大型泵站攔污柵設(shè)備的運(yùn)行管理與維護(hù)

羅芳貴，朱 杰，王業(yè)宇，戴宜高

（江蘇省駱運(yùn)水利工程管理處，江蘇宿遷 223800）

0 引言

攔污柵設(shè)備作為阻隔污染物質(zhì)、提高水質(zhì)的有效措施，廣泛應(yīng)用于水利工程。攔污柵由邊框、橫隔板和柵條構(gòu)成，支承在混凝土墩墻上，一般用鋼材制造。柵條間距視污物大小、多少和使用要求而定。一般設(shè)在進(jìn)水口前，用于攔阻水流挾帶的水草、漂木等污物。因我國河流污染較為嚴(yán)重，加上攔污柵本身材料的問題，使得攔污柵使用壽命一直不高，需要經(jīng)常進(jìn)行更換。特別是一些大型泵站使用的柵條間距取決于水輪機(jī)型號及尺寸，以確保通過攔污柵的污物不會卡在水輪機(jī)過流部件中為準(zhǔn)[1]。

1 大型泵站攔污柵設(shè)備存在的問題

1.1 污物阻塞

大型泵站攔污柵設(shè)備普遍存在的問題是污物阻塞問題。攔污柵在泵站的主要作用是阻攔污物，防止水流中的水草、浮木等污物進(jìn)入泵站工作機(jī)組，影響機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致機(jī)械工作組出現(xiàn)故障而停止工作。因此攔污柵起到一個阻擋污物的作用。但是，在攔污柵設(shè)備投入使用中，因工作人員對河流污物含量估計不足，對攔污柵的清理維護(hù)不及時，攔污柵在短期內(nèi)出現(xiàn)堵塞情況，進(jìn)入泵站機(jī)組的水量大幅度下降，導(dǎo)致工作機(jī)組不能正常運(yùn)行。這種情況的出現(xiàn)，不僅與河流含污量有關(guān)，與使用時間更有著直接關(guān)系。隨著時間的推移，會導(dǎo)致攔污柵條之間污物堵塞，使攔污柵內(nèi)外出現(xiàn)水位差，對攔污柵條產(chǎn)生很大的壓力，長時間的積累，柵條承受不了日益增強(qiáng)的內(nèi)外壓差而產(chǎn)生斷裂等情況，污物進(jìn)入泵站工作組，造成嚴(yán)重影響。由此可見，攔污柵設(shè)備在使用過程出現(xiàn)污物阻塞問題會帶來嚴(yán)重后果[2]。

1.2 材料腐蝕

目前投入使用的攔污柵設(shè)備，很多攔污柵條使用鋼鐵材料制造，隨之而來的就是腐蝕問題。隨著我國重工業(yè)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，許多無良工廠將大量未經(jīng)處理的工業(yè)污水直接排放到河流中，不僅對河流水質(zhì)產(chǎn)生極其惡劣的影響，同時這些未經(jīng)處理的工業(yè)污水中含有大量的化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致河水的酸堿度發(fā)生變化而具有腐蝕性，加上柵條本身材料的原因，攔污柵常年浸泡在腐蝕性的河水中，會導(dǎo)致柵條硬度下降而軟化，在一些堅硬污物如浮木等的撞擊下破裂，起不到隔離污物的作用[3]。同時，腐蝕過攔污柵后的河流水量會大大降低，影響泵站機(jī)組的工作效率。

1.3 攔污柵整體脫落現(xiàn)象

攔污柵設(shè)備整體脫落現(xiàn)象，在一些大型水系中十分普遍。因?yàn)橥度霑r間過長的原因，導(dǎo)致攔污柵與固定基礎(chǔ)的連接不穩(wěn)固，在水流沖擊下，攔污柵隔離網(wǎng)出現(xiàn)整體脫離現(xiàn)象。因?yàn)榇笮退邓魇滞募保纱嗽斐蓻_擊力很大，特別是如黃河等水流含沙量大的水系中，泥沙與水流混雜，對隔離網(wǎng)的壓力呈指數(shù)上升，水流對隔離網(wǎng)的壓力使攔污柵產(chǎn)生振動，長期積累后造成其整體脫落。另一個方面是水流對攔污柵連接處的沖擊，這種情況造成的后果更為嚴(yán)重。因?yàn)榍罢咴斐傻膬H是隔離網(wǎng)的脫落，而連接處沖擊會造成攔污柵設(shè)備的整體脫落，對泵站機(jī)械裝置造成更大的破壞，之后的維修代價更為巨大，經(jīng)濟(jì)損失更為嚴(yán)重。因水流對攔污柵條造成的沖擊會通過柵條對連接處帶來橫向沖擊，造成連接處使用壽命降低等問題。特別是如果連接處橫向沖擊的振動頻率與水流沖擊柵條產(chǎn)生振動頻率一致時，會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，對連接材料造成的損耗更為嚴(yán)重，大幅降低其使用壽命。

2 攔污柵設(shè)備對大型水泵站的影響

2.1 降低水流沖擊

一些大型水系水利工程建設(shè)，都在水泵站進(jìn)水口處設(shè)置多重攔污柵設(shè)備。很多人認(rèn)為這是一種資源浪費(fèi)，要阻隔污染物質(zhì)的話，架設(shè)1～2層攔污柵就已經(jīng)足夠。其實(shí)，這種多重架設(shè)攔污柵的做法雖然能隔離水中的污物，但其主要目的卻不在此。多重攔污柵主要作用是減小水流對泵站機(jī)組扇葉的壓力，延長其使用壽命。在泵站運(yùn)行中，機(jī)械未達(dá)到使用壽命而提前損壞的情況時有發(fā)生，就是泵站進(jìn)水口處水量過大、流速過快造成的。強(qiáng)大的水流沖擊會給泵機(jī)扇葉帶來極大的壓力，縮短泵機(jī)的使用壽命。在這種情況下，多重攔污柵能有效降低泵機(jī)的扇葉損耗，延長機(jī)械使用壽命[4]。

2.2 對水泵站機(jī)械的腐蝕有著促進(jìn)作用

架設(shè)攔污柵以降低泵站進(jìn)水口進(jìn)水量，保證泵機(jī)扇葉所受的水流沖擊在可承受范圍之內(nèi)，但同時加速了泵機(jī)內(nèi)部機(jī)械的腐蝕速度。因?yàn)楸脵C(jī)進(jìn)水量受到限制，泵機(jī)出水口因沒有足夠的水壓而產(chǎn)生水流積疊現(xiàn)象，這些遺留下來的積水，在進(jìn)水口水流沖擊下會發(fā)生回流，引起水流逆轉(zhuǎn)。當(dāng)逆轉(zhuǎn)程度達(dá)到某一閥值時，會在泵機(jī)內(nèi)部形生空蝕效應(yīng)，產(chǎn)生大量的空氣泡。鋼鐵材料在空氣和水的作用下很容易產(chǎn)生腐蝕，縮短其使用壽命。如果空蝕現(xiàn)象得不到遏制，空氣泡體積會逐漸增大，會在泵機(jī)內(nèi)部密閉空間內(nèi)出現(xiàn)機(jī)壁破裂等問題，對泵機(jī)造成損壞，使整個機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 攔污柵設(shè)備清理中存在的問題

很多工作人員清理攔污柵時，只是清理其表面的諸如腐草、生活垃圾等雜物，對粘附在柵條上的垃圾沒有徹底清理，導(dǎo)致因?yàn)閿r污柵清理不徹底，柵條清理周期大大縮短，給清理人員帶來更大的工作量。一些大型泵站采用機(jī)械清潔法對攔污柵進(jìn)行清理，雖然提高了清潔效率，但清潔效果不如人工清潔法，對一些體積較大污物無能為力，導(dǎo)致機(jī)組因這些污物而停止運(yùn)轉(zhuǎn)，帶來更大的工作負(fù)擔(dān)，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)成本[5]。

4 大型泵站攔污柵設(shè)備運(yùn)行管理及維護(hù)措施

（1）攔污柵的清理維護(hù)要做到定時檢查、定時清理，確保不出現(xiàn)因污物堆積而導(dǎo)致的柵條堵塞現(xiàn)象。同時，在河流汛期等特殊時間段，要提高檢查和清理頻率，因?yàn)檫@一時期水中的污物量會大量增加，更容易產(chǎn)生攔污柵阻塞情況。

（2）攔污柵清理方式要根據(jù)實(shí)際情況做出選擇。在堆積污物大都體積較小的情況下，采用機(jī)械清理法，既保證工作效率，又保證清潔質(zhì)量。如污物體積過大，應(yīng)采用人工清理措施，確保污物不產(chǎn)生阻塞。

（3）考慮到污水對柵條的腐蝕作用，每次清理過程，都應(yīng)檢查柵條質(zhì)量，確保柵條硬度等性能滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)某項質(zhì)量不達(dá)標(biāo)時，要及時更換攔污柵，以保證污物不會沖破柵條進(jìn)入泵站機(jī)組，影響機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）清理不僅要檢查柵條，還要對攔污柵設(shè)備與地基的連接強(qiáng)度做測試，確保不會出現(xiàn)攔污柵設(shè)備整體脫落現(xiàn)象[6]。

5 結(jié)語

環(huán)境污染的不斷加劇，特別是環(huán)境水系污染，造成各大河流主干及支流中存在的大量生活垃圾和工業(yè)垃圾，對泵站正常工作產(chǎn)生極大影響，造成泵站機(jī)械損壞、停止工作等情況，給企業(yè)和國家造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。優(yōu)化攔污柵設(shè)備的運(yùn)營管理和維護(hù)措施，使進(jìn)入泵站水流中的污物含量得到控制，保證進(jìn)水量滿足泵站運(yùn)行要求。