Калугина_Шлюзованные системы ВВП. Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство морского и речного транспорта Омский институт водного транспорта филиал
 Скачать 3.9 Mb.
|
|
1.3.13 Судоходная сигнализация на шлюзах и подходах Служит для регулирования движения судов. С ее помощью разрешается или завещается проход судна к причалам подходных каналов, от причалов в камеру шлюза, организовываются места стоянки судна в камере шлюза и т. п. Это осуществляется действием светофора или семафоров, а также специальных стоповых огней и других предупредительных знаков. Различают сигнализацию ближнего и дальнего действия. Сигналам дальнего действия относятся светофоры, устанавливаемые при входе в подходный канал и в конце (считая от шлюза) причальной стенки. Эти светофоры соответственно разрешают или запрещают вход в подходный канал и подход к причальной линии. Последняя в зависимости от длины оборудуется либо одним дальним светофором и стоповым 67 знаком (огнем, ограничивающим дальнейшее приближение судна к шлюзу), либо промежуточными светофорами, разрешающими подход к причалу следующего за очередным судна или состава (на причалах длиной более длины камеры шлюза). К светофорам ближнего действия относятся входные и выход - светофоры, устанавливаемые на башнях шлюза перед каждыми воротами, как с верхнего, так и с нижнего бьефа. Светофоры дальнего действия устанавливаются на специальных опорах высотой 8—10м. Видимость их должна быть обеспечена с расстояния не менее чем 3км. Светофоры ближнего действия устанавливаются на высоте 4—6м над уровнем воды. Для светофорной сигнализации используются, как правило, двузначные светофоры с красным (запрещающим) и зеленым (разрешающим) огнями. Отсутствие сигналов на светофоре равносильно запрещающему сигналу. На малых шлюзах, не имеющих специального электрического оборудования, для сигнализации применяются семафоры. Стоповые сигналы — это вертикальные полосы красного цвета с белой надписью «Стоп», наносимые на стенки камеры или причалов. В темное время суток эти знаки освещаются постоянным красным огнем. Назначение стопового огня — ограничивать дальнейшее продвижение судна в камере или у причальной линии шлюзов На отдельных шлюзах, где в нижних бьефах лимитируются габариты судового хода, на нижней голове или на площадке нижних палов устанавливается сигнальная мачта с указанием габаритов пути на нижележащем участке или специальная световая вывеска глубин. 68 1.4 ОБОРУДОВАНИЕ ШЛЮЗОВ 1.4.1 Условия работы оборудования и основные требования к нему К механическому оборудованию шлюзов относятся ворота и затворы с их приводными механизмами, вспомогательное и ремонтное оборудование. К электротехническому оборудованию относятся электрический привод механизмов, устройства энергоснабжения, системы управления, контроля и сигнализации, а так же освещение. Процесс шлюзования состоит из ряда последовательно выполняемых операций, которые периодически повторяются, что и определяет цикличный характер работы шлюзов и их оборудования, такой режим работы шлюзов обусловливает переменные по величине нагрузки, действующие на ворота, затворы и их механизмы. Основные ворота и затворы по интенсивности маневрирования (30раз и более в сутки) являются часто действующими, что приводит к ускоренному изнашиванию их опорно-ходовых частей, уплотнений, тяговых органов механизмов, а также к усталостным изменениям материала наиболее нагруженных элементов. Электрооборудование также работает в специфических условиях, характеризующихся высокой влажностью (80—100%), изменением в широких пределах температуры окружающей среды (от -20 до +50°С), появлением значительных мгновенных перегрузок, вызываемых в основном сложным гидравлическим режимом. Для бесперебойного пропуска судов оборудование шлюзов должно безотказно работать в течение всего навигационного периода. В этот период нельзя выполнять плановый ремонт основного оборудования. Оборудование шлюзов должно удовлетворять условиям прочности, надежности, удобства эксплуатации, экономичности и требованиям техники безопасности. При пропуске судов ворота и затворы не должны вибрировать, они должны быть защищены от повреждений плавающими телами (льдом, бревнами и т.п.), а ворота, кроме того должны быть защищены от навала судов. Срок службы узлов и деталей, которые заменяют только при осушении камер, составляет не мене четырех лет. Оборудование шлюзов должно работать и в условиях отрицательных температур. 69 1.4.2 Устройства для работы шлюза при отрицательной температуре Отрицательные температуры воздуха вызывают целый ряд явлений, затрудняющих пропуск судов и работу оборудования шлюзов, к числу которых относятся: а) образование ледяного покрова в камере и подходных каналах, что затрудняет движение судов и лишает возможности свободного маневрирования воротами; б) при неудовлетворительной работе уплотняющих устройств примерзание последних к закладным частям и бетону, обмерзание опорно- ходовых частей и металлоконструкции ворот; в) образование льда с верховой стороны ворот вследствие большой теплопроводности металла, что приводит к утяжелению ворот и примерзанию их к ледяному покрову и неподвижным частям; г) обмерзание стен, ворот, плавучих рымов и их пазов при попеременном наполнении и опорожнении камеры; д) нарушения в работе механизмов вследствие примерзания цепей и канатов к направляющим и ограждающим конструкциям, потери подвижности в шарнирах цепей и гибкости канатов, повышение вязкости масла в редукторах и сервомоторах и т. п. Для предотвращения указанных выше затруднений на шлюзе выполняют следующий комплекс мероприятий: 1) В период между шлюзованиями в камере поддерживают уровень верхнего бьефа, а верхние опускные или клапанные ворота держат в судоходном положении, благодаря чему предотвращается образование льда на большинстве элементов шлюза. 2) На верхней голове шлюза (особенно с головным (без галерейным питанием) перед основными или аварийными воротами устраивают подвижную ледоудерживающую запань в виде закрепленной на стальных канатах металлической сетки, не пропускающей лед из подходного канала к воротам. При пропуске судов эту запань с помощью лебедок опускают на порог. 3) Для отгона льда из зоны верхних ворот и поддержания ее незамерзающем состоянии в боковых нишах устанавливают насосы или потокообразователи. 4) Плавучие рымы в камере оборудуют обогревателями, а число используемых рымов уменьшают до возможного минимума. 5) На нижней голове перед двустворчатыми воротами устраивают подвижную ледоудерживающую запань, препятствующую поступлению льда из камеры в шкафную часть. Запань подвешивают к обогреваемым поплавкам, перемещающимся в боковых нишах вместе с изменяющимся уровнем воды. При пропуске судов запань с помощью лебедок, 70 установленных на поплавках, опускают на днище. 6) Для удаления льда из шкафной части и поддержания майны применяют погружные насосы, устанавливаемые вблизи вереяльных столбов двустворчатых ворот. Вместо насосов могут быть использованы потокообразователи, которые в этом случае должны перемещаться по вертикали, следуя за изменением уровня воды в камере, или же воздуходувные установки. 7) Во избежание примерзания уплотнений верхних и нижних ворот предусматривают их обогрев, который может быть индукционнымили с применением электропроводных резин. Чтобы обеспечить организованный отвод профильтровавшейся воды и исключить образования наледей, устраивают дополнительные уплотнения. 8) Нижние ворота закрывают с низовой стороны отепляющей обшивкой, предупреждающей их обмерзание с верховой стороны. При необходимости пространство между обшивками обогревают электропечами. 9) Редукторы механизмов, масляные баки гидроприводов обогревают электропечами. Цепи и канаты, попеременно находящиеся в воде и на воздухе, в местах перегиба, т. е. у звездочек и блоков, обдувают горячим воздухом от электрокалориферов, а в местах расположения направляющих и ограждающих конструкций (столов, труб) дополнительно отепляют и обогревают электропечами. 1.4.3 Ремонтное оборудование Кремонтному оборудованию относятся насосные установки для осушения камер и водопроводных галерей, краны, лебедки, гидравлические домкраты и другие грузоподъемные механизмы, компрессорные установки, парогенераторы и различного рода приспособления, необходимые для выполнения ремонтных работ. Для откачки воды из камер и водопроводных галерей на современных шлюзах имеются стационарные насосные установки. Обычно их располагают в устоях голов, на отметках, обеспечивающихполное удаление воды не только из камеры, но и из нижележащих участков шлюза (галерей, ниш и т. п.). Разводку трубопроводов, питающих водозаборные колодцы насосов, выполняют так, чтобы было можно откачивать воду из водопроводных галерей независимо от камеры. Для однониточных шлюзов на водных путях I и II категорий продолжительность осушения должна быть не более 24ч, а для парных шлюзов на водных путях I и II категорий и всех шлюзов на водных путях III и IV категорий— 48ч. 71 На шлюзах применяется центробежные насосы: вертикальные артезианского типа (20А-18Х1 и др.) и горизонтальные типов «НД» (двустороннее всасывание) и «К» (консольные). На современных шлюзах для обеспечения эксплуатации и ремонта, как основного, так и вспомогательного оборудования имеются электрифицированные краны грузоподъемностью до 25тс. Некоторые шлюзы имеют краны, передвигающиеся вдоль камер, а также грузовые лифты, что значительно облегчает трудоемкие процессы, связанные с перемещением технологического оборудования и других грузов. 1.4.4 Электротехническое оборудование и связь Электротехническое оборудование.Судоходные шлюзы имеют разнообразное электротехническое оборудование, позволяющее максимально автоматизировать процессы шлюзования и повысить надежность и безопасность судопропуска. В состав электротехнического оборудования входят силовое оборудование, система управления, устройства контроля и сигнализации. Силовое оборудование включает в себя устройства и систему электроснабжения, систему распределения электроэнергии, контакторные панели, электродвигатели, электромагниты (или двигатели) тормозов, освещение, приборы электроотопления. Шлюзы, расположенные на водных путях I и II категорий, снабжаются электроэнергией по двум кабельным или воздушным линиям электропередачи, подводящим электроэнергию к шлюзовой подстанции от разных питающих подстанций или от разных секций одной подстанции. Шлюзовая подстанция служит для трансформации электрической энергии с напряжения питания —10кВ на напряжение потребления 0,4кВ. Освещение шлюза состоит из наружного освещения территории и акватории и внутреннего освещения помещений. Системы управления служат для обеспечения процесса шлюзования, представляющего собой строго определенный цикл последовательной работы ворот и затворов, в результате которого суда, проходя через шлюз, оказываются поднятыми или опущенными на высоту разности уровней верхнего и нижнего бьефов. Системы управления по степени технической оснащенности могут быть разделены на три категории: а) с простым релейно-контакторным управлением и минимальным- объемом информации; б) с раздельным управлением с одного пункта, с достаточно развитыми информационными устройствами и системами контроля положения ворот, затворов и уровней воды; 72 в) с цикловым полуавтоматическим управлением, с развитыми устройствами информации и системами контроля, в отдельных случаях с телевизионным контролем за судопропуском. На современных электрифицированных шлюзах процессом шлюзования управляют централизованно, при помощи устройств автоматики. Для этого на шлюзах имеются центральные пульты, на которых сосредоточены все устройства управления, контроля и связи. Устройства контроля и сигнализации позволяют вести контроль за последовательностью и ходом операций процесса шлюзования и повышают степень автоматизации этого процесса. Одним из видов телеизмерительной и контрольной аппаратуры являются индикаторы (указатели), которые показывают положение уровней воды, ворот и затворов. Во избежание ошибочного закрытия ворот (особенно опускных) при нахождении в их створе судна, на магистральных шлюзах имеются устройства, контролирующие отсутствие судов в районе ворот. Сигнализация на шлюзе подразделяется на производственную и навигационную. Производственная сигнализация по виду подаваемых сигналов делится на световую (ламповую) и звуковую. С ее помощью можно определять конечные положения ворот и затворов, окончание процессов наполнения или опорожнения камеры, сигналы светофоров, срабатывание защит. Навигационная сигнализация служит для координации операций, совершаемых судами. По назначению она бывает светофорной и стоповой. С помощью светофорной сигнализации обеспечивается управление движением судов через шлюзы. Рис.34 Навигационная сигнализация и радиооповещение на шлюзе: 1 — выходной светофор; 2 — стоповые (ограничительные) знаки в камере; 3 — громкоговоритель радиооповещения; 4— здание пульта управления; 5 —входной светофор; 6 — столовый знак в подходе; 7 — судно, ожидающее шлюзования; 8 — светофор дальнего действия; 9 — судно в камере 73 Красный и зеленый огни светофоров означают соответственно запрещение или разрешение для прохода судов. Стоповая сигнализация в камере определяет полезную длину последней, в пределах которой могут располагаться суда. На подходах к шлюзу стоповые сигналы показывают допустимое приближение ожидающих шлюзования судов к воротам шлюза. Связь.На шлюзах имеются следующие виды связи: диспетчерская телефонная или селекторная связь с диспетчерами управления канала (бассейнового управления пути) и пароходства, телефонная связь с соседними шлюзами и пристанями, внутри шлюзовая телефонная связь и административная связь с местным телефонным узлом. Для передачи необходимых распоряжений судоводителям и эксплуатационному персоналу шлюза служит громкоговорящая связь. Расстановка и мощность громкоговорителей определяется проектом, исходя из обеспечения нормальной слышимости команд по всей территории шлюза, включая подходы. Большинство шлюзов оборудовано ультракоротковолновыми (УКВ) радиостанциями, позволяющими поддерживать двустороннюю связь с судами, находящимися на расстоянии до 15—20км. 74 1.5 Транспортные судоподъемники 1.5.1 Общие сведения о транспортных судоподъемниках При строительстве шлюзов значительного напора или судоходных соединений через водоразделы рек, плохо обеспеченных водой, возникает ряд трудностей: однокамерные высоконапорные шлюзы расходуют много воды; системы питания шлюзов, а также конструкции голов и стен получаются сложными и дорогими; возведение же многокамерных шлюзов приводит к созданию сооружений большого протяжения с малой пропускной способностью. В конце 18 века были предложены и построены различные конструкции транспортных судоподъемников — сооружений, предназначенных для подъема и спуска судов из одного бьефа водного пути в другой при помощи подвижной камеры или особой тележки. Суда можно перемещать из одного бьефа в другой по вертикали или наклонному пути. В соответствии с этим судоподъемники делятся на вертикальные и наклонные. Следует отметить, что в подвижной камере суда можно перемещать как на плаву, так и насухо, а на тележках — только насухо. Вопрос о перемещении судов на плаву или насухо не является простым. При перемещении на плаву не имеет значения, будет ли в камере находиться груженое или порожнее судно или совсем судна не будет — вес камеры с водой от этого не изменится. Это упрощает уравновешивание подвижной системы судоподъемника и исключает возникновение опасных деформаций корпуса судна. В случае перемещения судов насухо сооружение получается более легким и дешевым, но совершаемая судоподъемником механическая работа будет зависеть от веса судна; при перемещении крупных груженых судов появляется опасность возникновения недопустимых деформаций их корпусов. 1.5.2 Общие сведения о судоподъемных сооружениях Для возможности ремонта подводной части судов последние должны быть осушены. Суда могут быть осушены несколькими способами с помощью судоподъемных сооружений, входящих в состав судостроительно-судоремонтных заводов. Небольшое судно может быть поднято на берег и спущено на воду по наклонной плоскости (стапелю) посредством лебедок и деревянных полозьев (салазок), на которые устанавливается судно. Такое простейшее сооружение называется склизом. 75 Береговое сооружение для подъема и спуска судов, состоящее из наклонной плоскости с расположенными на ней перпендикулярно урезу воды рельсовыми путями, по которым суда перемещаются на тележках, не имея передвижения в других направлениях, называется эллингом. Эллинги бывают двух типов — с продольным и поперечным перемещением судов. В продольном эллинге диаметральная плоскость судна располагается вдоль рельсовых путей, имеющих уклон от 1:10, 1:20. При этом типе эллинга судно поднимается носом к берегу, а спускается кормой. Для подъема судна тележки спускают на рельсах под воду так, чтобы на них можно было завести судно. Передвижение тележек осуществляется лебедками. Поперечные эллинги получили большее распространение, чем продольные. В поперечном эллинге диаметральная плоскость судна располагается перпендикулярно рельсовым путям, т. е. перемещение судна происходит бортом к берегу. Уклон путей составляет от 1:5 до 1:10. В зависимости от конструкции тележек судно при движении может занимать наклонное или горизонтальное (при косяковых тележках) положения. Поднятое из воды судно устанавливают для ремонта на клетках, а освободившиеся тележки используют для подъема следующего судна. Площадка, отведенная для ремонта судна, называется стапельным местом. Рис.35 Судоподъемные сооружения Основной недостаток поперечных эллингов заключается в том, что отремонтированные суда, стоящие дальше от уреза воды, могут быть спущены только по окончании ремонта судов, расположенных ближе к реке. 76 Слип представляет собой сооружение, в котором судно в процессе подъема и спуска перемещается на тележках по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Так, при подъеме судно движется вначале по наклонным подъемно-спусковым рельсовым путям, а затем по путям, перпендикулярным к первым, отводится на боковые стапельные места для ремонта. Рис.36 Слип Для выполнения докования судно при открытом затворе вводят в среднюю часть камеры и расчаливают. После закрытия затвора камеру наполняют водой с помощью насосной установки или вода поступает самотеком из другого водоема, расположенного на более высокой отметке. Когда киль судна будет поднят водой на отметку, превышающую на 0,3— 0,4м верхнюю грань кильблоков, наполнение камеры прекращают и судно отводят на одну из боковых стапельных площадок и вновь расчаливают. Рис.37 Плавучий док 77 Далее воду самотеком выпускают через галереи во внешний водоем, и судно садится на кильблоки. По окончании ремонта судна камеру вновь наполняют водой, а всплывшее судно отводят в среднюю часть и расчаливают. После опорожнения камеры открывают затвор, и судно выводят из дока. Рис.38 Судоподъемные сооружения Плавучий док представляет собой плавучую конструкцию, выполненную из стали или железобетона. Наибольшее применение на речном транспорте получил двух башенный док понтонного типа. Такой док состоит из днища-понтона и двух боковых стен-башен. Для постановки судна в док открывают кингстоны, тогда балластные отсеки заполняются водой и док погружается на глубину, достаточную для ввода в него судна. После ввода и расчаливания судна производят откачку воды насосами и док вместе с судном всплывает. Преимуществом плавучих доков, по сравнению с береговыми судоподъемными сооружениями, является то, что их при необходимости можно переводить из одного пункта в другой. |