清污機在魚梁樞紐的應用

彭旭昌

【摘要】為解決魚梁電廠機組攔污柵堵塞對機組出力的影響而造成的機組在來水量較好的情況下不能滿帶的問題，增設清污機，清污效果明顯，使得機組效率得到很大提升，提高了其工作效率。

【關鍵詞】攔污柵；清污機；清污

1、概況

魚梁航運樞紐由攔河壩、電站、1000噸級船閘等建筑物組成，主要建筑物自右至左依次布置為右岸混凝土接頭壩、電站廠房、9孔溢流壩、船閘和左岸混凝土接頭壩。該樞紐校核洪水位為108.518m，相應總庫容為6.11億立方米，正常蓄水位為99.50m，相應庫容為0.769億立方米，正常發電死水位99.00m。本工程船閘通航標準為Ⅲ級航道通航2×1000t頂推船隊及1000t貨船；水電站廠房安裝有3臺單機容量為20MW的燈泡貫流式水輪發電機組，總裝機容量60MW。

2、機組攔污柵堵塞對機組出力的影響

魚梁電廠進入汛期以來，在來水量較好的情況下機組不能滿帶的矛盾日益凸顯。初步考慮造成機組在來水量較好的情況下不能滿帶的原因，主要有三個方面：1.新蓄水水庫，上游垃圾較多，造成攔污柵堵塞嚴重；2.機組設計效率較低，且機組協聯曲線按原設計值，與實際運行工況有差異，機組運行效率不高；3.原魚梁樞紐選址位于現廠房下游十公里處，現廠房下游河床排水不暢，造成機組滿帶時下游水位上漲過快，機組水頭無法滿足在高于額定水頭運行。其中，新蓄水水庫的上游垃圾較多，攔污柵的前后壓差大，使得攔污柵堵塞嚴重是造成機組在來水量較好的情況下不能滿帶的主要原因。因此，增設清理上游垃圾的清污機就顯得尤為重要。

3、增設清污機

3.1 清污機主要功能及工作原理簡介

該清污機的結構型式、布置及清污現場情況如圖1所示，它主要用于清除電站進水口攔污柵前附近和附著在攔污柵上的污物，進行清污作業時，運行機構運行至需要清污的工位自動或手動對位后，由起升機構帶動耙斗進行升降，在液壓清污抓斗的機架上設有密閉的液壓站，通過和耙斗同步收放的電纜，將動力電源和控制信號輸送至該液壓油箱，使耙斗根據控制信號要求的指令通過油缸實現耙斗的開閉。清污時，耙斗的耙爪呈張開狀，耙斗下降時，其耙斗的鏟齒可鏟下攔污柵上附著的污物，耙斗的耙爪閉合后，可抓取鏟齒鏟下的污物。

3.2 該清污機主要特點

3.2.1 耙斗開閉采用液壓驅動，使耙齒具有足夠的插入力；

本機所用耙斗為液壓驅動式耙斗，該耙斗可用于清除水草、莊稼禾稈、竹枝之類的難以清除的污物。該耙斗的閉合采用液壓驅動及耙斗自身足夠的重量，使耙斗的斗齒具有足夠的插入力，使其具有很好地清除水草、枝桿類污物的效果，并便于對耙斗的維護。

3.2.2 設有自動對軌機構，使耙斗自動對準清污工位，提高了其工作效率；

進行清污機自動對位時，當清污機接近對位工位，清污機可以自動轉換為慢速運行，然后到位后自動停止。清污機的對位在清污機的最低速擋進行，當清污機的操作擋位于其它擋位時，清污機可以方便地越過不需要停機清污的擋位。

3.2.3 具有自動、手動兩種操作方式，兩種方式可任意切換；

清污機可手動操作，也可自動操作。手動操作時每操作一次僅完成一個所操作的工步，自動操作時，發出清污指令后，可自動完成一個清污作業的工作循環。

3.2.4 設有過載和松繩保護機構。

在起升過程如出現過載時，過載保護機構會發出過載信號，使電機停止起升，以防拉壞清污機或攔污柵的構件。在下降過程如出現卡阻使鋼絲繩松馳時，松繩保護機構可使電機停止下降，以防出現鋼絲繩亂繩。

4、增設該清污機后的效果

清污機自運行以來，清污效果明顯，在每次清理攔污柵后機組效率得到明顯提升，使得該廠機組不能滿帶的矛盾得到很大地改善，提高了其工作效率。

自7月20日進入洪水期以來，魚梁電廠在20日至30日期間共進行了5次機組攔污柵清污工作。從表1數據分析，在每次清理攔污柵后機組效率得到明顯提升，但在六個小時后攔污柵堵塞明顯，在12個小時后堵塞較為嚴重。

在29日機組清理攔污柵后，全廠出力可滿帶60MW六個小時左右，29日三臺機組清理攔污柵后出力滿帶情況如表二所示，由表2數據（7月29日）分析：

a）在15時（機組攔污柵清理后），毛水頭可達到8米左右，機組凈水頭在7.5-7.8米之間，各機組導葉開度在84%-86%之間，全廠出力可滿帶（60MW），此時機組效率較高。

b）在18時，毛水頭7.8米，機組凈水頭在7.2-7.5米之間，各機組導葉開度在87%左右，全廠出力58.3MW，此時攔污柵稍微堵塞，效率下降，但若增加導葉開度，全廠出力仍可以增至60MW。

c）在21時，毛水頭7.7米，機組凈水頭在6.8-7.3米之間，各機組導葉開度在87%-90.26%左右，全廠出力56MW，此時攔污柵堵塞增大，效率繼續下降，但若增加導葉開度，全廠出力可以增至59-60MW。但若此時繼續開大導葉開度增加出力，出力將繼續下滑，無法穩定在一固定值。

由以上數據交叉對比分析可知，在我廠毛水頭高于7.5米，機組攔污柵不堵塞的理想狀態，各機組的實際水頭在7.5米左右的情況下，我廠機組能長期達到滿發60MW的能力。

5、效益分析

由此可見清污機在對電廠所產生經濟效益中所處的重要地位，通過清污機可以及時、高效地清理在水庫蓄水期上游垃圾，對于改善庫區水質，避免污物長期淤積、腐爛造成部分水域的水富氧化，降低了環境污染的風險，保證庫區水源水質的安全。最大程度上減少了攔污柵的前后壓差，有效地保證了攔污柵的安全，為汛期機組的穩發、滿發奠定了基礎。

利用清污機清污，減少了人工清污產生的費用，減少停機清污產生的電量損失，減少了水頭損失，增加了發電量，經濟效益明顯。

結論

清污機解決了機組攔污柵堵塞對機組出力的影響，有效提高了清污效率，增加機組利用率，增加發電收益，大大提高了清污工作的安全性和可靠性，從長遠經濟發展的考慮發電廠裝設一臺清污機，投資較小，效益較高，優勢明顯，具有同類電站很好的推廣價值。