淺談南坪電站首部清污機改造

芶方順（國網四川省電力公司映秀灣水力發電總廠，四川都江堰611830）

淺談南坪電站首部清污機改造

芶方順（國網四川省電力公司映秀灣水力發電總廠，四川都江堰611830）

因南坪電站首部GD型抓斗移動式格柵清污機撈渣時總體工作效率較低，造成閘前柵差超過最大允許柵差，機組被迫減負荷。針對此問題現提出改造方案。

首部；清污機；改造

1 電站簡介

白水江系白龍江上游河段右岸的一級支流，發源于四川阿壩藏族羌族自治州的岷山山脈，白水江干流全長287km，天然落差2958m，水利資源理論蘊藏量61.5萬kW，干流梯級開發方案為“一庫七級”。

南坪電站屬一庫七級方案中的第六級梯級電站。電站于2006年4月開工建設，2009年6月正式投入商業運行。裝機容量3×27MW，單機額定流量34.5m3/s，水庫庫容7.8萬m3，無調節。閘前運行上限水位1377.5m，閘前運行下限水位1376m，調節水位1.5m，閘前最大柵差不超過1m。與上游黑河塘電站實現聯合調節，本工程為單一發電工程，無防洪、航運等綜合利用要求

2 首部樞紐組成

首部樞紐由泄洪閘、沖沙閘，左、右岸擋水壩段和進水口等建筑物組成。取水口安裝兩扇6.0m×9.0m攔污柵，和一臺GD型抓斗移動式格柵清污機，用于強制抓取攔污上漂浮的水草、植物秸桿漂浮物、樹干、塑料筒等水中垃圾。

3 存在問題分析

南坪電站水庫距九寨溝縣城1km，天然來水流經縣城后，整個縣城的居民生活垃圾全部進入河道，加之上游流經九寨溝旅游景區旁，使得南坪電站水庫成為一個“垃圾回收場”。在這種情況下為保證機組正常運行，閘前攔污柵柵差維持最小，電站首部人員每天必須花大量時間對庫區進行撈渣。但GD型抓斗移動式格柵清污機撈渣時總體工作效率較低，特別對于突發性、集中來污等情況下撈渣效果不理想。具值班人員統計，首部人員每天撈渣時間均在5h以上，但就這樣高強度的工作量還不能保證閘前柵差在最小運行，造成柵差過大不能滿足電站的安全運行，閘前攔污柵柵差還經常超過最大允許柵差1m，申請省調減負荷不同意，在2011年1月至2011年11月造成電站強減負荷達70次，被省調考核總電量多達506231.00（kW/h）。見附表1。

運行人員為避免因柵差大強減負荷造成省調對電站的電量考核，經常利用夜間系統低負荷時間段，臨時申請省調機組全停庫區反沖。在汛期水質好的情況下基本上一個星期反沖一次，枯水期2個星期反沖一次。汛期水質差時反沖一次需用時間1h左右，平均損失電量5萬度，枯期反沖時間也需要40min左右，平均損失電量3萬度。

表1 發電量損失數據統計表

以上數據表明GD型抓斗移動式格柵清污機總體工作效率較低，造成的損失是非常大，對改造GD型抓斗移動式格柵清污機是迫在眉睫的。

圖1

4 抓斗式、回轉式清污機對比

目前在國內各地使用的清污機，根據其結構特點和使用特點主要可以分為抓斗式清污機和回轉式清污機兩大類。

抓斗式清污機主要由抓斗、起升機構、行走機構、機架及電器等主要部件組成。抓斗式清污機可以沿攔污柵頂部工作橋上的軌道行走，對各孔攔污柵進行清污，所以抓斗式清污機適用于在多孔攔污柵或多片攔污柵橫向并排布置的進水口進行清污。抓斗式清污機的清污深度較深，可以達到50～60m。

抓斗清污機的特點：

（1）抓斗抓取污物時，上耙齒靠自重或者液壓油缸的推力強制抓取攔污柵上漂浮的水草、植物秸桿漂浮物、樹干、塑料筒等水中垃圾。

（2）液壓抓斗清污機中的液壓抓斗可以與壩頂門機或回轉吊（懸臂吊）配套使用，只需將液壓抓斗中的電纜與操作箱接通即可。

（3）抓斗式清污機操作類似與挖掘機作業，需要由專人操作，并具備一定的經驗與技巧。

（4）抓斗式清污機自身具備行走機構、起升機構、機械或液壓啟閉機構，功能集成度高，相對故障率高、維護費用高。

（5）抓斗單斗清污量雖然較大，但由于工作行程周期較長，以10m柵高為例，耙斗運行速度約0.1m/s，每個工作周期約合360s，加之多孔共用一臺耙斗，此用彼停，總體工作效率較低，對于突發性、集中來污處理效果不理想（見圖2）。

回轉式清污機和攔污柵是互為一體的，攔污柵的主體即為清污機的支承體。回轉耙齒式清污機的攔污柵柵條焊在攔污柵主框架上，耙齒在鏈條的帶動下繞攔污柵回轉，耙齒將污物帶上來。回轉耙齒式清污機主要由驅動裝置、鏈條、耙齒、傳轉軸及電器等部件組成，其中鏈條采用大節距不銹鋼鏈板。每一個進水口需布置一臺回轉耙齒式清污機。回轉耙齒式清污機的清污深度不宜太深，一般不超過30m。

圖2 抓斗式清污機工作原理圖

回轉式清污機特點：

（1）回轉式清污機清污效率大大高于抓斗清污機，由于回轉式清污機安裝有多道齒耙，齒耙間隔2.5m，齒耙運行速度約0.1m/s，以10m柵高為例，平均每100s內可有多達4道齒耙輪流梳理過柵條，能夠隨時保證柵面過水通暢。

（2）回轉式清污機比抓斗式清污機使用維護方便，操作簡單，無需專業技能人員，一般工作人員均能輕易操作。

（3）對于多孔進水口，采用回轉式清污機的一次性投資略高于抓斗式清污機，對于孔口較少的進水口，二者一次投資基本持平。

圖3 回轉式清污機工作原理圖

表2 抓斗式清污機與回轉式清污機綜合對比

（4）回轉式清污機無需鋪設軌道，它比抓斗清污機占用場地小，污物后處理方便（見圖3、表2）。一定會比南坪的水質好，為何要設計六臺回轉格柵式清污機呢？不得不說南坪電站設計的抓斗式清污機是非常失敗的。

兩站取水口比較，見圖4。

圖4

6 結束語

由以上抓斗式清污機與回轉式清污機綜合對比不難看出南坪電站首部撈渣使用回轉格柵式清污機優于使用GD型抓斗移動式清污，為保證電站的安全經濟運行，減輕運行人員的勞動強度，建議將GD型抓斗移動式清污機改造成回轉格柵式清污機。

具體實施需專業人員到現場查勘后，提出設計、施工方案、報價等，在此本人只是提出個人看法。

[1]黑河塘項目部.南坪電站庫區反沖損失電量統計表.2011.

[2]黑河塘項目部.刪差大申請減負荷不同意，強減負荷造成欠發電量統計.2011.

[3]無錫俊達機電有限責任公司.GD型抓斗移動式格柵清污機說明書. 2011.

[4]曲阜恒威機電有限責任公司.回轉式清污機說明書.2011.

5 實例比較

南坪電站取水口安裝兩扇攔污柵和一臺抓斗式清污機，裝機容量3×27MW，單機額定流量34.5m3/s。位于南坪電站下游0.5km處的青龍電站首部，取水口安裝六扇攔污柵和六臺回轉格柵式清污機，裝機容量 3×34MW，單機額定流量44.26m3/s。兩個電站均為一家業主，一家設計單位，兩站在引用流量相差不大的情況下，而青龍電站又經過南坪電站，水質

TV732.2

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2095-2066（2016）32-0027-02

2016-11-2

芶方順（1976-），男，工程師，大專，主要從事電力運行工作。