水电水利工程启闭机设计规范 .doc
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1、ICS27.100P59备案号:2102002中华人民共和国电力行业标准P DLT 51672002水电水利工程启闭机设计规范Design specifications for gate hoist inHydropower and water resources projects2002-09-16发布 2002-12-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布目 次前 言1 范围2 规范性引用文件3 基本符号4 总则5 设计原则和要求6 荷载7 材料8 机构9 结构10 电气附录A (资料性附录) 启闭机启闭力、扬程、跨度、速度系列数据及启闭机工作级别举例附录B (资料性附录) 走行机
2、构加(减)速度a及相应的加(减)速时间t的推荐值附录C (资料性附录) 启闭机偏斜走行时的水平侧向力Ps的计算方法附录D (资料性附录) 风荷载计算资料附录E (资料性附录) 常用的摩擦面材料的允许物理量附录F (资料性附录) 摩擦系数及效率附录G (资料性附录) 零件及轨道的有关计算资料附录H (资料性附录) 液压启闭机计算资料附录J (资料性附录) 双向或单向压弯构件稳定性计算资料附录K (资料性附录) 电动机的过载校验附录L (资料性附录) 绕线型异步电动机发热校验附录M (资料性附录) YZR系列电动机在不同负载持续率FC值和不同CZ值时允许输出容量P(平均启动电流倍数K1.7)附录N
3、 (资料性附录) 启闭机机构电动机容量选择计算中的FC、CZ、G值附录P (资料性附录) 导线的截流量附录Q (资料性附录) 有关本规范文字叙述的说明条文说明前 言 本标准是根据原电力工业部关于下达1997年制定、修订电力行业标准计划项目的通知的要求,对原SL 411993水利水电工程启闭机设计规范液压启闭机部分内容进行修订, 修订格式符合电力标准编写的基本规定(DLT 6002001)要求。 本规范在广泛征求意见的基础上,通过调查、总结和研究,充分反映近十年来各大、中型水电水利工程启闭机设计、制造、安装及运行的新经验。通过本规范的修订和实施将使本行业有一个新的统一的设计准则,进一步提高设计水
4、平。 1998年10月对本规范的修订内容向国内有关单位书面征求意见。1999年11月在郑州召开规范修订工作会议,确定了修订工作原则、方式和分工。2000年4月提出水电水利工程启闭机设计规范征求意见初稿,经常州会议讨论,并进行修改后,于2000年5月提出规范征求意见稿,再一次向全国水电水利系统的设计院、制造厂、高等院校和研究所等50个单位书面征求意见。2001年4月提出规范送审稿初稿,经成都会议讨论,补充完善后提出规范送审稿。2001年12月在杭州会议上进行了规范送审稿审查,经修改后形成规范报批稿。 本次修订原规范液压启闭机部分的条文共18条,其中取消2条,新增4条,补充修改14条,修订后的液压
5、启闭机部分共20条36款,修订条文达90%以上。同时对液压启闭机部分相关的条文,或者虽不属本次修订范围,但原条文明显过时部分也作了相应修订,共12条。 本规范的修订,切实总结和吸取了国内近十年来液压启闭机快速发展的经验,使本规范的内容更加充实。例如总结液压启闭机运行中大量故障产生的原因,是由于液压油的污染引起的,因此提出防止液压油污染的措施,明确规定液压油清洁度要求,油的过滤、油管清洗、油管和油箱材料等一系列新的要求。对表孔弧门双缸液压启闭机提出根据不同具体情况采取相应同步措施。为了加强条文的系统性和完整性,把原来分散在各条款中的同一类内容进行合并和调整,例如将各条中有关油管的内容集中到8.4
6、.7。 本规范的附录全部为资料性附录。 本标准由电力行业水电站金属结构及启闭机标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位:国家电力公司西北勘测设计研究院、国家电力公司成都勘测设计研究院、国家电力公司中南勘测设计研究院、武进液压启闭机有限公司。 本标准主要起草人:陈文洪、赵辅鑫、廖永平、龚建新、郭熙宏。 本标准首次发布日期:1993年10月1日。1 范 围 本标准规定了水电水利工程启闭机的设计原则、荷载、材料、机构等要素。 本标准适用于水电水利工程以电力驱动为主,用以启闭闸门、拦污栅的固定式启闭机和移动式启闭机。固定式启闭机包括卷扬式启闭机、螺杆启闭机、液压启闭机和链式启闭机,移动式启闭机包括
7、门式启闭机、台车式启闭机和桥式启闭机等。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GBT 116 铆钉技术条件 GBT 699 优质碳素结构钢 GBT 700 碳素结构钢 GBT 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸 GBT 986 埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸 GBT 1176 铸造铜合金技术条件 GBT 1231 钢结构用高强度大六角
8、头螺拴、大六角螺母、垫圈技术条件 GBT 1348 球墨铸铁件 GBT 3077 合金结构钢 GBT 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GBT 3098.2 紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹 GBT 3098.3 紧固件机械性能 紧定螺钉 GBT 3098.4 紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 GBT 3098.6 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GBT 3633 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 技术条件 GBT 5117 碳钢焊条 GBT 5118 低合金钢焊条 GBT 9439 灰铸铁件 GBT 11352 一般工程用铸造碳钢件 GBT 13098 工业环氧乙烷 G
9、BT 14039 液压系统工作介质固体颗粒污染等级代号 JBZQ 4297 合金铸钢 JBZQ 4295 不锈钢、耐酸、耐热锻件用钢 ISO 4406 油液固体颗粒污染等级 NAS 1638 油液固体颗粒污染等级3 基本符号 M 弯矩或扭矩; N 轴心力; P 作用荷载; Q 剪力; P 工作压力; qv 流量; E 钢材的弹性模量; G 钢材的剪变模量; 正应力; 剪应力; s 屈服强度; b 抗拉强度; A 面积; l、L 跨度或长度; h、H 高度; I 惯性矩; W 抵抗矩; d、D 直径; R 半径; 长细比; 厚度; i 传动比; v 速度; n 系数或转速。4 总 则4.0.1
10、本标准是启闭机选型布置、设计计算的必要准则和共同遵守的技术依据。本部门其他有关设计标准与本规范有抵触时,以本标准为准。4.0.2 除液压启闭机外,启闭机机构的工作级别按机构的设计寿命和荷载状态划分为4级(见表4.0.2)。主起升机构的工作级别就是启闭机的工作级别。启闭机工作级别举例参见附录A。表4.0.2 机构工作级别工作级别总设计寿命h荷载状态Q1轻800不经常使用且很少启闭额定荷载Q2轻1600Q3中3200有时启闭额定荷载,一般启闭中等荷载Q4重6300经常启闭额定荷载4.0.3 设计资料 设计启闭机所需资料应包括下列各项: 1 水电水利枢纽闸门运行对启闭方式、充水方式、泄流、局部开启、
11、启闭和走行速度等要求; 2 闸门门叶、门槽的尺寸,有关布置的允许尺寸以及闸门与启闭机连接的有关尺寸和要求等; 3 电气控制方式及接口要求; 4 水文、气象、泥沙、水质等资料; 5 荷载资料; 6 有关制造、运输和安装等方面条件; 7 地震和其他特殊要求。 8 动力、控制电源要求。4.0.4 启闭力、扬程、跨度和速度的选取参见附录A的规定。4.0.5 启闭机应装设相应的安全装置,如制动器、启闭荷载限制器、力矩限制器、上下限位装置、行程限制器、缓冲器、防风夹轨器、锚定装置、液压系统保护以及电气保护装置等。4.0.6 启闭机应采取防潮通风、防腐蚀和防风沙等保护措施。4.0.7 启闭设备中的结构件一般
12、不进行疲劳强度的计算。4.0.8 启闭机的解体尺寸和重量应符合运输规定要求,运输单元应具有必要的刚度。5 设计原则和要求5.1 一 般 规 定5.1.1 启闭机的设计必须满足技术先进、运行可靠、经济合理、维修方便、景观协调、劳动安全和环境保护等要求。5.1.2 启闭机选型应根据水工布置、门型、孔数及操作运行和时间要求等,经全面的技术经济指标论证后选定。对不同用途的闸门在选择启闭机时可遵循下列原则: 1 泄水系统工作闸门的启闭机一般选用一门一机的布置,但在闸门操作运行方式和启闭时间允许时,可选用移动式启闭机。 2 多孔泄水系统的事故、检修闸门的启闭机,一般选用移动式启闭机。 3 施工导流封孔闸门
13、的启闭机,其启闭力应考虑在一定水头下启门的要求,同时应设有准确的扬程指示装置。 4 挡潮闸、水闸工作闸门的启闭机,一般采用一门一机布置。 5 电站机组进水口和泵站出口快速闸门的启闭机选型,应根据工程布置、闸门的启闭荷载、扬程等进行全面的技术经济比较,选用液压式或卷扬式快速闸门启闭机。其快速关闭回路的控制电源,应按电厂交流电源失电的条件来设置。 6 当多机组电站进水口设有检修闸门时,一般选用移动式启闭机,同时在枢纽总体布置条件允许的情况下,应尽量与溢洪、泄水系统检修闸门的启闭机协调共用。 7 机组进水口多孔栏污栅的启闭机,可用门式启闭机在其上游侧设置副起升机构,也可用跨内副钩和主钩。若水工建筑物
14、布置分散,无条件利用已有启闭机时,也可单独设置移动式启闭机。 8 电站机组多孔尾水管检修闸门的启闭机一般采用移动式启闭机。 9 对于需要分节装拆的闸门或分节启闭的叠梁闸门,一般选用移动式启闭机配合自动挂脱梁操作。5.1.3 根据气候、风沙情况,考虑检修人员的工作等条件,固定式启闭机可以设置在机房内,也可布置在室外。设置机房时应与闸门通气孔分开,其平面尺寸除机器靠机房一侧应留有必要的检修、安装空间外,其余与墙壁之间应留有人行通道,其宽度不应小于0.8m。布置在室外的启闭机应加设活动机罩。电气设备应考虑防尘、防潮和防雨措施。 在严寒地区,且在冬季有运行要求的启闭机,其机房应有保温设施;在炎热地区,
15、且夏季有运行要求的启闭机,其机房应有降温设施;在风沙严重地区,启闭机齿轮传动不宜采用开放式,或设置全封闭机房。选择工作油或润滑油的牌号应考虑工作地区的气温条件。5.1.4 启闭机除满足启闭闸门的最大工作扬程要求外,还应留有适当的裕度。对启闭潜孔弧门的启闭机,其最大工作扬程应满足更换侧、顶止水的需要。5.1.5 根据启闭机工况条件和技术经济指标,有条件时可采用高扬程启闭机。5.1.6 布置高扬程启闭机时要防止动滑轮组、钢丝绳与闸门门槽的干扰。5.1.7 动滑轮组应设置防止钢丝绳脱槽的防护措施。对于浸入水中的动滑轮组,宜采用滑动轴承,轴表面应采取防腐措施,采用滚动轴承时应设密封装置。5.1.8 启
16、闭机起吊平面闸门时的起吊中心线应与闸门起吊中心线一致。5.1.9 对于启闭力大的移动式启闭机,其吊具与闸门(或吊杆)吊耳连接时,宜采用自动挂脱梁或手摇联轴装置。对固定式启闭机,当连接轴重量较大、操作困难时,也宜设置手摇联轴装置。5.1.10 启闭机安装高程应满足安全运行要求,防止启闭机动力部分和电气设备被淹,并应便于闸门、门槽及启闭机部件等正常检修,此外,还应考虑与水接触部件的防腐问题。5.1.11 对用以操作泄洪及其他应急闸门的启闭机,必须设置可靠的备用电源。5.1.12 选用启闭机系列产品时,启闭机的启闭力应大于或等于计算启闭荷载。5.1.13 电站的快速闸门启闭机应按快速关闭孔口要求确定
17、其下降速度,并应设有减速装置,使闸门接近底坎时的速度不大于5mmin。5.1.14 泵站出水口的快速闸门的启闭机应按快速关闭孔口时间确定下降速度,并应采取措施控制接近全关闭时的速度。5.1.15 双吊点闸门的启闭机,应有相应的同步措施。在启闭过程中,不应因双吊点误差而影响闸门运行。5.1.16 对于闸门前有泥沙淤积的双吊点启闭机,其启闭力的确定应考虑两个吊点启闭荷载的不均匀系数。5.1.17 有小开度充水要求的闸门,启闭机应设有能满足小开度精度的行程开关或其他措施。5.2 卷扬式启闭机5.2.1 卷扬式启闭机主要用于启闭依靠闸门自重、水柱或其他加重方式关闭孔口的闸门,一般布置为一机一门。5.2
18、.2 启闭机在一般情况下为现地操作,若为多台启闭机,可设集中控制室操作。5.2.3 启闭机机架除满足强度、稳定要求外,尚应有足够的刚度。5.2.4 当启闭机的启闭荷载方向倾斜时,应考虑水平力对有关零部件的作用,并核算其影响。5.2.5 对高扬程启闭机的要求: 1 带有排绳装置的高扬程启闭机,在卷筒绳槽的钢丝绳返回处应设有凸缘,对于排绳装置的导向螺杆应注意螺旋角、端部返回处的圆弧半径以及螺母牙板包角体形的选择。 2 对于自由双层卷绕的高扬程启闭机,宜在钢丝绳返回处设有返回凸缘,并控制第二层钢丝绳偏离时与卷筒轴垂直的平面夹角。 3 双双联滑轮组倍率大于2的高扬程启闭机,其定滑轮组应铰接在滑轮组支架
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