水电站拦污栅清污设施综述

水电站拦污栅清污设施综述莂陈丽君荿河海大学机械学院常州蚅摘要本文简要介绍国内外现有各种水电站拦污栅清污机的 形式及特点.提出了一些污物处理方式和今后研制和选用清 污机时应注意的问题。羅关键词水电站拦污栅清污机排污系统链查腿引言薈水电站及泵站进水口前经常堆积有大量污物，污物种类复 杂，有稻草、树叶、树枝、流术及动物尸体等，北方地区还 有雪浆、流冰等。如不及时清除，拦污船前后水位差可达效 米，轻则影响出力，重则堵塞甚至压垮拦污船.危及电站及 泵站正常工作，或迫使电站停机处理，造成大萤电能损失。肄我国早期建造的电站大多未设拦污栅清污设备，人工清污工 作量大，工作效率低且劳动条件恶劣。为保证电站安全运 行充分发挥其效益，实现清污机械化势在必行。近年来我 国根据拦污船特点及污物的种类和大小，自行试制的清污机 已有多种，取得了较好清污效果，为进一步研制提供了宝贵 经验，国外清污机的研制水平较国内高些，有的已实现系列 化。本文综述国内外已有的清污机现状， 以供有关部门根 据我国国情进行研制和选用。蚅 l 清污机类型及其特点芁清污机通常由工作装置， 门架及行走、 回转机构， 排污设备 等几部分组成，每一组成部分又有多种结构形式。袀1 1 工作装置螈工作装置是指清污器及其升降、 驱动装置等。 清污器根据拦 污栅形式及污物大小有耙斗、挖斗、抓斗、梳齿、回转栅叶 等形式。清污斗的升降，按其所使用动力可分为电动和液压 驱动，电动式的又有钢丝绳和链条驱动等 清污斗张闭也有 依靠电动卷扬机或用液压控制之分。膂1 11 清污器 节清污器是清污机工作装置的主要部件之一， 清污效果的好坏很大程度上取决于清污器性能， 目前已生产的清污机的清 污器按其形式和清污特点来分有：播学采尉卷参加了水立的 资料收浆工作啦稿日螂 1B92 02-24 60 羈1 1 1 1 耙斗式膇我国昆明勘测设计院试制的耙斗式清污机1 】 】，其耙斗的耙齿成栅条形，间距与拦污栅栅条间距相等，耙齿长度能 深入栅条内一定深度， 以便插入栅条耙取污物。为防止卡 阻，在耙齿上设压力弹簧，遇障碍时可使耙齿上抬，越过障 碍继续工作。另外还设置拐臂对耙齿施加一定压力以将齿尖 插入栅条内耙取淤积密实的污物。耙斗本身则需有相当自重 以便在拦污栅前后水位差较大时能下到拦污栅底部。耙斗升 降方式是依靠自重，经导轨导向沿栅面下降，用卷扬机通过 钢丝绳牵行上升。这种形式适用于中小型水电站，且污物为 水草、稻草、草根、树叶等比较柔软物质 我国以礼河三级、 西洱河一级及援外格拉都斯等电站清污机属这种形式比利 时 ACEC 公司、挪威 KVAERNER 公司及德国 NEGRPIC 公 司生产的清污机 也属耙斗式 比利时 ACEC 公司耙斗式清污 机，其耙斗升降靠电动卷扬机构完成，耙斗张闭由液压装 袂置控制： 活塞杆伸缩带动摆杆摆动， 使缠绕在摆杆端部滑轮 上的钢丝绳长度发生变化 t控制耙斗张闭 图1为挪威生产的 GSH3300 型图 1 除了耙斗外， 这类清污机有的还配有带抓斗 的悬臂吊或液压式抓斗， 以抓取流木、树根、及动物尸体 等较大污物，畀.1. 1. 2挖斗式膇圈 2 液压清污机外形图增加了清污功能，清污效果更好。薆工作装置由动臂、伸缩斗杆、清污挖斗和抓斗组成川,由液压缸驱动。清污挖斗为栅条形式结构，可对拦污栅自下而 上清污，另外配有清污抓斗，它为不对称式栅条结构，可自 上而下对拦污栅清污，两种清污斗均可用来清除水面漂浮 物。带式网带 （见图 3）。它由链轮、链条带动.绕 污曼薹 蓍 截物坠污 栅落， 在通于配集套常网蓁作使板污提槽蓍 为用妻火中升可 有电过，再厂效程霎、中墨拦收城截蒌集 由压去和市霎供力囊清除 水除。囊水等冲它 取洗与源圣上 中水， 使悬游系侧囊污浮统拦污物的雾 承一赢垦方竺 塑 曼=1。92 1J r19 一 a吾三虿i;量再：甬 2/ 川一 J町赢 JI辱4醴匠清污机性能更为优越，例如：膁日本丸岛株式会社水制作所生产的一种清污机其工作装置由耙斗、耙斗升降机构、变幅机构等组成。耙斗上下升降由液压系统控制，可上耙也可下推污物，而且由液压系统把耙斗压在拦污船内，对拦污栅进深犬，不会由于污物堆积而抡 齐，也不受水流影响，属强制式清污，可有效地耙取污物葿 1 1 2 2 梁式耙斗链条传动肆簿国 OSSBERGER 公司生产的清污机工作装置由耙斗、传 动轴、回转链及电机等组成。耙莃斗为 H 型粱式结构，前面装有高强、高耐磨橡胶，耙斗两 端固定在链条上，当链条在动力装节置驱动下作回转运动时， 带动耙斗沿拦污栅面运动， 将污物 刮下来，倾倒在集污槽中，由传薇送带运走 链条驱动器装置有两种t种为中问穿以刚性很大的传动轴连接 I 一种为两边链蒅条分别由两台同步电机驱动， 使耙斗能均衡动作。 这种清污 机属铲耙式，其特点是整机刚性膃好，操作简单、效率高。聿112 3 伸缩管耙式清污机羀这种清污机为日本电工业株式会社生产的产品，结构新颖，性能可靠。它由卷扬机构、升袅降绳、伸缩管、耙斗及摆动油缸组成清污时卷扬机工作，放松升降绳，耙斗依靠自重下降，袄伸缩管也随之逐节伸出， 当耙斗到达工作位置时， 另一套卷 扬机构使耙齿伸向栅槽。升降卷肁扬机使耙斗沿栅面上升，伸缩管也随之逐节收回，当耙斗到达顶部，摆动油缸动作使耙斗摆肈动一角度， 将污物倾倒于污槽里。 这里的伸缩管相当于刚性 臂架，起定位和防止水流冲击等薈作用蚄1 124 回路式清污机口膂日本佐藤铁工所制造的 C 机种和 D 机种清污机属回路式清污机。C机种清污机是将若干膇个耙斗分别装在回路上，耙斗沿拦污栅面上耙运转到顶部，污物自动卸到集污槽或传送带 ，然羇后耙斗沿背面下行， 直到底部重新开始耙取污物， 几个耙斗轮流作业，连续清污。水路底部莄还设可动拦污栅，使耙斗回路可逆转。D 机种和 C 机种类似，只是耙斗沿栅面上耙，运转到顶羀部由前面下行， 同样也可逆向回转。 由于耙斗在竖直面内不断回转，耙斗可连续工作，可快蕿速而有效地排除中小型的城市垃圾和浮游污物，适于进水口较窄的中小型电站蒇综观上列各种清污机型， 为了有效清除栅前及栅条问的堆积 污物， 以下几点可供研制和肅选用中参考：羁B,耙斗前沿应为耙齿，耙齿进深应较深，使之能伸入栅条 间隙或成团水草等污物中，一蚇般耙齿长度约 15cm 左右，耙斗张口耍大，耙齿与栅面夹角 则宜小些 （45 。左右 ）。祎b .耙斗要有一定自重，以防止清污时水流的冲击干扰，、使工作稳定可靠，有些也可在耙袅斗（或挖斗 ）上再加压重。肂c.清污时能通过液压系统或其它措施（如加压力弹簧）对耙斗施加压力，强制式清污有肀利于清除栅条问淤积污物，也可防止工作时卡阻 芅d.耙斗由刚性臂架（或伸缩管等）升降优于由电动卷扬机与 铜丝绳操纵的升降方式，工薅作准确可靠。袀e.清污机除设置耙斗（挖斗）外，如能同时附设抓斗或悬臂 吊等，对于清除和抓取如树膈63 螅阿肂干、流木等粗大污物则更为灵活、方便，功能更为齐全。袁f.除通常的耙斗、挖斗、抓斗等外，采用强大而锋利的梳 齿或剪刀式工作装置，不仅可芆耙取污物， 还可以切断树枝、 稻草等细长杂物， 这种方式似 乎更优越。膄g.回转式（或步进式）清污机集拦污栅与清污机于一身，在 小型电站进水口不失为一种袂经济简便的清污方式。 在小型电站进水口设回路式耙斗清污 机，可连续清除浮游垃圾，也是羂方便而有效的。虿L2行走及回转装置袈清污机机架有固定式和行走式两种。 固定式是固定于坝面不 移动的，按拦污橱宽度和清薃污机宽度配置一台或若干台。 一般用在大型水电站， 用于去除流木等粗大杂物 t 一次清污量螀大，如日本佐藤铁工所制造的 B 机种，德国 OSSBERGER 公司生产的全跨固定式清污机等。行螇走式是指清污机可在坝面上沿轨道行走，这种机型灵活机 动，用得较多。日本佐藤铁工所生芇产的 A 机种，前述比利时、挪威生产的清污机都有行走装 置。这种机型行动自如，工作灵活，芃在中小型电站上用得最多袁有些清污机除了可沿轨道行走移动， 在水平面内还可作旋转 运动，如葛洲坝电厂清污机，膀清污斗及动臂由回转台支承， 在平面内作回转运动， 能使耙 斗顺利将污物卸到公路上的汽车里运走肃挪威的 GSH3000 型清污机可回转 360。，前述德国产品则可 回转 90。，设计成可回转运动袃的清污机使倾倒污物和装上运输工具较为灵活方便，可和多种排污系统配套使用。芈1 3 排污系统膆排污系统包括卸污设备、污物运输设备及污物处理设施等。根据污物种类和大小的不同，螄排污系统组成也有多种 蚀通常清污机耙斗将污物耙上来后， 可自动卸到装料手推车、 汽车或传送带上并运走，有蚀的机型自身装有翻板装置、 溜槽或坡度较大的排污槽， 如前 述比利时产清污机、德国产品，耙薅上的污物可直接卸入汽车或传送带上运走。 薄污物处理方式目前有下面几种可供参考： 螁 a 运到垃圾堆积场，与城市垃圾统一处理。蝿 b 运到指定地点掩埋或由火化炉焚化，后一种方式当污 物量大时有污染空气的问题。羄 c 根据污物情况和下游许可情况， 可以把耙上来后的污物 再用高压水枪冲污到下游。芄d.废物利用，变有害为有用，目前已有城市如无锡等地把垃圾发酵后再利用。对拦污栅螃前的污物捞上来后是否也可以设法加以处理 袇 2 其它排污措施蚈水电站前污物清除， 除了使用清污机， 在拦污栅本身设计及其它水工建筑物布置和设计肅方面也应统筹考虑。例如：薀2 1 贯彻以排为主，拦排结合的设计原则芀洪峰期间污物量大且种类繁多，都用清污机排除则不胜负担。可采用导污设施使污物在肇洪峰期间沿溢洪道或排污孔排走。螅加大拦污栅问距， 使一些对水轮机没破坏力的柔性草木杂物 能从栅条间隙排走，而拦住蚁6d 莈粗大的木本类杂物，再用清污机清除，以减少清污机工作量。薇2 2 采用特殊拦污栅节如黄河上盐锅峡电站采用斜条、 斜板拦污栅， 把栅条做成向 下游倾斜，可使柔性污物在蚃斜条（斜板 ）间隙中排走，而且当污物攀挂在栅条上时，也可 沿栅条坡度向下游滑动，最后螀被水流排走， 而大的硬性污物则被卡住， 起到排污和拦污的 取重作用，以减少清污量。羆 3 存在问题羂3， 1 随着生产的发展，塑料薄膜制品被大量广泛使用，以 致我国有些河流上漂浮着众多 塑蒀料薄膜， 它们粘附在清污机耙齿、 栅叶等部件上给清污工作 带来很大麻烦，如何清除漂浮在衿河流中及粘附在清污机上的塑料薄膜， 已成为目前有些清污 机设计与使用上的一个新的问题，莅尚待研究解决。螂3 2 清上来的污物如不及时处理，将造成环境污染，如何经济而有效地处理污物也是当前颇薂为棘手的问题。 羇：螅 4 结束语蒃水电站及泵站运行管理中， 拦污栅前清污问题是直接关系到运行是否安全正常的重要问蚃题，采用清污机能很好解决清污问题。荿国内外清污机已有许多类型， 也各有特点， 但由于我国研制 与使用清污机的历史还不长， 芄应该在总结国内外已有经验基础上，根据已设的拦污栅形式、污物种类、特性及大小， 因地芃制宜研制和选用相应清污机，使产品针对性强，经济有效， 并实现系列化 I 对于新建水电站，蒀在水工建筑物布置设计的同时， 应全面统筹考虑导污、 捧污、 清污设施配套，使水电站投运蒈后上游污物能顺利排除，使电站充分发挥效益。羇参考文献羃蒋正鸿 格拉都斯水电站进水口拦污栅清理机 金属结构，蒂吴军 大型水轮泵站除草机 盘属结构， 1 982(3)： 5袀江西兴国县长冈水电站 梳齿式机械清污器试制工作报告莇尹正华， 清理机的耙斗设计与试验 盘属结构， 】982 (3) ：蚄铁汉 回转式拦污栅 盘属结构， 982(d) ：52艿金属结构， 】982 (3)： 8羈 l2螆陈冬生等 水电厂液压清污机设计和研究 水利电力机械，1990(5)：5蒄刘俊.BQW 型步进式清淤机.水利旌工机械信息，1 991(总5I)：3莀张培干 几种国外生产的拦污栅清污机 水利电力机械，1988(3) ： 56肇佐藤铁工株式会社 TRASHREMOVERS 除尘设备 韦品良等 旋转滤网密封问题的探讨 水利电力机械，I990( ) ：30仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to员bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymrnflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMUCnO 员 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxue 贝 ex.