4.7 Общие положения по эксплуатации механического оборудования

Условия эксплуатации гидротехнических сооружений в значительной мере зависят от номенклатуры и состояния механического оборудования, служащего для перекрытия водопропускных отверстий, позволяющего регулировать уровень верхнего бьефа и расход воды, а также задерживать или пропускать плавающие тела. К механическому оборудованию относятся затворы, сороудерживающие решетки, эстакады, подкрановые пути, подъемно-транспортные механизмы, решеткоочистительные машины, тележки для транспортировки затворов, трансформаторов и др. Механическое оборудование и металлоконструкции вспомогательных устройств во время эксплуатации подвергаются постоянному надзору, ревизиям, профилактическим, плановым и другим ремонтам, что позволяет поддерживать их в работоспособном техническом состоянии. Надзор и

ревизию выполняет служба эксплуатации, а при необходимости проектной организацией заключается договор на выполнение этих работ. В зависимости от опасности выявленных дефектов определяют время их устранения, конкретный перечень мероприятий по поддержанию механического оборудования в рабочем состоянии. Ниже рассматриваются основные положения эксплуатационных мероприятий для различного механического

оборудования.

Затворы. Исправный затвор под напором не имеет перекосов, заметных деформаций и движется плавно, без рывков, заеданий, задиров и т.п. После посадки его на порог он не пропускает воду через боковые и донные уплотнения. Ходовые части, соединения, цепи, передачи, тормоза, крепления своевременно исправляют, а трущиеся части смазывают. Сварные швы обшивки и места крепления элементов к ней не должны пропускать

воду. Уплотнения должны плотно прилегать к закладным частям, не имеющим задиров, повреждений, заусенцев, вмятин с острыми краями, следов набрызга электросварки, цемента, сгустков промасленной и засохшей грязи и т. д. В порядке профилактики опорно-ходовые части, пазы и в целом затворы систематически очищают от грязи, льда, снега, мусора, случайных

предметов и т. п. В процессе профилактических осмотров и текущих

ремонтов обращают особое внимание на следующее: состояние сварных соединении; надежность затяжки соединений; состояние тросом, тяговых цепей, блоков, трущихся частей, которые периодически очищают керосином от старой смазки и смазывают новой; состояние резины и металла; положение опор вала затвора и подшипниках; появление коррозии несущих элементов затвора, блокировочные устройства, отключающие электропривод при переводе подъемного механизма на ручной привод и др. Если толщина слоя коррозии на затворах составляет более 10% толщины металлического элемента, то рассматривают вопрос о его замене или капитальном ремонте. При обнаружении коррозии меньших размеров металл зачищают и покрывают антикоррозийной краской. Болты креплений уплотнений, значительно поврежденные коррозией, заменяют. Швы, образовавшиеся в результате перенапряжения или воздействия коррозии,вырубают и заваривают по-новому. Если по всей поверхности плохо прилегает уплотняющая резина, то до ее замены устанавливают местные стальные, рези

новые или деревянные клиновые прокладки, которые выравнивают уплотняющую резину и тем самым устраняют очаги фильтрации. Резиновые уплотнения должны быть эластичными, не иметь трещин, в противном случае их заменяют.

Колеса опорно-ходовых устройств при нормальном состоянии свободно вращаются от руки. Если колесо совсем не вращается или поворачивается с трудом, то его срочно ремонтируют. Степень износа отверстий проушин, пальцев, винтов, валов и других элементов, контактирующих с вращающимися частями, определяют по чертежам и пояснительным запискам проектной документации. При подъеме сегментных затворов для очередной ревизии цепи очищают, покрывают антикоррозийной краской и смазывают. Скобы крепления цепей к затворам и стальным

канатам не должны иметь деформаций, изгибов, повреждений, в противном случае их заменяют.

Обращают особое внимание на качество заделки концов стальных канатов на кожухах и барабанах лебедок, а также на качество самих канатов. Число оборванных проволок на длине одного шага свивки каната допускается не более 30% числа проволок в одной пряди. Если канат имеет большой износ, то его меняют на новый. Все канаты смазывают консистентной смазкой.

В соответствии с инструкцией по эксплуатации механического оборудования систематически меняют смазку в шарнирах. В нерабочий период, например осенне-зимний, когда часть затворов практически не эксплуатируется, шарниры консервируют, чтобы защитить от атмосферных осадков. Опорные шарниры своевременно центрируют. Если это положение будет нарушенo, то возникнут перекосы опорных конструкций затвора.

Перед пуском сооружения шарниры вскрывают, тщательно зачищают

трущиеся поверхности и смазывают. Затворы ежегодно или по мере надобности тщательно зачищают и покрывают антикоррозийной и противообрастающими красками. В отдельных случаях на твердых предметах, находящихся в воде, в том числе на металлических частях механического оборудования, образуется донный лед. На обшивке затворов зимой с нижней стороны появляется наледь. При сильном обмерзании

ни днем их становится затрудненным, а иногда невозможным. В таком случае затвор очищают от намерзшего льда, чтобы он плотно примыкал к бетонным поверхностям. Наиболее распрострааненным способом недопущения значительного обмерзания или освобождения обмерзшего затвора от наледи является обогрев отдельных его элементов, чаще всего закладных частей.

Существуют следующие системы обогрева, работающие постоянно или периодически: электромаслообогрев с естественной циркуляцией масла; электромаслообогрев с принудительной циркуляцией масла; электрообогрев с непосредственным пропусканием тока по закладным частям; шинный электрообогрев; индукционный обогрев.

Электромаслообогрев с естественной циркуляцией наиболее применим для закладных частей, не имеющих горизонтальных участков. Непосредственно у обогреваемой закладной части в бетоне размещают трубы или металлические короба, которые наполняют трансформаторным маслом. Жидкость нагревают с помощью электронагревателей. Данная система эффективна, экономична, проста в исполнении.

Электромаслообогрев с принудительной циркуляцией используют для горизонтальных и вертикальных закладных частей. Для обогрева устраивают одну или две трубы. Масло нагревают в специальном электрическом бойлере, размещенном поблизости от обогреваемого участка. С помощью насосов прогоняют по трубам масло; охладившись, оно поступает снова в бойлер. Система трубопроводов имеет специальные фланцевые соединения

и краны, размещенные в проемах бетона и служащие для обеспечения

возможности слива и замены масла. Все соединения выполняют очень тщательно, чтобы масло не попадало на бетон, так как оно его разрушает.

Электрообогрев с непосредственным пропусканием тока по закладным частям опасен для обслуживающего персонала при напряжении 220 В. Поэтому в случае его применения необходимы понижающие трансформаторы. Помимо сказанного, при пропускании тока по закладным частям возможно возникновение короткого замыкания.

Шинный электрообогрев отличается от предыдущего тем, что электрический ток пропускается не по закладным частям, а по специальным шинам, проложенным в бетоне поблизости от закладных частей. Температура нагрева шин около 75°С. От шин нагреваются закладные части, и между их поверхностью и льдом образуется водяная прослойка.

Индукционный обогрев основан на возникновении вихревых токов при пересечении переменным электромагнитным полем ферромагнитных тел. При этом используют стандартное напряжение 220 или 380 В с промышленной частотой. Каналы с закладными проводами во избежание их порчи и повреждения заливают кабельной массой (МК-45, МБН-2 и др.) или битумом марок 1, 2, 3. Индукционный обогрев эффективнее, чем шинный, и экономичнее, чем обогрев с циркуляцией масла, срок службы его достигает 30 лет и более. Недостаток — его более высокая стоимость и ограниченность применения (на небольших поверхностях).

В условиях нормальной эксплуатации поверхностных затворов

зимой и тем более перед весенним паводком не допускают образования льда на обшивке и особенно в пазах затворов, примерзание нижней части (ножа) затвора к порогу, а также обмерзание уплотнений, опорно-ходовых частей. С этой целью у затвора поддерживают майну путем устройства траншеи шириной не менее 1 м. Существуют следующие способы поддержания майны: устройство воздуходувных установок и потокообразователей путем выпуска (воздуха или воды через патрубок или перфорированные трубы, уложенные в более глубоких слоях воды, систематическая вырубка и удаление льда; прикрытие утепляющим материалом (хворост, солома, легкие дешевые утеплители из искусственных материалов); подвод от ближайшей ТЭЦ горячей воды или теплых родников.

Схемы обмерзания затворов без утепления и при наличии различных утепляющих устройств приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схемы обмерзания затворов и размещения утепляющих устройств затворов, эксплуатируемых в зимнее время: а – обмерзание затвора при отсутствии утепляющих устройств;

б и в — образование майны перед затвором с помощью соответственно воздуходувных установок и различных утепляющих устройств; 1 — лед; 2 — затвор; 3 — плоскости примерзания; 4 – воздуходувные трубы; 5 — утеплитель; 6 — электрообогрев; 7 и 8 - дополнительное утепление; 9 – теплоизолирующая обшивка.

Как видно из рисунка, зачастую целесообразно использовать различные комбинации утепляющих устройств (электрообогрев, воздушные потокообразователи, теплоизоляционные обшивки и др.) В настоящее время для обогрева затворов применяют также калориферы, установленные на самом затворе, быке или устое. В качестве утеплителей обшивки применяют теплоизоляционные материалы: пенобетон, шлаковату, пенопласт, дерево, пробку и т. п. Для большего эффекта в пространстве между ниткой и утеплителем размещают электроподогревающие устройства.

Рисунок 5 – Потокообразователь: 1 – гребной винт; 2 — патрубок; 3 — водонепроницаемый корпус; 4 — герметическая крышка.

Воздуходувные (антиобледенительные) установки работают по принципу выпуска воздуха из обогреваемых сопел, расположенных вдоль нижней части обшивки затвора и у боковых уплотнений. Потокообразователи (гидравлические ускорители) представляют собой электрические герметические установки, имеющие многолопастный гребной винт (рисунок 5). При вращении этого винта образуется горизонтальная струя, выходящая

на некотором расстоянии на поверхность и продолжающая двигаться свободным потоком. По длине струн скорости ее снижаются, а ширина

увеличивается. Потокообразователи мощностью 11 кВт способны поддерживать майну при толщине льда 0,5...0,6 м длиной 150...200 м и при расходе воды 1 м³/с расплавлять 108 т льда в сутки.

Сороудерживающие решетки. В зависимости от конструкции решеток, систем их перемещения и условий работы определяют состав и объем мероприятий по наблюдениям и уходу за сороудерживающими решетками. Основными мероприятиями в эксплуатационный период являются: внешний осмотр; осмотр крепежа, опорных узлов, колес, если они имеются; оценка работоспособности сцепов секций решеток, штанг, вращающихся элементов и т. д. Незначительное повреждение решеток устраняет обслуживающий персонал. Серьезные поломки фиксируют в со

ответствующих журналах. О них доводят до сведения руководства с целью своевременного включения в план ремонтных работ силами управления эксплуатации гидроузла или с передачей работ на подряд. Оценивая состояние решеток, обращают особое внимание на их антикоррозийное покрытие, возможность обрастания или обмерзания в зимне-осенний период.

Во избежание обмерзания решеток их верхнюю часть, выступающую из воды, утепляют или чаще обогревают. Незначительное повышение температуры воды выше нуля (на десятые доли градуса) обеспечивает защиту от обмерзания решеток и неприлипание шуги к ее стержням. Решетки обогревают различными способами: равномерным лобовым, дифференцированным. В первом случае тепло подводится одинаково ко всем элементам решетки, например путем пропускания электричества через ее стержни. Если тепло поступает к стержням лишь со стороны течения потока, то такой способ называют лобовым, например подвод теплой воды. Дифференцированный способ характеризуется подачей тепла к определенным участкам решетки. При расчетах требуемой мощности прогреваемых элементов до температуры 0,1...0,3°С принимают коэффициент запаса 1,3...1,5. Опыт эксплуатации гидротехнических сооружений с водопропускными отверстиями, оснащенными обогреваемыми электричеством решетками, свидетельствует о значительном потреблении электричества; необходимая мощность составляет примерно 2...5 кВт/м².

Наиболее перспективным способом электрообогрева решеток является индукционный, позволяющий пропускать электропровода через полые стержни решетки и тем самым более экономично использовать электроэнергию, отказаться от понижающих трансформаторов и обеспечить более безопасную работу решеток.

Эстакады, подкрановые пути. Необходимо систематически

следить за появлением деформаций, повреждений, проверять крепеж на монорельсах, колоннах эстакад. Параметры подкрановых путей должны соответствовать проекту с учетом допусков. Перемещение рельсов при движении крана не допускается. Болтовые соединения должны быть надежно закреплены. Ежегодно металлоконструкции несущих частей очищают от ржавчины и окрашивают. Дефектные швы вырубают и по-новому заваривают. На видных местах служебных мостов должны быть вывешены таблички с указанием грузоподъемности.

Подъемно-транспортные механизмы. Краны, лебедки, гидроцилиндры, захватные балки и другие механизмы должны эксплуатироваться в соответствии с их паспортом и инструкцией по обслуживанию и эксплуатации.