样大大节省了人力、物力和财力。

2 对人字闸门的技术改造
支撑、止水、运转件和增设浮箱是人字闸改造技术的主要内容。
早期的人字闸门一般是在门轴处安装钢质承压条或间断承压块来支
撑,而在斜接柱处一般都由木质支撑,木质物品在此处应用有很大的弊
端,它容易腐烂和损坏,抗硬度不够,容易变形,在受到水压力作用时闸
门容易产生较大落拱,这样会使横梁受力改变,也会导致底止水间隙发
生变化,甚至会造成底横梁腹板和底止水的撕裂,江苏泗阳的一号闸上
就出现过这种情况。为了避免此类问题的产生,可以在改造时把中缝
木质支撑更换为可调式块式钢支撑,可调式块式钢支撑具有安装调整
方便、支撑可靠、受力明确的优点,但是它也有不足之处,即不能兼做
止水,在支撑块边上安装一条中缝止水橡皮可以弥补这个不足。
人字闸门的运转件主要是由顶枢和底枢组成,它们二者的损坏会
使闸门的门头下垂,使闸门的支撑和止水功能受到影响。在底枢蘑菇
头帽磨损太严重的情况下,门柱下部的支、枕垫块之间在关门时发生
挤卡,在严重时甚至会导致支、枕垫块的脱落,这样闸门就失去了支撑,
严重威胁着闸门的安全,淮阴和泗阳的二号船闸上就发生过此类情
况。顶枢和底枢的转运件容易出现磨损主要有三个方面的因素:一是
摩擦比压过于强大;二是摩擦付的材料没有足够的耐磨性;三是摩擦付
不具备良好的润滑性。针对第一个问题,采取的措施是加大顶、底枢
摩擦付的尺寸;在闸门的水下部分几档横梁的空挡处设置浮箱,闸门余
重在有水的状态下要控制在20t左右,这样可以有效减少顶、底枢运转
件比压,实践证明,在增设浮箱后,顶、底枢二者之间的摩擦付比降低到
了原来的20%～30%间;解决摩擦付耐磨性差的问题的措施是,首先要
注重材料的选择,必须应用质优的材料,其次还要处理好摩擦付材料的
表面,同时,摩擦付的润滑性也会在很大程度上影响它的磨损度,因此,
还必须注意顶、底枢的润滑剂的注入。这几个措施从目前的使用情况
来看,效果很不错。

3 对船闸电器的改造
3.1 在船闸中应用PLC
在整个船闸的控制系统中,PLC的输入设备是操作台各种操作按
钮水位计和闸阀门的限位开关,而可控硅或接触器、电磁阀、信号灯、
程序运行显示则是其输出设备。PLC作为主控制机在船闸控制系统中
的应用,解决了继电器控制中的一些弊端,诸如触点较易遭受磨损、可
靠性不够高、可用时间短、接线复杂、电压变化范围不够大、不容易
维修等。在1990年邵伯船闸控制系统开始使用PLC,十几年间,除了开
关和操作按钮出现过问题之类,系统本身没有出现过故障。最近几年,
对于一些比较重要的复线船闸的技术改造,比较注重利用上位机管理
技术组成可变性网络集散系统,这样就实现了对复线船闸控制操作,使
PLC的运用得到进一步的提高。

3.2 在船闸中运用变频调速器
在船闸闸门启动时,启闭机交流电动机的电流会变成额定电流的
5～7倍,而变频器的电流在启动时是从零开始上升的。因此,变频器的
使用可以避免电动机启动时冲击电流对三厢异步电机的不良影响,也
避免了闸门开关到位碰撞挡块造成对闸门结构的不良影响。

4 实施管控一体化
管控一体化是一个集许多高新技术为一体的综合系统,其组成部
分主要有计算机、工业控制网络和通信,它的发展方向是管理需求业
务和控制。在当今的信息化高度发展的时代,以前那种单独控制或控
制与管理互不干涉的情况已经被淘汰。把管控一体化的概念用于船闸
是由苏北航务管理处在2000年首先提出的,并且在邵伯船闸首先实
施。

5 结语
船闸的技术改造所涉及的学科很多,技术含量也很高,对船闸的技
术改造绝非一朝一夕之事,并且还会随着科技的发展而不断发展,上面
所谈的认识并不能完全覆盖船闸的技术改造工作,因此有关人员仍需
注意总结,在工作中对其进行进一步的研究。

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