抓斗式格柵清污機在交口抽渭灌區泵站中的應用

高喜洲

（陜西省渭河工程局 陜西 渭南 714099）

陜西省交口抽渭灌區位于渭河下游、關中平原東部，是以渭河為水源、灌排并舉的大型無壩多級電力抽水灌區。設施灌溉面積126萬畝，渠首設計引水能力41m3/s；排水工程控制面積117萬畝，抽排水泵站總裝機3.14萬kW，共建有抽（排）水泵站31座，其中灌溉抽水站26座，排水站5座。由于灌區渠道線長、經過村莊多，抽、排水站進水口垃圾、雜物清理工作量大，勞動強度高，過去受條件的限制，一般采用人工或回轉式清污機清除，近年在灌區泵站改造工程中借鑒其它行業在污水處理廠、熱電站及水電站等工程中廣泛應用的一種新型、高效的除污設備抓斗式格柵清污機結合泵站實際進行了改進，使其獨特的設計和有效的清除能力使清污機成為格柵清污設備中一種非常理想和經濟的選擇。由于改造容易、土建工程量小、使用方便、維護簡單等特點，其在交口灌區近幾年泵站改造工程中得到廣泛應用，現就其結構特點、主要優點、控制方式、工作原理及抓斗式清污機的選型及應用效果等做以介紹。

1 結構特點

抓斗式格柵清污機主要由抓斗裝置、移動小車、行車導軌及電氣控制系統四部分組成。抓斗裝置包括有抓斗本身、液壓裝置以及鋼絲提升裝置；移動小車主要包括抓提升裝置以及液壓合斗執行機構，它通過安裝在移動小車上端的減速電機驅動運行。移動小車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小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；行車導軌的主要作用是為安裝在移動小車上的電機以及滑輪提供支撐，導軌由鋼板制造，空心鋼柱來支撐；電氣控制系統主要包括電控箱、控制電纜、傳感器、報警系統，電控箱控制移動小車前后移動、抓斗升降以及油缸開閉等。

2 主要優點

由于抓斗式格柵清污機獨特的結構，具備其以下優點：

（1）一機多用，功能強大，省去了污物輸送設備；

（2）可處理多種不同的雜物（樹根、樹枝、死動物、雜草、農村生活垃圾、污物等）；

（3）采用PLC控制器件、與中控室可實現全面監控；

（4）適應各種不同的格柵及較遠的堆放區；

（5）抓斗直接將污物堆放在指定區域，便于清理；

（6）無水下浸泡傳動部件，維護方便，故障少；

官底泵站（北干二級站）格柵渠數量 6孔 7孔 4孔 5孔渠道寬度 3.0m 4.0m 2.0m 2.0m軌道長度 35m 40m 18m 20m柵條間隙(中心距) 100mm 100mm 80mm 80mm安裝角度 75° 75° 75° 75°清污機數量 1 1 1 1抓斗載荷 1000kg 500kg 500kg 500kg抓爪寬度 2.0m 1.8m 1.75m 1.75m軌道支撐方式 單柱懸掛 單柱懸掛 雙柱龍門型 雙柱龍門型控制方式 手動/遙控/自動 手動/遙控 手動/遙控 手動/遙控提升速度 10m/min行走速度 15m/min液壓用油 10#航空液壓油（北方地方宜加注）安裝位置 西樓泵站（渠首站）田市泵站（二級站）佐家泵站（北干三級站）

（7）靈活多變的支撐型式、結構安裝簡單，節約土建投資；

（8）可通過手動控制、時間控制、液位差控制實現自動控制，完成清污工作。

3 控制方式

分為“手動/遙控”與“自動”二種控制方式，當選擇“手動”時，可在“控制箱面板”或“遙控器”分別單獨操作“前進”、“返回”、“提升”、“下降”、“開斗”、“閉斗”動作，其中“前進”、“返回”必須在提升到位時才能操作；當選擇“自動”時，通過PLC設置一定的周期，開始依次清污，清污循環結束后清污小車停在卸料位等待下一工作周期的開始。或者將攔污柵液位差（液位傳感器測出格柵前后的液位差），當液位差達到設定位置時，由PLC自動控制清污機運行，所有工作過程均自動完成。

4 工作原理

在工作時，移動小車沿軌道移至第一個抓污位置，限位感應開關會準確的測量到這個位置，移動小車停留在此處，同時抓斗向下運行。抓斗在下降的過程中，將垃圾向下推到柵條底部后，抓斗抓污并合攏，然后向上運行。

當抓斗到達頂部后，移動小車沿軌道移至卸污處，抓斗打開把污物倒至卸污處。然后移動小車的抓斗移至第二個抓污位置，抓斗抓污位置的多少取決于所有格柵的總寬度。每一個抓污位置都是由軌道上的限位點來決定的，可選擇自動時間控制模式或液位差控制模式來控制清污機的運行。當所有抓污點都被清污處理過后，移動小車返回并停留在雜物排放區。

5 抓斗式格柵清污機的選型

泵站選用抓斗式格柵清污機時應考慮進水流道水工建筑型式、布置方式、建筑尺寸、支撐軌道支柱的型式、攔污柵的寬度與安裝傾角、格柵間距、渠道雜物的種類、大小、柵前水流形態、過柵流速等因素，擬定工作負荷，選擇抓斗的寬度和抓斗載荷，同時還應根據實際工況正確選取導軌的長度、移動小車提升速度及行走速度等。以下為交口灌區幾個泵站在選型中的一些主要技術參數：

泵站改造工程受原流道位置、清污工作橋尺寸的限制，不能采用標準產品，在不增加土建工程量的前提下，交口灌區泵站改造工程針對各泵站的實際情況，對關鍵部件進行了必要的調整與改進，使其能更適應于泵站實際工況，如軌道、支柱及抓斗采用熱鍍鋅鋼板、移動小車外框采用不銹鋼板、緊固、起吊鋼絲繩采用不銹鋼絲繩、電氣元器件采用施耐德及PLC采用西門子品牌等；軌道支柱西樓、田市泵站采用單柱懸掛式，而官底、佐家采用雙柱龍門型。

6 應用效果

抓斗式格柵清污機投運后，第一可以極大地減輕運行人員清污的勞動強度，如西樓泵站抽取的河水中含有大量的樹枝、樹根、各種死動物、垃圾等，特別是首次開機清污工作量極大，改造前的六臺機組同時開啟，清污需要二十人才能保證機組的正常運行，正常后也要三到四人每小時清污二到三次。采用抓斗式格柵清污機后，首次開機只需四到五人就能保證機組的正常運行，之后二人即可。而田市、官底、佐家泵站地處農村，渠道線長有各種農作物廢枝、雜草、生活垃圾等污物，首次開機清污需要十人才能保證機組的正常運行，之后也要二人每小時清污二到三次。采用抓斗式清污機后，首次開機只需二到三人，正常運行后只需一人就能保證機組的正常運行。第二可以增加清污的頻次，降低由于污物阻擋攔污柵減少攔污柵前后液壓差，使機組運行平穩、電流減小、電機溫度降低，絕緣老化慢，提高電機的壽命，節約電能消耗，同時還能使水位更加平穩，便于灌溉調度。第三不但可以節約工程造價，一般大、中型泵站抽水機組都在四臺以上，若四臺回轉式清污機改為一臺抓斗式格柵清污機可以節約工程造價40%，四臺以上機組可以節約工程造價40%～80%，而且還可以節約維修費用，對四臺以上機組可以節約維修費用50%以上。

7 結語

抓斗式格柵清污機能適用于多種場所，特別是對現有場所空間小，土建要求低，易于安裝，進水流道無論有幾孔攔污柵，只需裝一臺清污機，性價比高，可以將堵塞于攔污柵上的所有污物清除，能清理不同的污物，電氣控制采用PLC后能實現自動控制。根據交口抽渭灌區渠首西樓、田市、官底以及佐家四泵站改造中抓斗式格柵清污機運行情況來看，抓斗式格柵清污機的使用，大大的減輕了機電運行人員清理渠道污物的強度，保證了機組的正常運行，效果十分顯著，值得在大、中型新建、改造泵站工程清污設備更新時予以借鑒和參考。陜西水利