1　液压启闭机的特点

闸门液压启闭机是指利用液体的压力能来传递能量，从而控制闸门的开启或关闭的一种启闭机。它包括液压传动系统和电气控制系统。由液压泵组、液压阀组、液压缸、油箱及附件、电气柜及操作台等五部分组成。其工作原理是：液压泵把原动机输出的机械能变为液体压力能，经过油管道及液压阀进入液压缸，通过液压缸及活塞杆把液体的压力能转变为工作机的机械能，从而驱使闸门完成开启或关闭等动作。

与其它型式相比，液压启闭机具有以下优点：

(1)结构简单，布置紧凑，体积小，重量轻；

(2)承载能力大，并能够远距离传递动力；

(3)缓冲性能好，传动平稳，调速和换向方便；

(4)液压传动与电气控制相结合，便于实现自动化；

(5)液压元件已经系列化、标准化，设计简单，制造周期短；

(6)液压元件可以自行润滑，经久耐用；

(7)易于防止过载，工作安全可靠。

液压启闭机的缺点主要是：液压缸与活塞杆配合精度高，加工成本较高；另外，密封质量较差时液压油容易渗漏。

2　国内液压启闭机应用情况

液压启闭机在我国水电工程中的应用已经有20多年的历史，特别是近年来，液压技术更趋成熟，应用更加广泛。表1所列是国内采用的较有代表性的液压启闭机。从表1可以看出，目前我国液压启闭机的设计和制造能力都达到了相当高的水平和规模；最大启闭力可达到8000kN，行程超过16m，油缸直径大于1m，活塞杆直径大于0.5m。从表1还可以看出，液压启闭机更多地用于操作弧型闸门、人字闸门、快速闸门或高水头深孔事故闸门，主要原因是液压启闭机用于这几种型式的闸门上更能体现其优点。从国内一些工程的实际运行情况看，这几年生产的液压启闭机的质量有了很大的提高，而生产成本却有所降低，工程效益愈来愈显著。

表1　国内较有代表性的液压启闭机

3　广西应用液压启闭机现状

3.1　应用情况

液压启闭机在广西水电工程中的应用相对较晚，最早是在澄碧河工程上应用，但澄碧河所用的启闭机还不是单纯的液压启闭机，而是液压和卷扬的综合型式。直到近年来，在桂平船闸、岩滩电站、昭平电站、京南船闸等工程中，才开始应用真正意义的液压启闭机。广西应用液压启闭机情况见表2。

表2　广西应用液压启闭机一览表

3.2　工程效益

鉴于液压启闭机具有结构简单、布置紧凑、承载能力大、调速和换向方便、运行平稳、容易实现自动化控制等许多优点，在水电工程建设中恰当地选用液压启闭机可以获得显著的工程效益。如前所述，液压启闭机主要用于弧型闸门、人字闸门、快速闸门和高水头、大容量的深孔闸门。

对于表孔或深孔弧型闸门，在大孔口、大启门力、特别是靠自重不能关门而需要施加闭门力的情况下，液压启闭机要比卷扬启闭机或其它型式的启闭机更容易满足使用要求，同步问题也容易解决，还可以简化水工布置，节省土建投资，而且枢纽建筑物显得协调美观，工程效益是比较明显的。例如，昭平电站的溢流坝表孔弧型工作闸门采用液压启闭机，省去了坝顶启闭机工作桥，坝面布置紧凑，不影响交通；在工程投资方面，虽然液压启闭机的单价较高，但是其重量较轻，而且土建方面节省了投资。表3是根据1993年价格对液压式启闭机和卷扬式启闭机两种方案所作的经济比较，两种方案的总造价相差不大，但是，液压启闭机方案有工作可靠，启闭平稳，施工方便，操作灵活，便于集中控制等诸多优点，总的工程效益还是液压式启闭机优于卷扬式。

表3　昭平弧门启闭机两种方案经济比较表

对于船闸人字闸门、一字闸门和充泄水工作闸门，液压启闭机的布置比较方便，还便于实现船闸的自动化控制。从桂平船闸、昭平船闸和京南船闸的运行情况看，效果是良好的。其中，桂平船闸的闸室长度190m，宽度23m，槛上水深3.5m，最大水头12.5m，是目前国内已建船闸中仅次于葛洲坝船闸的第二大船闸，也是广西第一个采用液压启闭机的船闸，从1991年投运至今，液压启闭机运行情况良好，满足了广西航运干线的通航要求。它的成功运行，为液压启闭机在广西航运工程中的应用提供了宝贵的经验。

对于快速闸门或高水头、大容量的深孔闸门，如果采用卷扬式启闭机，其结构复杂，体积大，重量大，且闸门一般还需加重才能闭门，有些结构较难处理，如果采用液压启闭机，就比较容易满足调速和大容量的要求，而且双作用的液压启闭机关闭时间快速，可以满足闭门力的要求，可以节省闸门加重部分的投资。例如岩滩电站的厂房进水口平面快速闸门，孔口尺寸(宽×高)为8.2m×14.1m，设计水头为48m，所需启门力达8000kN，闭门力达6000kN，象这样超大型的快速闸门，若选用卷扬式或其它型式的启闭机，是很难满足设计和使用要求的，而采用液压启闭机则为工程建设解决了一大难题，取得了比较明显的工程效益。

3.3　存在问题

从广西几个工程的液压启闭机的运行情况来看，总的来说是良好的，基本上体现了液压启闭机的优点，但是由于各种原因，也出现过一些问题，存在一些需要改进的地方。例如：(1)桂平船闸上闸首人字闸门右侧液压启闭机，由于液压缸两腔(有杆腔和无杆腔)之间发生内漏，加之操作人员的疏忽，发生过启闭机中部V型架被拉坏而导致船闸断航的事故；(2)昭平船闸下沉式检修门的双吊点液压启闭机曾经存在不同步的问题；(3)京南船闸人字闸门和充泄水工作闸门的液压启闭机在初期运行时启闭速度不太稳定，出现不同步和闸门自行下滑的现象；(4)几个工程的液压启闭机都存在密封圈质量较差、使用寿命较短、更换较频繁的缺点。

从广西几个工程的液压启闭机所出现的问题的原因分析看，这些问题并非液压启闭机本身所固有的，只要从设计、制造、安装和运行管理等各个环节上严格把关，是完全可以避免的。以京南工程的液压启闭机为例：(1)设计方面：厂家设计时疏忽了一点，即充泄水工作门在启门时也有慢速和调速的要求(0.2m/min～0.9m/min)，液压缸无杆腔所设的调速阀不是双向的，而是单向的节流调速阀，且方向设反了，后来厂家增设一个反向的单向节流调速阀即解决问题；(2)制造安装方面：个别油路软管有裂纹而渗油，有些密封圈因国产原材料质量不过关而且存放时间过长，出现老化现象，这些问题已由厂家更换处理；(3)运行维护管理方面：这是一个比较薄弱的环节，液压启闭机所出现的问题有相当部分是由于这个环节引起的，如左右侧液压启闭机启闭速度不一致、不同步(可以调整节流调速阀，并检查是否漏油)、闸门自行下滑(检查是否有内漏或外漏现象)、密封圈漏油(可以采用质量较好、使用寿命较长的聚四氟乙烯组合式密封圈)等问题，有关人员只要根据安全运行管理制度，定时进行检查、维护、保养，这些小问题就不会愈演愈大，甚至酿成事故。为此，应提高运行管理人员的业务水平和素质，把设备的维护、保养和管理制度落到实处。

3.4　液压启闭机的发展和应用前景

鉴于液压启闭机所具有的优点，近年来在国内外都得到了公认和推广。特别是随着设计、制造、安装、运行水平的提高，液压新技术(如同步技术、插装技术、比例控制技术等)和新型密封材料(如聚四氟乙烯组合式密封圈)的成功运用，产品质量越来越得到保证，另外，液压技术与电子技术互相结合，使液压启闭机更加适应现代工程建设的发展要求。液压启闭机在广西的应用将更加广泛。

在全国金属结构专业委员会和信息网联合召开的液压启闭机技术交流会上，与会代表对国内液压启闭机的现状和前景进行了广泛的探讨，一致认为：虽然我国制造的液压启闭机的某些元件，特别是密封、导向件与国外先进水平相比还有一定差距，但是液压启闭机主机的设计水平和制造能力已经接近世界先进水平。会议建议，对于国内工程中特别重要的液压启闭机，可以考虑进口部分阀组和密封导向件，但是主机应该由国内制造，以促进国内制造水平的提高，并节省设备投资。

致谢：本文得到兰可华同志的热情指导，在此深表谢意。

作者单位：张明（广西水利电力勘测设计研究院　南宁　530023）

参考文献

[1]水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册(金属结构二).北京：水利电力出版社，1988.12：518～622.