三峡船闸系统联合调试质量监控.docx

1、三峡船闸系统联合调试质量监控三峡船闸系统联合调试质量监控摘要 : 长江三峡工程双线五级船闸金属结构和机电设 备联合调试是确保船闸正常运行的重要手段。调试工作涉及 船闸的各种设备、土建工程和水力学监测等方面，技术比较 复杂。联合调试在国内尚属首例。调试过程中，采取事前控 制为主，加强过程监控与事后检查相结合的方法，对全过程 进行质量控制，在落实预防措施和对策中实现了质量控制目 标，使联合调试工作满足船闸试通航的要求。关键词 : 三峡船闸； 联合调试； 质量监控1工程概况三峡双线五级船闸，位于枢纽左岸坛子岭左侧。南北两 线船闸可同时或单独运行，每线船闸由 6 个闸首和五个闸室 组成，总长1 621

2、m,上下游总水头113m,单级最大工作水 头45.2m。闸室平面有效尺寸 280m X 34 m （长X宽），坎上 最小通航水深5m。船闸及其引航道最大可通航万吨级船队， 每年单向通过能力为 5 000万t。年通航天数335d,每天过 闸 22 次。是长江航道中的重要通航建筑物。1.1双线船闸控制系统组态船闸监控系统具有很高的安全性、可靠性、实用性、开 放性、先进性、可扩性和抗干扰性，而且系统具有良好的可 操作性和可维修性。采用分层分布式系统结构，按照功能划 分为现地控制系统、计算机集中监控系统、通航信号及广播 指挥系统和工业电视系统，并在系统的重要部位采用冗余配 置。双线船闸控制系统的组态见

3、图 1。1.2集中和现地站控制系统南北两线船闸各设置 1套集中监控系统和 12 套现地子 站系统设备。对船闸各主要设备实现运行控制和监视、船只 过闸的监视和指挥。现地子站与集中监控系统设备之间采用 光缆连接。每个现地子站作为船闸整体运行自动监控系统的一个 基本单元，除具有对本闸首的液压泵站、人字闸门、主输水 廊道工作阀门及六闸首辅助泄水阀门、防撞警戒装置（二、 三闸首）、通航指挥信号装置等现地设备进行现地监控基本 功能外，还能接受集控站的程序控制指令，采集液压站系统 信息、现地闸阀门开度位置信息、水位检测数据以及相邻闸 首闭锁信号，经预处理后输出操作执行指令，并向计算机集 中监控系统上送现地信

4、息，上位机系统依据这些信息，做出 控制决策，完成船闸整体运行的监控任务，使船只（队）高 效、安全顺利过闸。正常情况在集控楼操作，检修和应急情况在现地操作。船闸集中监控系统与现地子站、桥机控制系统、火灾自 动报警系统、排水泵控制系统、变电所以及三峡通航集中调 度系统等都有技术接口 ,以满足整个集中监控系统与各个系 统之间的信息交换和控制指令执行。1.3调试阶段划分船闸金属结构和机电设备联合调试工作分为单闸首设 备（闸阀门、启闭机械等）联动调试、无水系统联合调试、 有水系统联合调试三个阶段进行。其中有水系统联合调试又 分抽水供水有水系统联合调试和试运行期内的有水系统联 合调试两个阶段。1.4联合调

5、试的目的和工作范围船闸金属结构及机电设备安装和单项设备调试完成后， 通过联合调试，对船闸金属结构及启闭机设备、监控系统的 联合运行性能进行检测和调试，对闸门、阀门、输水廊道的 运行性能以及水力学、高边坡及船闸建筑物变形渗流等方面 进行监测，对集中控制系统及所有的船闸辅助设备的联合运 行功能（包括技术性能）进行验证和进一步调试完善，并对 船闸的运行过程和土建工程运行状况进行检验，为船闸的试 运行作好准备。无水系统联合调试是在单闸首联合调试完成后进行，主 要是对船闸各种设备在集中控制条件下，摸拟船闸五级、四 级、三级运行状态，按船队上行、下行连续过闸程序（逐级 和分组同步）进行联动（包括补水、单边

6、输水） ，并作一定 的事故摸拟验证与调试，在调试中检测信息传输、设备动作 程序、 动作闭锁条件、 设备运行参数、 联动协调功能、 故障、 事故保护与显示功能等的正确性、灵敏度和实时性。有水系统联合调试是在无水联合调试完成后，通过抽水 供水按可能形成的水位分五级、四级、三级进行调试，结合 有水条件进行人字闸门、输水阀门水力学特性及止水效果测 试，侧重有水状态各设备整体联动运行调试与检测。蓄水后 主要侧重于多级同步蓄水后主要侧重于多级同步、逐级（包 括补水）过闸运行调试和实船过闸测试。 。2联合调试的质量控制2.1质量控制的组织保证 船闸无水及有水系统联合调试是一项涉及土建、金结、 机电、监测等多

7、专业，并有业主、设计、监理、监造、制造 厂、安装、监测及运行管理多单位参加的系统工程项目。调 试工作时段长，调试项目多，监测范围广，遇到和需要研究解决的技术问题多。为了有效的组织有关单位参与联合调试 工作，使调试工作紧张有序进行，业主依照各单位的合同责 任划分和实际需要，以及设计编制的调试大纲的规定，事先 编制了“船闸金属结构及机电设备联合调试组织工作细则” 经过讨论审查后，确定采取联合调试工作组总体组织和领 导，监理单位监督、协调与指导，联合调试指挥组具体安排 和指挥的组织方式，分别明确了各级机构的组成与职责。由 各单位上报参加调试人员名单，经监理、业主审查后，由航 建项目部发文，正式通知船

8、闸金结机电设备联合调试各工作 小组成立并开展工作。无水及有水系统联合调试组织机构见 图 2 。2.2事前控制是联合调试的基础 为了加强无水、有水系统联合调试的质量控制，便于及 时按调试部位和过程进行签证验收，将原合同中规定的“联 合调试”单项工程，调整为“无水联调”和“有水联调”两 个单项工程。在“无水联调”单项工程中，按南、北线分成 2 个分项工程和 12 个单元工程。 “有水联调”单项工程，按 南、北线各 10 次调试及排干检查处理划分成 24 个分项工程 和 134 个单元工程。在调试中随着调试工作的进展，按单元 工程进行调试质量控制和签证验收。船闸联合调试从 2002 年 7 月开始进

9、行了 2 个月的无水调试和 9 个月的有水调试。 完成了各类启闭及控制、机电设备 134 台套以及集中监控、 供电、消防、暖通、给排水、通信等系统的安装调试。编写调试实施细则，安排专业监理工程师负责整个联合 调试工作质量控制。根据“调试大纲”和“调试实施细则” 的要求，事先讨论确定无水、有水系统联合调试工作一般流 程，分别拟定无水系统联合调试程序和有水系统联合调试程 序，由监理组织各参与单位讨论， 统一认识， 进行技术交底。 由负责调试操作的单位对每个项目调试编写调试说明，拟定 调试检测记录表和质量签证表，交监理审查后严格监督执 行。2.3过程控制是联合调试的重点 调试前做到各参加调试单位心中

10、有数。每次调试前预备 会是联合调试的预控重点。联合调试的过程控制包括调试过 程质量监督检查；重要工序旁站监理；组织专题技术讨论会 研究调试工作中遇到的问题；监督各参调单位落实各次会议 纪要精神。调试中监理人员分专业分部位进行全过程旁站，监理旁 站工作做到严格坚守岗位，听从统一指挥，如实作好记录， 及时反馈信息。监督检查调试记录，观察调试动态，及时核 对签认；发现异常与故障，及时报告并协助分析，提出处理 建议；对调整的参数和改进措施注意在下次调试中重复验证。每次调试后监理及时组织整编“调试简报” （南线船闸32 期，北线船闸 30 期）；汇编监测参数和故障处理；编写调 试总结和报告；组织交流监测

11、情况和工作总结；布置下次调 试工作。2.4事后控制进行完善处理 事后控制为总结控制阶段，通过对联合调试工艺、方法 以及调试过程中存在问题的检查与总结，及时改进调试方 法，由监理牵头分别成立了电控和液压控制专业技术小组， 对调试中未彻底解决的异常及故障抓住不放，及时组织分析 研究，提出改进意见进行验证。每个单元工程调试完及时检查签证，每个分项或单项工 程调试完后及时总结验收；有疑问的项目，增补调试内容； 对改进、完善的处理项目，抓紧组织落实。3联合调试质量控制要点在单闸首设备联动调试、无水系统联合调试、有水系统 联合调试监理过程中陆续发现一些问题，其中绝大部分问题 得到了很好的解决。除重点对 D

12、T8 、DT9 调试、现地子站电 源互投调试、紧急停机和紧急关阀调试进行质量监控外，还主要对以下项目进行了质量控制3.1无水系统联合调试（1）调试程序与项目 根据审查通过的“无水系统联合调试实施细则” ，结合 监控系统的各种运行方式， 无水系统联合调试的程序， 按 10 个阶段进行，完成的调试项目有：南北两线集控与现地网 络通信调试；南北两线计算机监控系统设备再检测；南 北两线集控系统电（光）缆连接再检测；南北两线集控与 现地数据点对点信号检测；南北两线现地手动控制集控站 监视调试；南北两线集控站手动控制现地站监视调试； 南北两线集控站逐级过闸控制现地站监视调试；南线船闸 集控系统综合调试；南

13、北两线集控站同步过闸控制现地站 监视调试；南北两线专项功能调试； （11）南北两线补充调试试验。（ 2）调试异常故障处理与质量评价对于调试中出现的异常故障，经分类归纳整理后，反复 进行了原因分析，提出处理意见，多数已作处理并在调试中 验证，部分处理后在后续调试中进一步检验，寻求圆满的处 理办法。并且分别编写了按已查清原因并已处理完毕的异常 或故障表；已处理完毕待有水调试中验证的异常或故障表； 有待设计单位研究的异常和故障表。三大类型的表格对无水 调试起到质量控制作用。3.2抽水有水系统联合调试（1）调试程序与项目 第一次调试为充水检查输水阀门止水效果，由业主、设 计、监理、三峡通航管理局和施工

14、单位组成联合检查小组， 分别对南、北线船闸二 六闸首的 20 个输水阀门井充水后反 弧门止水状况进行全面仔细检查。并对检查后的缺陷情况进 行了认真处理。南、北线船闸的第 2、第 3、第 4、第 6、第 8 次抽水有 水系统联合调试，均采用现地子站操作，集控站监视的方式 进行。第 5、第 7、第 9、第 10 次及北线船闸第 11次抽水有 水系统联合调试，均采用集控站集控单元（南线）或操作员 站（北线）操作，现地站监视的方式进行。每次调试中除分 别对人字闸门、输水阀门、液压启闭机设备、电控设备、锁 锭装置、通航信号系统、广播指挥系统等的运行工况进行监 视和参数调整外，重点是对现地站和集中控制系统

15、各种运行 方式的控制程序、保护与闭锁功能、集控的信号检测及设备 之间的协调工作进行检验与调试，对输水系统在充、泄水过 程中的水力学和动力学特性进行监测。有水系统联合调试的一般工作流程见图 3。水库蓄水联合调试在三峡通航管理局紧密配合下从 6 月10 日水库水位蓄到 ?135m 起，又完成了上游导航浮堤的定 位，南北两线船闸三、四级上下行有水调试以及实船试航过 闸运行操作与现场监视、 船舶排挡与指挥、 船闸水力学监测。 进一步优化了试航运行的各项参数。（2）调试异常故障处理与质量评价 在南、北线船闸抽水有水调试中，分别对输水阀门、人 字门、液压启闭机、输水系统、水力学特性等主要参数进行 了监测。

16、经过有水调试对运行参数优化调整和多次验证整理 出各种主要监测参数汇总表和机电控制设备参数表，可供船 闸试通航时参照使用。南北线船闸有水调试中出现的主要异常故障（包括南线 船闸 10 次调试 26 起；北线船闸 11次调试共 25 起）。多数 属液压系统压力整定和水位计参数调整不当，行程开关位置 调整受环境等因素的影响、比例大板因振动接线松动，个别 电气元件故障等， 通过调试处理、 更换完善， 基本得到解决。 同时分别整理出南北线船闸抽水有水联合调试主要异常故 障及处理表，供今后运行参考。船闸抽水调试后分别进行了全线排干检查（南线 1 次， 北线 2 次），对检查中发现的缺陷，都进行了有效的处理

17、， 并由监理组织了联合验收签证。有水联合调试成果表明，三 峡船闸各建筑物和金结机电设备工作性态正常。已完全具备 了试通航的条件。通过抽水有水调试验证：初期 135.00m 水位运行、下游 水位在66.0m68.0m之间时，船闸按三级运行（包括中间 级阀门 46.0m 工作水头）是安全的，可以作为试通航期的正 常运行方式。3.3关于水位计率定的质量控制 水位是船闸控制系统中最为重要的信号之一；水位计是 整个控制系统中关键的传感器，是确保水平开门、控制超灌 超泄、自动动水关阀以及是否需要补水等很多重要功能的控 制信号。每线船闸共设有水位计 14 套，分别测量上下游航 道及各级闸室的水位。有水调试阶

18、段对水位计信号准确率 定，对水位计输出信号的稳定性和灵敏度进行观测，并确认 水位计能否满足运行的要求。4结语 三峡船闸联合调试质量监控，实行“预防为主、严格 把关”的工作方针，采取调试细则审查和讨论、旁站监理、 平行检查、单元、分项、单项工程质量签证的监理质量控制 工作方式。严格执行事先控制、过程控制、事后总结完善处 理的措施，较好的控制了调试质量。对做好联合调试工作起 到了十分重要的作用。船闸联合调试是一项技术含量和协调 性要求很高的工作。在调试过程中，做好调试前各项准备工 作，对可能出现的技术和安全问题给予充分的估计，在保证 人员和设备安全的前提下，对每项调试程序都严格执行并有 详细的调试

19、记录与报告，对未达到质量要求的积极检查原 因，并采取相应的质量控制措施，加强质量过程控制，对每 个技术细节都弄清楚，不留隐患，从而确保了联合调试满足 调试大纲、设计、合同文件的要求。根据各次调试中监测的 设备运行状况和主要参数表明：人字闸门、输水阀门、液压 系统、启闭机设备、电力拖动及控制系统、集中控制系统的 计算机监控系统等各种设备设计、制造和施工、安装的质量 是好的。满足设计与合同文件要求，运行平稳；过闸工艺流 程、控制程序、闭锁关系、保护性能等各项功能齐全，满足 多级船闸安全运行要求。 2003年 5月 21日三峡双线五级船 闸已经顺利通过了国家验收，系统联合调试工作得到了肯定 和好评。6月 16日顺利实现了三峡工程双线五级船闸试通航。 举世瞩目的三峡船闸将经受试通航期的考验。