水利泵站中清污機的技術研究與應用

李小婷+張文明

摘 要：隨著對河道清污要求的提高，清污機在水利工程中得到了廣泛應用，選用科學有效的清污方法，選配效率高、能力強的清污設備成為水利工程建設中的重要任務。文章主要從清污機的技術特點、結構型式、分類選型及實際應用等方面介紹了對水利泵站中清污機的技術研究。

關鍵詞：清污機；技術特點；清污機選型；清污機應用

1 技術特點及結構形式

在水利工程中，由于河道長、支流多，河道內上游會飄來一些樹枝、雜草、垃圾、浮冰等，被稱為白色污染的物品，如塑料包裝物及其他帶柔性的物品，很容易吸附纏繞在撈污耙齒上，不能靠自重脫落，又帶回柵后水中進入機組，影響機組的安全運行，并產生攔污柵前后水位差，降低抽水前池水位，減少水能損失，所以需要在河道內增加清污機和攔污裝置[1]，以保證流道暢通和機組的安全運行。

清污機的技術特點主要有起升、電氣、抓斗等幾個方面，設備主要包括四個主要部分：懸架導軌、移動車、液壓抓爪單元及電氣控制系統。

移動車主要包括的部件有：抓爪提升裝置以及液壓合爪執行機構。它通過安裝在移動車一端的齒輪馬達箱驅動運行。移動輪直接安裝在齒輪箱的輸出軸上，此外還有一對自由支撐輪來保證移動車與軌道之間的平行。所有的電力及控制信號均由安裝在導軌內部的電纜提供。抓爪單元包括有抓爪本身、液壓裝置以及鋼絲繩提升裝置。

電氣控制系統采用PLC中央處理器和液晶觸摸屏作為集中控制。此控制方式使清污機優點：（1）位置控制、時間控制更加靈活；（2）位置監控、工作狀態監控更加直觀。

控制柜信號燈提示工作狀態，包括提升高度、荷載限位等，同時具有自動監控系統和故障診斷界面。有短路保護、過流保護等功能，對電機進行保護。

2 清污機選型

攔污柵攔截的污物必須及時進行清理。一則防止攔污柵被污物壓壞，再者可減少水能損失，以確保閘、閥門、水輪機、水泵、涵洞建筑物等不受損害或堵塞，保證工程的正常運行。清理污物的方法一般有人工清理、提柵清理和機械清理等方法。由于人工清理工作極為繁重，提柵清理又必然迫使機組停機等原因，因此機械清理是較好的方法。

目前國內、外使用的清污機分為固定式和移動式；根據取污裝置的取污方式分為：耙斗式、齒耙式、抓斗式等；根據取污裝置提升的傳動方式分為傳動鏈式、鋼絲繩式、機械式及液壓式等。

我國現有技術所生產的清污機大體可分為為兩大類：一種是用鏈條傳動拖動齒耙繞柵體回轉打撈的方式進行，齒耙運行到頂端向下運行時撈起的污物靠自重落下。另一種是滾筒鋼絲繩牽引抓斗（或齒耙）式清污機。

國外在大中型水利工程所使用的清污設備有鏈耙式清污機、纜式清污機和伸縮臂式清污機等幾種形式，與國內產品原理大致相同，但大都結構復雜，自動化程度高。

3 清污機應用

在泵站進水口之前設置清污機（攔污柵）的目的，是防止水流中的污物進入泵機組，對機組的正常運轉起到保護作用，清污機（攔污柵）雖然是泵站的輔助設施，但對保證水泵機組安全、穩定及經濟運行必不可少。

3.1 抓斗式清污機

工作原理：抓斗式清污機主要由抓斗裝置、行車導軌、移動車、電機減速驅動等裝置組成。

在工作時，小車沿軌道移至抓污位置，限位感應開關動作，小車停留在此處，同時抓爪向下運行。抓爪在下降的過程中，將垃圾向下推到柵條底部，到達底部后，抓爪抓污并合攏，向上運行。當抓爪到達頂部后，小車沿軌道移動至卸污處，抓爪打開把污物倒至卸渣點。當所有抓污點都被清污處理過以后，小車返回并停靠在雜物排放區。

優點：抓斗式清污機對污物和環境適應性強、高效、節能、操作運轉靈活可靠，開放式的平臺設計使工作環境非常清潔，運行簡便，抓斗除污量大，可采用多種控制方式[4]。適應于過柵流速較高的深孔式取水口泵站或水電站。

缺點：抓斗式清污機是靠抓斗的自重作用，將水中雜物由下而上進行清理，當水草及雜物堆積較多時，抓斗無法將雜物清理干凈，清污效果較差[2]。

3.2 回轉式清污機

工作原理：回轉式清污機主要由清污機架、回轉齒耙、提升鏈、柵體、電機減速驅動等裝置組成。

工作時，由固定于提升鏈上的清污耙板在驅動裝置的帶動下，將水下格柵部分截留的污物撈上，清污耙板依靠二側提升鏈同步由柵后至柵前順時針回轉運動，當耙板到機體上部時，由于轉向導軌及導輪的作用，一部分污物依靠重力自行落下，落入皮帶輸送機或集污車等污物收集裝置中[3]。

優點：回轉式清污機結構緊湊、安裝簡便、自動化程度高等優點。適應于過柵流速較低的取水口泵站或水電站。

缺點：回轉式清污機占用空間大，造價高，較難完成對攔污柵前聚集的藤條狀污物的清理；并且該機型中的鏈條、鏈輪等金屬構件因長時間置于水下，易造成腐蝕生銹，較難進行檢修、維護保養[3]。

4 結束語

水利工程的不斷建設和發展，帶動了國家的輸水工程、發電工程和其他設施的發展，對水利泵站的要求也隨之不斷提高，對泵站中整體布局和清污裝置的選用，已經從起初的單一清污到現在的靈活、節能、自動化等。目前，清污機的類別較多，作用也不同，技術特點多方面，每一種都有自己獨特的設計理念，但是總體設計上都是相通的，所以在清污機選型和應用上，就需要根據實際水利泵站的需求進行設計安裝，同時在選型上也要考慮采購的價格、后期的維修，從使用年限和利用價值等方面綜合考慮。

參考文獻

[1]張多峰，等.泵站人工清污攔柵的改進[J].排灌機械，2001.

[2]林燕梅，黃振東.清污機在水利工程中的應用[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2009.

[3]丁峰，邱象玉，劉月剛.泵站回轉式格柵清污機選型設計及應用[J].人民黃河，2015.

[4]高喜洲.抓斗式格柵清污機在交口抽渭灌區泵站中的應用[J].陜西水利，2015.