三峡升船机船厢对接停位及运行分析

三峡升船机通航水位变化大、变动快一直是运行管理的焦点问题,设计时为保证安全,严格控制船厢准确停位条件,但也导致频发停位不准的故障而重新对位,严重影响效率。针对准确停位效率低的问题,研究对接停位机理,基于船厢跟随水位校准目标位的自动控制方式,采取优化船厢位置与航道水位的偏差控制值和补充人工干预的措施,改善准确停位控制条件,提高对接效率。分析对接停位中航道水位变动及船厢位移、驱动电机转速变化规律,得出下游与上游对接停位运行的差异,提出降低下行停位的速度控制曲线斜率,提高运行的平滑性,为升船机运行安全及提升效率提供参考。     

船舶进出船厢对三峡升船机对接锁定机构受力的影响分析

三峡升船机是三峡枢纽两大通航建筑物之一,主要为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。船舶进出三峡升船机船厢过程中,船厢侧水体质量变化和水面波动产生的纵向倾斜力矩均由船厢对接锁定机构承担,如果船厢侧的荷载变化超过对接锁定装置的允许值,将影响船厢对接安全。建立了比尺为1∶12的三峡升船机船厢及下游引航道局部物理模型,针对3 500 t散货船开展船舶进出船厢的水力学模型试验,分析船舶吃水、船舶进出船厢的速度、水面波动与锁定机构受力间的关系。从保障三峡升船机船厢对接锁定机构安全角度,建议通过三峡升船机的3 500 t散货船进出船厢航速0.5 m/s时,船舶吃水不大于2.70 m。     

景洪升船机500吨级船舶实船试验船厢水面波动特性研究

升船机承船厢对接过程是升船机运行全过程中重要的一环,对接过程中船厢内的水面波动直接影响厢内船舶的安全停靠和水力式升船机同步轴工作条件。针对这一过程中厢内水面波动变化特性对升船机安全运行的影响,进行了在不同对接水位差启闭卧倒门和在不同航速进出船厢的500吨级船舶实船试验。重点探讨了对接水位差、船舶进出船厢航速对厢内水面波动特征值的影响,给出了船厢内波动振幅与水深和水位差的经验公式,分析其对船厢和船舶航行安全的影响。实船试验成果验证了景洪升船机500吨级船舶通航安全性。     

三峡升船机145 m水位上游对接厢内水面波动特性实船试验研究*

与其他升船机相比，三峡升船机具有上游通航水位变幅大的特点，同时还受三峡五级双线船闸充水影响。通过4条不同船型、尺度、排水量的船舶13个航次的实船试验，获取了三峡升船机上游145 m水位下，上游水位变化对船厢对接过程的影响，主要内容为船厢水面波动及变化特性，为三峡升船机过机船舶技术要求的制定提供了重要依据。研究发现，当上游水位在145～150 m时，受双线船闸充水影响，升船机上游引航道水位变化对船厢上游对接影响明显加剧，且易导致船厢水深不足，影响升船机及船舶安全。     

景洪水力式升船机下游对接过程实船试验

在下游对接过程中,对接水位差和船舶进出厢引起水面波动是影响船舶停泊条件及升船机安全运行的主要因素。为了研究该因素对景洪升船机的影响,进行了重载和空载船舶在不同速度进出船厢、不同对接水位差启闭卧倒门的实船试验,得到相应工况下船厢水面波动、同步轴扭矩、船舶系缆力等变化特性,建立同步轴扭矩与影响因素间的相互关系,提出满足景洪水力式升船机安全运行的船舶进出厢航速与升船机对接水位差的安全控制指标。     

水力式升船机下游对接方式探讨

水力式升船机因其下游对接过程中存在多重流固耦合,如船厢与船厢池、船厢内水体与船厢、竖井水体与平衡重等,对接过程升船机受力较传统钢丝卷扬下水式升船机更为复杂。为保证水力式升船机下游安全高效对接运行,对水力式升船机制动器工作状态和下游对接位选取进行深入研究。依托景洪水力式升船机原型观测下游对接过程试验,探讨下游制动器工作方式、船厢对接位对升船机运行的影响,推导有对接水位差制动器不上闸时开启船厢门船厢位移公式,得出制动器工作方式与船厢对接位选取的适用条件。     

水位波动对三峡升船机运行的影响

三峡升船机水位波动受电站调峰、船闸泄水等因素影响,变化非常复杂,下闸首水位变率可达0.9 m/h。三峡升船机运行期间,水位波动导致的停机故障占比约29%,经常影响升船机运行安全。通过收集升船机运行停机故障数据并展开分析,研究水位波动对升船机运行的影响,并从运行对接前期、船厢与闸首对接期间、开船厢门期间、船厢与航道连通期间4个阶段提出水位监测应对建议。在易受水位波动影响的敏感环节应提前做好水位趋势预判,掌握水位波动规律,及时采取相应措施避免三峡升船机发生停机故障。     

三峡升船机锁定机构单点保压失效时小齿轮受力变化

通过对三峡升船机船厢水深与锁定机构设定特定的研究条件，分析锁定机构单个驱动点保压失效状态下小齿轮受力变化和船厢水深对锁定机构受力的影响，通过研究不同条件下小齿轮的受力特点、动作规律，使用数学方程核算船厢倾斜状态对锁定机构受力的影响，从理论上得出此研究条件下小齿轮受力的定性和定量变化规律。结果表明，锁定机构的保压性能失效会引起船厢驱动机构的受力变化；船厢倾斜对锁定机构动作的允许偏载水深是有影响的，但此影响较小。     

浅谈三峡升船机船厢准确停位及对接

三峡升船机为齿轮齿条爬升平衡重式垂直升船机,具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位变幅大、下游水位变化速率快的特点,是目前世界上技术难度最高且规模最大的升船机工程。停位对接是指承船厢垂直上升或下降后,停在闸首工作门附近,此时船厢内的水位高度与闸首门外侧的航道水位高度一致,开启船厢门和闸首门,使船厢内水域与上、下游航道水域联通。     

三峡升船机船厢补排水系统对接装置设计

针对三峡升船机船厢补排水系统在使用过程中存在操作繁琐、安全隐患多和效率低下问题，进行了船厢补排水系统结构特点及补排水工艺的研究。设计了补排水系统对接装置，分析装置的受力情况，为装置的设计校核提供理论指导。提出了两种对接装置的安装布置方案，并对比得出了两种方案的优缺点，同时优化了三峡升船机船厢补排水工艺。结果表明：设计的对接装置可提高船厢补排水效率和人员操作的安全性，实现升船机船厢补排水一体化操作，为三峡升船机安全运行提供保障。     

三峡升船机准确停位系统优化改造

自三峡升船机试通航以来,由于其准确停位系统工作状态不稳定,偶尔导致升船机船厢无法准确停位于上、下游水位的情况。为改善三峡升船机准确停位系统的工作性能,计算并分析其在静态和动态条件下的检测精度,根据理论分析和试验数据提出优化改造方案。结果表明,采用脉冲宽度调制(PWM)调速和调压调速的改造方案,能够提高浮子的跟随速度,满足现阶段三峡升船机稳定运行的要求。     

三峡升船机船厢与航道解除对接工艺流程优化

针对如何提高三峡升船机运行中的过机效率问题,利用一年的试运行数据进行统计分析,发现不足后对上游关门方式、泄间隙水、船厢水深启停数值进行调整,经过对新流程使用一年后,采用数据对比、理论结合实际的方法,从安全、稳定运行和过机效率方面综合分析优化后的工艺流程。结果表明,3个方案均有效地缩短了机构运行时间,具有可行性,但仍有优化空间。在此基础上提出相应建议,以充分发挥三峡升船机快速过坝通道的作用。     

水力式升船机竖井内水体的振动分析

地震荷载下升船机系统内水体与浮筒间的耦合作用是影响升船机安全运行的一个难题。通过流体动力学模拟(CFD)方法,讨论在不同频率的正弦激励下升船机竖井内水体的振荡。结果表明:竖井的水体存在一个自振频率,此频率比相同径度、相同水深的矩形池的值大约10%,自振周期约为0.42s;竖井水体的自振频率基本不随高度变化。     

三峡升船机运行控制中闭锁的运用及优化

为减少三峡升船机因闭锁入口条件不满足而引发的停机,对三峡升船机常见的闭锁故障进行分析,形成一套科学的应对闭锁停机影响的操作方法。从集控操作、调度方式、流程优化等方面研究降低闭锁停机故障率的方法,减小闭锁停机带来的影响,提高运行效率。     

水力式升船机的特点及关键技术

介绍水力式升船机的特点,对水力式升船机的关键设计技术进行论述。水力式升船机具有安全可靠、适应下游水位变幅大的特点。重点对水力式升船机的输水系统、机械系统、船厢出入水等关键技术进行探讨。认为输水系统重点要解决竖井水位同步和水流控制的问题,机械系统重点要解决无间隙传动和适应基础变形的问题,船厢出入水重点要解决出入过程中不平衡荷载的影响。     

三峡升船机平衡重框架干油集中润滑系统设计

针对三峡升船机平衡重框架润滑难度大、安全风险高、作业时间长的问题,根据三峡升船机平衡重框架的结构形式、运行特点以及润滑点的分布,设计一种便携式单线递进干油集中润滑系统。分析平衡重框架润滑点的摩擦类型、运行参数,确定合适的润滑剂,计算各润滑点的需油量、管路压力损失,确定管路的规格、路径、系统工作压力,以选择合适的分配器和润滑脂泵。结果表明,改造后的平衡重框架干油集中润滑系统操作简单、作业方便,同时降低了施工劳动强度和油脂损耗。