蜀河水電廠液壓清污抓斗清污方式的改造研究

馬敬麗

【摘要】針對蜀河水電廠原先用于清理機組進水口攔污柵前沉渣及柵面附著物的清污方式考慮不周，根據實際情況，為確保安全生產和提高發電效益，現對液壓清污抓斗進行改造研究，以達到改造工作量較少，費用比較低的目的。

【關鍵詞】蜀河水電廠；清污方式；液壓清污抓斗；改造

1、概況

蜀河水電廠位于陜西省旬陽縣境內的漢江上游干流上，壩址在旬陽縣蜀河鎮上游約1km處，距旬陽縣城51km，距上游已建的安康水力發電廠約120km，距下游已建的丹江口水力發電廠約200km，是漢江上游梯級開發規劃中的第六個梯級電站，是陜西漢江投資開發有限公司開發的第二個水力發電廠。壩址以上集水面積為49400km2，占漢江流域面積的31.1%。該水電廠的主要任務是發電，并兼顧航運等。工程規模為二等大（2）型，為碾壓砼重力閘壩、廠頂溢流式廠房，安裝六臺燈泡貫流式水輪發電機組，單機容量45MW，總裝機容量270MW，保證出力57.4MW，年平均發電量9.53億kWh，年利用小時3530h。壩頂高程230m，壩頂長度320m，最大壩高72m。

2、改造前的清污抓斗

蜀河水電廠現有一臺液壓清污抓斗（夾江水工機械廠設計制造），用于清理機組進水口攔污柵前沉渣及柵面附著物。該清污抓斗由壩頂門機主鉤（2×1600KN）啟閉操作，通過和抓梁共用的電纜連接抓斗進行清污工作，但該液壓清污抓斗設計為靜水清污，不滿足動水清污（機組負荷不低于3萬KW）的功能，即不符合實際情況的需要，因此對液壓清污抓斗清污方式進行改造研究就顯得尤為重要。

3、改造的設計方案

新設計的液壓清污抓斗為雙爪型清污抓斗，我們已經在石泉電站、戈蘭灘電站、石門電站等工程項目上得到了成功地應用，并取得了很好地清污效果。該清污抓斗上吊耳和進水口門機的動滑輪吊耳相連接并由其帶動進行升降。該抓斗主要由斗爪、斗架、油缸、液壓管路系統、導向輪裝置、液壓泵站等部件所組成。當液壓泵站通過液壓管路系統驅動油缸進行伸縮運動時，油缸帶動兩側的斗爪同步地進行開閉，從而實現抓斗抓污或卸污的工作。

3.1 改造后的液壓清污抓斗主要特點

3.1.1 和一般的清污抓斗相比，該清污抓斗具有以下特點：

（1）液壓系統驅動抓斗的開閉，使斗爪具有足夠的插入力、良好的抓污效果；

（2）電氣系統與液壓系統進行了可靠地密封，使該抓斗能在水下數十米處進行可靠地工作；

（3）抓斗斗齒尖利，特別適用于抓取水草、莊稼禾桿這些枝條類難以清除的污物；

（4）清污抓斗所有支鉸處的軸承，均采用了適宜水中工作的自潤滑軸承，所有支鉸處的支撐軸采用不銹鋼材料制造；

（5）對液壓油箱和耙爪采用了熱浸鋅處理，提高抓斗的使用壽命，并減小了抓斗維護的費用；

（6）對抓斗的液壓泵站采用了同步系統，保證了兩側斗爪同步地開閉；

（7）對抓斗的開閉狀態能進行指示，以便于司機對抓斗進行操作；

（8）采用了液壓鎖防止液壓系統的泄漏，保持了斗爪的閉合力；

（9）采用了壓力繼電器和時間繼電器的雙重控制，保證了開斗和閉斗控制的可靠性；

（10）采用兩個電磁換向閥分別控制兩組斗爪，它們可以分別進行開啟、關閉或整體開閉操作；

（11）抓斗液壓系統最大壓力可方便地進行調整，液壓系統設有背壓閥，以防止液壓油箱進水。

3.1.2 和改造前的清污抓斗相比，該清污抓斗具有以下特點：

改造后的清污抓斗采用了“液壓抓斗的高承拉電纜電氣傳輸裝置”的這一專利技術，用一種外部復合有鋼絲繩的電纜，這樣纏繞于電纜外側的鋼絲繩可以對電纜形成有效的保護，使電纜不容易掛傷，由于鋼絲繩具有較高的承拉強度，使電纜不容易拉斷，因此使用這種復合鋼絲繩電纜使液壓抓斗和其主機的電氣連接更為可靠。這種復合鋼絲繩電纜可以適用蜀河電站動水清污這種惡劣的工作環境。此外，采用雙爪清污方式更適用于抓取攔污柵前的浮渣、石頭、樹干、秸稈等污物。

該清污抓斗選用知名品牌外購件，加強質量管理，減少故障發生；采用復合電纜鋼絲繩，不會出現電纜或油管掛破和掛斷的問題，可靠性高，運行安全；它既能抓取攔污柵前水面漂浮的污物，也可沉入攔污柵底部抓取沉積于攔污柵下部的污物；該抓斗主要用來清理電站水輪機進水口攔污柵前臨近和貼附在柵條上的污物， 減少水頭損失，提高發電效率，保證發電機組的正常運行；該清污抓斗不僅綜合運行成本低，而且采用最完善、最先進的方案進行產品設計、制造，故障率低，易于排查，維護方便簡單；根據水下防腐特點，主材采用Q235B，軸采用不銹鋼2Cr13。

此外，對原液壓清污抓斗進行改造設計時，在不影響新制作抓斗性能和質量的前提下，利用了原來抓斗可以利用的部分，以達到降低制造成本的目的。

4、結論

液壓清污抓斗清污方式的改造，減少了停機清污產生的電量損失，減少了水頭損失，確保了安全生產，提高了發電效益，經濟效益更是明顯，同時也達到了改造工作量較少，費用比較低的目的，此類方案可供同類電站借鑒與采用，具有同類電站很好的推廣價值，值得在此基礎之上進一步深入研究、優化。