大型泵站清污設備運行情況分析和改進意見——以高港泵站為例

何健峰

江蘇省泰州引江河管理處，江蘇泰州 225321

江蘇省水利經過40 多年的建設，形成了從長江到微山湖以京杭運河為骨干輸水河道，9 級抽水站的格局，總裝機15萬KW，調水干線總長400 余KM，提水總揚程近40M 的江水北調工程。其中南水北調工程在江蘇境內新建13 座泵站，改造2座泵站。在這些泵站運行中，河道上漂浮的雜物隨水流至攔柵前，如果泵站沒有機械清污設備或設備效率低，使得柵前污物堆積下來，使攔柵前、后壓差增大，泵吸程增大，嚴重影響機組效率，可壓潰攔污柵，造成泵站事故停車。經過反復實踐證明在江蘇省地區回轉式清污機非常適合，它的特性是齒耙由鏈輪、鏈條的帶動在柵面由下而上，由前向后回轉，并將污物由下而上清理出水面，也就是說不論柵面上是否有污物，也不論污物的數量多少，都能通過回轉的耙斗清除掉，攔污柵始終不會補堵塞，屬主動清污特性。

1 案例介紹

1.1 泰州引江河高港泵站清污設備簡介

高港泵站距長江1.9km，安裝9 臺套立式開敞式軸流泵，配套型號為TDL2000-40/3250、電壓10kV、功率2000kW 的高壓同步電動機，總裝機容量為1.8 萬千瓦。水泵葉輪直徑3m，單機抽水能力34m3/s，總抽水能力為300m3/s。泵站結構采用雙層X 型流道，通過閘門調控，可實現抽引、抽排雙向運用。泵站底層流道亦可自流引江，過水能力為160m3/s。在站身下游利用檢修門槽設置直立式結構的攔污柵。考慮到運行時上游雜草污物較多，在上游設清污機橋，布置傾斜角為75 °的HQ型回轉式清污機18 臺，污物通過一臺平膠帶輸送機和一臺斜膠帶輸送機送至清污機橋東側，再由車輛轉運。泵站的清污設備主要為清污機和膠帶輸送機。我站采用的是回轉式清污機，此設備是將攔污和清污結合為一體的固定式連續清污機，它主要有柵體、清污耙、傳動系統三個部分組成；根據引水道底污物情況，有時在柵體底端增設附助攔污柵，示意圖為圖1 所示。

1.2 HQ 型回轉式清污機歷年運行情況

由山東水電設備廠生產，規格為4*10.95m，工作寬度3.73m，柵條凈距142mm，回轉速度為7m/min，最大清污能力30t/h，自重10.5 噸。平、斜膠帶輸送機由山東省淄博博山輸送機廠生產，型號均為DT75，膠帶寬80cm。高港泵站1999年9月竣工建成，十年來運用不多，主要有四次夏季排澇，分別是2003年運行28 天開機5400 臺時抽排澇水7.2 億立方米、2005年運行21 天開機3740 臺時抽排澇水4.8 億立方米、2006年運行13 天開機2560 臺時抽排澇水3.5 億立方米、2007年運行18 天開機3150 臺時抽排澇水4.5 億立方米、2008年運行10 天開機1220 臺時抽排澇水1.5 億立方米，2009年抽排澇水0.8 億立方米，2010年抽排澇水 0.9 億立方米，在歷次排澇中，清污設備發揮了巨大的作用，清除了上萬噸污物，特別是2003年7月，里下河地區發生了超1991年的特大洪澇災害，興化最高水位達3.11m，高港泵站緊急開機排澇，連續運行28 天，大量的水草及雜物隨澇水一起涌向高港泵站，布滿站前水面，清污設備不負眾望，滿負荷投入運行，清除了數千噸垃圾，功效非常明顯。

2 存在問題

在歷年的排澇運行中，我處使用的清污設備總體上運行情況良好，但在運行和維護中也暴露出一些設計、施工等方面存在的不足，主要表現如下：

1）泵站下層流道具有自流引水功能，當引水時，清污機在水流作用下會圍繞安裝在清污機橋上的一對支鉸前后擺動，由于膠帶輸送機安裝緊貼清污機，當擺幅增大，清污機上部極易碰到輸送機側護板，此時就會拉壞鉸支座，發生故障。本站18 臺清污機中曾有3 臺的鉸支座被拉壞變形；

2）清污機左右兩條牽引鏈條在鏈輪處有時會產生爬齒或脫齒。幾年來，牽引鏈條發生此故障有數十次；

3）清污耙齒有時會被柵條卡住，無法回轉。本站曾發生過三次這樣的情況；

4）清污機對塑料方便袋、蛇皮袋之類的雜物清除效果不佳。本站每次開機排澇都需要在運行過程中專門安排停機來清除此類垃圾；

5）高港泵站清污機檢修比較困難。

3 原因分析及改進措施

1）鉸支座拉壞。引水時，清污機在水流作用下會圍繞四分之一處的支鉸象翹翹板一樣前后擺動，由于膠帶輸送機安裝位置過高，沒有留下足夠的空間，鉸支座高程低于膠帶輸送機側板高程，當擺幅增大時，清污機上部就被膠帶輸送機側板頂住，從而拉壞鉸支座。改進方法：在清污機中部（支鉸下方、水面之上）增加可拆卸的固定裝置，經分析研究，結合現場的實際情況，制作了以下工具(圖1、圖2、圖3)，采取了以下的加固措施：

將圖1 所示的鐵板固定在隔離墻的側面，用圖2 所示的U形螺桿掛在圖1 所示的鐵鉤上，并將螺桿穿過清污機，當頭用圖3 所示的壓板套在螺桿上，并用螺冒固定，每臺清污機固定兩邊。阻止其擺動；另外也可改變支鉸位置到清污機頂部，使其圍繞一點擺動，不形成翹翹板；

2）鏈條爬齒或脫齒。空載調試時，清污機左右兩條鏈條的張緊度只能靠手感，極易調整得不一樣，實際運行時，一旦兩邊負荷不均勻，承載后的鏈條與齒耙間將會產生“平行四邊形”現象，鏈條就有可能在鏈輪處出現爬齒或脫齒，造成鏈條損壞。改進方法：一方面加強張緊調整，另一方面增加專用鏈輪罩殼；

3） 清污耙齒被柵條卡住。清污機柵條由數百片柵片組成。橫向上，數十片柵片通過三根圓鋼連成一組；縱向上，組與組之間斷開。當遇樹棍之類的硬雜物時柵片有可能發生左或右的變形，當變形量達到7cm 時，由于每個清污耙齒都插入柵面內一定深度，此時耙齒將不能通過，從而無法回轉。改進方法：在縱向上將柵片進行焊接，連成整體，這樣同時也增加了柵片強度；

4）對塑料方便袋之類的雜物清除效果不佳。改進方法：在每臺清污機上增設一組特殊耙齒；

本站曾設計安裝過特殊耙齒進行試驗，效果明顯。但由于清污機長期工作，當有部分柵片存在局部變形時，就會影響清污效果，因此需將柵片在縱向上連成整體，特殊耙齒才能發揮作用；

5）清污機檢修困難。高港泵站清污機未設計現場檢修工作便橋，檢修時需在交通橋上用大型吊車（大于25t）將清污機吊起，再用平板車將其拖離現場檢修。由于交通橋為當地主要交通道路，給檢修工作帶來了較大的困難。建議：增加現場檢修設施。

4 結論

近幾年來，清污設備特別是回轉式清污機在我省水利工程中得到了廣泛的運用，分析解決其運行管理中存在的問題和不足，加以科學改進，必將提高清污設備的可靠性、可維護性和運行效率，促進工程的安全、高效運行，進一步發揮水利工程的防洪抗災減災作用。