大型泵站清污設(shè)備運(yùn)行情況分析和改進(jìn)意見——以高港泵站為例

何健峰

江蘇省泰州引江河管理處，江蘇泰州 225321

江蘇省水利經(jīng)過(guò)40 多年的建設(shè)，形成了從長(zhǎng)江到微山湖以京杭運(yùn)河為骨干輸水河道，9 級(jí)抽水站的格局，總裝機(jī)15萬(wàn)KW，調(diào)水干線總長(zhǎng)400 余KM，提水總揚(yáng)程近40M 的江水北調(diào)工程。其中南水北調(diào)工程在江蘇境內(nèi)新建13 座泵站，改造2座泵站。在這些泵站運(yùn)行中，河道上漂浮的雜物隨水流至攔柵前，如果泵站沒(méi)有機(jī)械清污設(shè)備或設(shè)備效率低，使得柵前污物堆積下來(lái)，使攔柵前、后壓差增大，泵吸程增大，嚴(yán)重影響機(jī)組效率，可壓潰攔污柵，造成泵站事故停車。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐證明在江蘇省地區(qū)回轉(zhuǎn)式清污機(jī)非常適合，它的特性是齒耙由鏈輪、鏈條的帶動(dòng)在柵面由下而上，由前向后回轉(zhuǎn)，并將污物由下而上清理出水面，也就是說(shuō)不論柵面上是否有污物，也不論污物的數(shù)量多少，都能通過(guò)回轉(zhuǎn)的耙斗清除掉，攔污柵始終不會(huì)補(bǔ)堵塞，屬主動(dòng)清污特性。

1 案例介紹

1.1 泰州引江河高港泵站清污設(shè)備簡(jiǎn)介

高港泵站距長(zhǎng)江1.9km，安裝9 臺(tái)套立式開敞式軸流泵，配套型號(hào)為TDL2000-40/3250、電壓10kV、功率2000kW 的高壓同步電動(dòng)機(jī)，總裝機(jī)容量為1.8 萬(wàn)千瓦。水泵葉輪直徑3m，單機(jī)抽水能力34m3/s，總抽水能力為300m3/s。泵站結(jié)構(gòu)采用雙層X 型流道，通過(guò)閘門調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)抽引、抽排雙向運(yùn)用。泵站底層流道亦可自流引江，過(guò)水能力為160m3/s。在站身下游利用檢修門槽設(shè)置直立式結(jié)構(gòu)的攔污柵?？紤]到運(yùn)行時(shí)上游雜草污物較多，在上游設(shè)清污機(jī)橋，布置傾斜角為75 °的HQ型回轉(zhuǎn)式清污機(jī)18 臺(tái)，污物通過(guò)一臺(tái)平膠帶輸送機(jī)和一臺(tái)斜膠帶輸送機(jī)送至清污機(jī)橋東側(cè)，再由車輛轉(zhuǎn)運(yùn)。泵站的清污設(shè)備主要為清污機(jī)和膠帶輸送機(jī)。我站采用的是回轉(zhuǎn)式清污機(jī)，此設(shè)備是將攔污和清污結(jié)合為一體的固定式連續(xù)清污機(jī)，它主要有柵體、清污耙、傳動(dòng)系統(tǒng)三個(gè)部分組成；根據(jù)引水道底污物情況，有時(shí)在柵體底端增設(shè)附助攔污柵，示意圖為圖1 所示。

1.2 HQ 型回轉(zhuǎn)式清污機(jī)歷年運(yùn)行情況

由山東水電設(shè)備廠生產(chǎn)，規(guī)格為4*10.95m，工作寬度3.73m，柵條凈距142mm，回轉(zhuǎn)速度為7m/min，最大清污能力30t/h，自重10.5 噸。平、斜膠帶輸送機(jī)由山東省淄博博山輸送機(jī)廠生產(chǎn)，型號(hào)均為DT75，膠帶寬80cm。高港泵站1999年9月竣工建成，十年來(lái)運(yùn)用不多，主要有四次夏季排澇，分別是2003年運(yùn)行28 天開機(jī)5400 臺(tái)時(shí)抽排澇水7.2 億立方米、2005年運(yùn)行21 天開機(jī)3740 臺(tái)時(shí)抽排澇水4.8 億立方米、2006年運(yùn)行13 天開機(jī)2560 臺(tái)時(shí)抽排澇水3.5 億立方米、2007年運(yùn)行18 天開機(jī)3150 臺(tái)時(shí)抽排澇水4.5 億立方米、2008年運(yùn)行10 天開機(jī)1220 臺(tái)時(shí)抽排澇水1.5 億立方米，2009年抽排澇水0.8 億立方米，2010年抽排澇水 0.9 億立方米，在歷次排澇中，清污設(shè)備發(fā)揮了巨大的作用，清除了上萬(wàn)噸污物，特別是2003年7月，里下河地區(qū)發(fā)生了超1991年的特大洪澇災(zāi)害，興化最高水位達(dá)3.11m，高港泵站緊急開機(jī)排澇，連續(xù)運(yùn)行28 天，大量的水草及雜物隨澇水一起涌向高港泵站，布滿站前水面，清污設(shè)備不負(fù)眾望，滿負(fù)荷投入運(yùn)行，清除了數(shù)千噸垃圾，功效非常明顯。

2 存在問(wèn)題

在歷年的排澇運(yùn)行中，我處使用的清污設(shè)備總體上運(yùn)行情況良好，但在運(yùn)行和維護(hù)中也暴露出一些設(shè)計(jì)、施工等方面存在的不足，主要表現(xiàn)如下：

1）泵站下層流道具有自流引水功能，當(dāng)引水時(shí)，清污機(jī)在水流作用下會(huì)圍繞安裝在清污機(jī)橋上的一對(duì)支鉸前后擺動(dòng)，由于膠帶輸送機(jī)安裝緊貼清污機(jī)，當(dāng)擺幅增大，清污機(jī)上部極易碰到輸送機(jī)側(cè)護(hù)板，此時(shí)就會(huì)拉壞鉸支座，發(fā)生故障。本站18 臺(tái)清污機(jī)中曾有3 臺(tái)的鉸支座被拉壞變形；

2）清污機(jī)左右兩條牽引鏈條在鏈輪處有時(shí)會(huì)產(chǎn)生爬齒或脫齒。幾年來(lái)，牽引鏈條發(fā)生此故障有數(shù)十次；

3）清污耙齒有時(shí)會(huì)被柵條卡住，無(wú)法回轉(zhuǎn)。本站曾發(fā)生過(guò)三次這樣的情況；

4）清污機(jī)對(duì)塑料方便袋、蛇皮袋之類的雜物清除效果不佳。本站每次開機(jī)排澇都需要在運(yùn)行過(guò)程中專門安排停機(jī)來(lái)清除此類垃圾；

5）高港泵站清污機(jī)檢修比較困難。

3 原因分析及改進(jìn)措施

1）鉸支座拉壞。引水時(shí)，清污機(jī)在水流作用下會(huì)圍繞四分之一處的支鉸象翹翹板一樣前后擺動(dòng)，由于膠帶輸送機(jī)安裝位置過(guò)高，沒(méi)有留下足夠的空間，鉸支座高程低于膠帶輸送機(jī)側(cè)板高程，當(dāng)擺幅增大時(shí)，清污機(jī)上部就被膠帶輸送機(jī)側(cè)板頂住，從而拉壞鉸支座。改進(jìn)方法：在清污機(jī)中部（支鉸下方、水面之上）增加可拆卸的固定裝置，經(jīng)分析研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制作了以下工具(圖1、圖2、圖3)，采取了以下的加固措施：

將圖1 所示的鐵板固定在隔離墻的側(cè)面，用圖2 所示的U形螺桿掛在圖1 所示的鐵鉤上，并將螺桿穿過(guò)清污機(jī)，當(dāng)頭用圖3 所示的壓板套在螺桿上，并用螺冒固定，每臺(tái)清污機(jī)固定兩邊。阻止其擺動(dòng)；另外也可改變支鉸位置到清污機(jī)頂部，使其圍繞一點(diǎn)擺動(dòng)，不形成翹翹板；

2）鏈條爬齒或脫齒。空載調(diào)試時(shí)，清污機(jī)左右兩條鏈條的張緊度只能靠手感，極易調(diào)整得不一樣，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，一旦兩邊負(fù)荷不均勻，承載后的鏈條與齒耙間將會(huì)產(chǎn)生“平行四邊形”現(xiàn)象，鏈條就有可能在鏈輪處出現(xiàn)爬齒或脫齒，造成鏈條損壞。改進(jìn)方法：一方面加強(qiáng)張緊調(diào)整，另一方面增加專用鏈輪罩殼；

3） 清污耙齒被柵條卡住。清污機(jī)柵條由數(shù)百片柵片組成。橫向上，數(shù)十片柵片通過(guò)三根圓鋼連成一組；縱向上，組與組之間斷開。當(dāng)遇樹棍之類的硬雜物時(shí)柵片有可能發(fā)生左或右的變形，當(dāng)變形量達(dá)到7cm 時(shí)，由于每個(gè)清污耙齒都插入柵面內(nèi)一定深度，此時(shí)耙齒將不能通過(guò)，從而無(wú)法回轉(zhuǎn)。改進(jìn)方法：在縱向上將柵片進(jìn)行焊接，連成整體，這樣同時(shí)也增加了柵片強(qiáng)度；

4）對(duì)塑料方便袋之類的雜物清除效果不佳。改進(jìn)方法：在每臺(tái)清污機(jī)上增設(shè)一組特殊耙齒；

本站曾設(shè)計(jì)安裝過(guò)特殊耙齒進(jìn)行試驗(yàn)，效果明顯。但由于清污機(jī)長(zhǎng)期工作，當(dāng)有部分柵片存在局部變形時(shí)，就會(huì)影響清污效果，因此需將柵片在縱向上連成整體，特殊耙齒才能發(fā)揮作用；

5）清污機(jī)檢修困難。高港泵站清污機(jī)未設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)檢修工作便橋，檢修時(shí)需在交通橋上用大型吊車（大于25t）將清污機(jī)吊起，再用平板車將其拖離現(xiàn)場(chǎng)檢修。由于交通橋?yàn)楫?dāng)?shù)刂饕煌ǖ缆?，給檢修工作帶來(lái)了較大的困難。建議：增加現(xiàn)場(chǎng)檢修設(shè)施。

4 結(jié)論

近幾年來(lái)，清污設(shè)備特別是回轉(zhuǎn)式清污機(jī)在我省水利工程中得到了廣泛的運(yùn)用，分析解決其運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題和不足，加以科學(xué)改進(jìn)，必將提高清污設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性和運(yùn)行效率，促進(jìn)工程的安全、高效運(yùn)行，進(jìn)一步發(fā)揮水利工程的防洪抗災(zāi)減災(zāi)作用。