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分析雷达水位计常见运行风险及应对措施

作者: 来源: 发布时间:2019-11-23 10:22:28

    摘 要:针对雷达水位计从 2016 年投入试通航至今,运行期间主要由上下游水位波动对运行风险影响较大,发现不足后提出操作方法和应对措施,提高了过厢安全和效率,同时提出后期需要改进的措施,充分发挥雷达水位计快速过坝通道的作用。

    引言
    雷达水位计位于三峡大坝左岸的快速过坝通道,从 2016 年 9 月 18 日试通航运行至今接近三年,期间进行了多次整改和设备维护,过厢运行时间由原来的 1 h 7 min 缩短至现在的 53 min,设备运行由28 min 缩短至 22 min 左右。随着集控运行经验从无到有,设备的运行趋于稳定,操作人员对运行工艺逐渐掌握,但是仍存在一定的风险因素。

    雷达水位计地理位置特殊,不同于建造于人工运河之上的其他升船机,其上游水域为三峡水库,下游水域为三峡水利枢纽与葛洲坝水利枢纽两坝间江段。升船机上下游水位会随着两枢纽的泄流液位调节在不同的时间呈现不同的状态,同时雷达水位计上下游引航道分别与三峡船闸上下游引航道汇合,因此升船机上下游水位变化影响因素复杂。升船机运行主要分五个阶段,以上行船舶为例,如图 1 所示:

 

1.jpg

    汛期期间升船机上下游水位变化幅值较大,且变化情况复杂难以准确预测,雷达水位计目前的运行风险主要存在于由封闭状态向敞开状态的转变。由此可见,船厢停位开门后以及船舶进出厢的这段时间,对船厢水位影响较大。

    1 择机对接时间
    特别正值汛期,上下游水位变幅难以预测[1],在150 m 水位以下的时候,上游引航道内隔流堤露出,受三峡船闸四级取水的影响,水位变幅增大,且更为复杂,所以集控操作员在选择船厢合适的准确停位显得尤为重要。当船厢与航道准确对位后,船厢机构进行对接动作,整个对接过程需要五至六分钟左右,开门后船厢与航道处于连通状态,所以开门动作过程中船厢从封闭状态到敞开状态转变,水位波动的变化对船厢、船方的影响也较大。

    集控操作员要提高船厢对位的责任心,了解当班期间上下游水位变幅、三峡电厂调峰时间、以及三峡船闸首级闸室取水时间节点,主动避开升船机水域水位的大幅变动时段,尽量不要在航道水位zui低和zui高的时候进行对接,以防开门过程中船厢水位突变以及船舶进出船厢对水位的影响。要提高船厢应对突变水位变化的能力,如果短时间内水位变幅较大,水位未趋于稳定,不满足对接条件,必要时可停止对接,以防意外发生。

    在汛期,要加强集控操作员的配合,尽量择机对接时间,把船厢停在波峰与波谷之间的范围内,如下图 2 船厢zui佳停位点所示,下游 2 min 内水位波动zui大达到 0.35 m,在船厢停位时,尽量保证船厢停在波峰与波谷之间,集控操作员的配合如下页图 3 所示:

 

2.jpg

    2 缩短船舶进出厢时间
    目前升船机机构运行占总的运行时间大约是41.7%,船舶进出厢时间约占 58.3%,当下游水位变幅过大时,船舶进出厢过慢使对接过长,容易出现对接锁定信号丢失、调整水深、密封框等故障,也容易出现“连锁效应”扩大成碍航。在汛期这种情况尤为突出。升船机对接时段水位变幅过大,将直接或间接导致多种停机故障,对于运行过程,除了择机对接时间外,加强船舶进出厢的引导也显得尤为重要。

 

3.jpg

    升船机的上游靠船墩分布于上游北侧,由 4 根且间距 30 m 直线排列组成,与升船机中心线成25°左右的夹角,指挥船方往往采用的是曲线进厢、直线出厢的方式。下游南北侧均有靠船墩,离升船机较近的是北侧,由 6 根且间距 20 m 直线排列组成,与升船机中心线成 9°左右的夹角,距离升船机导航墙 2 000 m,而南侧靠船墩距离导航墙 4 000 m。在试航初期,遇到下游双向船舶过机时,为了汇船安全,规定上行进厢船舶在南侧靠船墩进行等待。但是经过一段时间的运行,这样汇船效率非常低,上行进厢船舶短则 15 min 左右,长则 40 min 以上才能进厢靠泊完毕。当下游水位变幅过大或者夜间过船时,增加了船舶进厢的难度,也不利于升船机机构的稳定。运行一年后,经过白班运行实验,调度上行进厢船舶停至下游北侧靠船墩,在汇船时,引航道存有富裕的余量,不仅船方汇船安全,对升船机的设备影响较小。后期至今已经把此方法推广至全天 24 h,大大缩短了船舶进厢时间,减少了船厢与航道对接时间,降低了故障和碍航情况,提高了设备的稳定运行。

    3 加强水位计的整定和维保
    雷达水位计对于水位的控制是非常苛刻的,一般有两套水位计系统,一套是普通水位计系统,一套是安全水位计系统[2],两套水位计有各自的闭锁保护。关门后会对船厢的水深进行重新判断,如果不满足安全水深范围,可启动水深调节系统。随着运行时间增长,水位计测出的数值也逐渐离现实水位有一定的偏差。

    目前关船厢门后,船厢水深达 3.36 m,处于非调水范围(正常调水范围为船厢水深低于 3.36 m 调整至 3.38 m,船厢水深高于 3.53 m 调整至 3.51 m)。当正常抽完管道水后,船厢会增加 0.047 m 左右的水深,即抽完管道水后船厢水深 3.407 m,但是目前安全站的水深数值会比船厢平均水深低于 0.05 m 左右,且比船厢 14 支任意一支水位计数值都低。当关船厢门后船厢水深 3.36 m 时,安全站的船厢水深3.312 m,抽完管道水后,安全站的水深 3.359 m,达不到船厢启动条件,船厢启动条件为 3.36 m。这就会造成需要人为进行应急补排水,耽误了过船时间。所以要结合目前现状完善制定维护保养计划和标准,定期对安全站水位计、普通水位计重新标定,以防失之毫厘谬以千里的情况发生。

    4 后期运行建议
    1)雷达水位计连续单向运行的情况较多,从发进厢令开始,船舶从靠船墩解缆到船厢系缆完毕平均时间是 20 min,至少占据了整个过机历时的 1/3,浪费了较多时间,降低了通过效率。建议在上游的浮式导航墙和下游的导航墙上增加或加固系船柱,这样可使船舶连续同向运行时,让过机船舶在导航墙待闸,这样减少等待时间,一艘船过机可以节省出 3 至 10 min 左右的时间,也避免多个船舶靠不下的情况,方便船方夜间过机的同时也方便日后控制性运行,提高了通航效率和安全。

    2)在工艺流程上,对于船厢的水深调节,只有在设定的范围内才能启动调节,但是有时候因为运行的需要到某一特定的安全水位时,上位机却无法开启水深条件系统,建议后期在安全闭锁条件之下能够增加对船厢需求水位进行人工设置和调节。

    3)目前雷达水位计与南线船闸共用同一频道甚高频,升船机运行人员要灵活把控甚高频的空余时间,但是也会存在同一时间进行使用情况,影响了船舶的调度安全,随着日均艘次的逐步增多,建议后期增加雷达水位计的专用频道。

    5 结语
    本文通过分析雷达水位计上下游水位波动较大,当船厢由封闭向敞开的状态转变时,具有运行风险因素,针对该情况提出集控运行的准确对位技巧、加强船舶进厢的靠泊调度。当船厢处于封闭状态后必须严格精确水位计数值的准确性,同时提出后期进一步需要优化的改进之处,降低运行的风险。

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