大型泵站攔污柵設備的運行管理與維護

羅芳貴，朱 杰，王業宇，戴宜高

（江蘇省駱運水利工程管理處，江蘇宿遷 223800）

0 引言

攔污柵設備作為阻隔污染物質、提高水質的有效措施，廣泛應用于水利工程。攔污柵由邊框、橫隔板和柵條構成，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。一般設在進水口前，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，需要經常進行更換。特別是一些大型泵站使用的柵條間距取決于水輪機型號及尺寸，以確保通過攔污柵的污物不會卡在水輪機過流部件中為準[1]。

1 大型泵站攔污柵設備存在的問題

1.1 污物阻塞

大型泵站攔污柵設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、浮木等污物進入泵站工作機組，影響機組的正常運轉，導致機械工作組出現故障而停止工作。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不及時，攔污柵在短期內出現堵塞情況，進入泵站機組的水量大幅度下降，導致工作機組不能正常運行。這種情況的出現，不僅與河流含污量有關，與使用時間更有著直接關系。隨著時間的推移，會導致攔污柵條之間污物堵塞，使攔污柵內外出現水位差，對攔污柵條產生很大的壓力，長時間的積累，柵條承受不了日益增強的內外壓差而產生斷裂等情況，污物進入泵站工作組，造成嚴重影響。由此可見，攔污柵設備在使用過程出現污物阻塞問題會帶來嚴重后果[2]。

1.2 材料腐蝕

目前投入使用的攔污柵設備，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。隨著我國重工業產業的高速發展，許多無良工廠將大量未經處理的工業污水直接排放到河流中，不僅對河流水質產生極其惡劣的影響，同時這些未經處理的工業污水中含有大量的化學物質，導致河水的酸堿度發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，影響泵站機組的工作效率。

1.3 攔污柵整體脫落現象

攔污柵設備整體脫落現象，在一些大型水系中十分普遍。因為投入時間過長的原因，導致攔污柵與固定基礎的連接不穩固，在水流沖擊下，攔污柵隔離網出現整體脫離現象。因為大型水系水流十分湍急，由此造成沖擊力很大，特別是如黃河等水流含沙量大的水系中，泥沙與水流混雜，對隔離網的壓力呈指數上升，水流對隔離網的壓力使攔污柵產生振動，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重。因為前者造成的僅是隔離網的脫落，而連接處沖擊會造成攔污柵設備的整體脫落，對泵站機械裝置造成更大的破壞，之后的維修代價更為巨大，經濟損失更為嚴重。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生振動頻率一致時，會產生共振現象，對連接材料造成的損耗更為嚴重，大幅降低其使用壽命。

2 攔污柵設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，都在水泵站進水口處設置多重攔污柵設備。很多人認為這是一種資源浪費，要阻隔污染物質的話，架設1～2層攔污柵就已經足夠。其實，這種多重架設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組扇葉的壓力，延長其使用壽命。在泵站運行中，機械未達到使用壽命而提前損壞的情況時有發生，就是泵站進水口處水量過大、流速過快造成的。強大的水流沖擊會給泵機扇葉帶來極大的壓力，縮短泵機的使用壽命。在這種情況下，多重攔污柵能有效降低泵機的扇葉損耗，延長機械使用壽命[4]。

2.2 對水泵站機械的腐蝕有著促進作用

架設攔污柵以降低泵站進水口進水量，保證泵機扇葉所受的水流沖擊在可承受范圍之內，但同時加速了泵機內部機械的腐蝕速度。因為泵機進水量受到限制，泵機出水口因沒有足夠的水壓而產生水流積疊現象，這些遺留下來的積水，在進水口水流沖擊下會發生回流，引起水流逆轉。當逆轉程度達到某一閥值時，會在泵機內部形生空蝕效應，產生大量的空氣泡。鋼鐵材料在空氣和水的作用下很容易產生腐蝕，縮短其使用壽命。如果空蝕現象得不到遏制，空氣泡體積會逐漸增大，會在泵機內部密閉空間內出現機壁破裂等問題，對泵機造成損壞，使整個機組停止運轉。

3 攔污柵設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，導致因為攔污柵清理不徹底，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械清潔法對攔污柵進行清理，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，導致機組因這些污物而停止運轉，帶來更大的工作負擔，產生不必要的經濟成本[5]。

4 大型泵站攔污柵設備運行管理及維護措施

（1）攔污柵的清理維護要做到定時檢查、定時清理，確保不出現因污物堆積而導致的柵條堵塞現象。同時，在河流汛期等特殊時間段，要提高檢查和清理頻率，因為這一時期水中的污物量會大量增加，更容易產生攔污柵阻塞情況。

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

（3）考慮到污水對柵條的腐蝕作用，每次清理過程，都應檢查柵條質量，確保柵條硬度等性能滿足使用標準。當某項質量不達標時，要及時更換攔污柵，以保證污物不會沖破柵條進入泵站機組，影響機組正常運轉。

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

5 結語

環境污染的不斷加劇，特別是環境水系污染，造成各大河流主干及支流中存在的大量生活垃圾和工業垃圾，對泵站正常工作產生極大影響，造成泵站機械損壞、停止工作等情況，給企業和國家造成巨大經濟損失。優化攔污柵設備的運營管理和維護措施，使進入泵站水流中的污物含量得到控制，保證進水量滿足泵站運行要求。