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清污机在上海市水利泵站中的应用探讨

发布日期:2018-08-28 09:50 |
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清污机在上海市水利泵站中的应用探讨

摘 要:上海市水利泵站多在进水口前设置清污机以保障水泵安全开机条件,因此清污机的清污效果及设备可靠性对水泵的安全运行至关重要。通过总结上海市水利泵站移动耙斗式、回转式清污机在运行中存在的突出问题,提出改进对策。

关键词:水利泵站;清污机;选型;改造

1 问题的提出

上海市目前共有各类水利水闸2 000余座,其中不少是泵闸结合工程,承担全市防汛排涝、引清调水和公共活动保障等功能。由于进水口易淤积泥沙和聚集河道垃圾,进水条件差,上海市水利泵站多在进水口前设置清污机以保障水泵安全开机条件,发挥不小作用。但是,每逢台风、暴雨大量杂物和“水葫芦”等垃圾便快速汇集到清污机格栅前,堵塞格栅间隙,导致其两侧水位差加大,使格栅长时间处于极限受力状态,也影响水泵机组的运行安全。因此,如何确保极端工况下清污机设备的安全运转,已成为上海市水利泵站汛期防汛排涝亟需解决的突出问题。

2 清污机选型注意事项

目前水利工程进水口常用清污机主要有回转式、耙斗式和移动抓斗式3类。同一类型清污机,虽然其工作原理相似,但不同厂家生产的产品,结构上会有微小差别,对工程的适用效果也不同。清污机的具体选型,要综合考虑河道垃圾情况、孔口尺寸、过栅流速以及配套的运行管理措施等因素[1],不同类型清污机特性对比见表1。

1 不同类型清污机特性对比表

3 上海市水利泵站清污机运行状况分析

3.1 总体情况

从对比情况来看,3种主要类型的清污机各有优缺点,成功选型的关键就是要充分发挥其优点,并有相应措施应对其缺点。上海市水利泵站选用回转式清污机较多,主要看重的是其处理效率高,但实际运行中也暴露出诸多问题。上海市8座市管泵闸清污机统计情况见表2。

表2 上海市8座市管泵闸清污机情况表

3.2 存在问题分析

3.2.1 移动耙斗式

移动耙斗式清污机在西泗塘和郝桥港泵站的实际使用效果欠佳,遇到面积较大、不规则垃圾时,钢丝绳晃动严重,经常出现脱槽现象,无法保持耙斗平衡,易侧翻;动水状态下,耙斗阻水明显,无法正常提升,影响水泵和格栅安全。耙斗式清污机的优点完全没有体现出来,缺点却充分暴露,可以说当时的选型并不成功[2]。

3.2.2 回转式

回转式清污机运行中存在的问题主要是:底轴由于泥沙淤积易卡死;齿耙对塑料袋、薄膜等轻质垃圾的清理效果不佳,易造成二次污染;遇到树干、建筑材料、废弃家具等大型垃圾时,齿耙、横轴和链板等有变形、断裂风险[3];台风、暴雨等极端工况下,格栅前堆积垃圾远超清污机清污能力,存在侧翻可能。2015年“灿鸿”台风期间,桃浦河泵站6#清污机、木渎港泵站2#和5#清污机均发生发生侧翻,严重影响水泵运行安全。

4 清污机改造建议

4.1 移动耙斗式

西泗塘和郝桥港泵站移动耙斗式清污机上部耙斗仅靠中间1根钢丝绳牵引并负责抬耙和落耙,结构设计不合理,稳定性差。因此,可考虑更换上部耙斗,采用3根钢丝绳牵引,中间1根负责抬耙和落耙,提高耙斗稳定性,确保运行时钢丝绳不易晃动;此外,也可考虑保留下部格栅,对上部结构整体改造,选用抓斗式清污机,投资较小,清污效果也更好[4]。

4.2 回转式

4.2.1 抬高底轴

进水池淤积严重的泵闸,可将清污机底轴抬高到正常淤积高度以上,下面设1段固定格栅。这样既解决了底轴卡死、齿耙难以通过的问题,又缩短了链板长度,减少回转阻力,还可以阻拦沉没在河床上的垃圾。

4.2.2 优化齿耙和横轴结构型式

针对不同类型的垃圾,可配套使用多种混装齿耙。如清理袋状物及白色垃圾可采用梳齿加勺型齿耙,针对大型单体垃圾采用长齿钩型耙,对于细小垃圾采用勺式漏型耙,对于杂草采用梳型耙等[5]。针对齿耙、横轴易变形的问题,可将耙齿适当加厚加长,横轴钢管直径适当加大,厚度加厚[6]。

4.2.3 改进格栅固定方式

清污机格栅发生倾覆,一方面是由于格栅两侧水位差过大,形成转动力矩,另一方面是由于整个清污机机身只通过上部的螺栓固定于两侧闸墩,“头重脚轻”,抵抗下部外荷载的能力弱。因此,可以将清污机机身底部固定在底板上,两侧边梁与闸墩增加固定点。 4.2.3 改造上部清污装置

回转式清污机最大的缺点就是垃圾处理能力较差,比较适合清理漂浮型小型垃圾,对于个头大、重量重的单体垃圾效果不佳。因此,若河道以大型垃圾为主,则回转式清污机效率高的优点则无法体现,只能将上部清污装置改造为耙斗式或抓斗式来提高清污能力[7-8]。

4.3 优化泵站设计

除了对清污机设备进行改造以外,还可以通过工程优化设计改善清污机的运行条件,降低故障风险。例如目前上海正在建设的淀东水利枢纽改扩建工程,运行管理单位就提出将泵站回转式清污机外移一段距离,布置在交通桥墩台上,尽量远离进水口,同时在清污机前方再增设1道粗拦污栅,对大型垃圾进行拦截。这样就可以充分发挥回转式清污机效率高的优势,使所有机组同时具备安全开机条件。

5 结 语

(1)清污机种类繁多,各具优缺点,具体选型时除了考虑水工建筑物布置特征外,还要综合考虑河道垃圾情况、孔口尺寸、过栅流速等影响因素,在全面认清拟建工程水情、工情特点的基础上,多征求后期运行管理单位的建议,优化方案,扬长避短,满足工程使用功能又便于运行。

(2)移动耙斗式和回转式清污机经过局部改造优化后,清污能力增强,故障率明显降低。但需要明确的是,每台清污机的设计清污能力都是有限度的,若长时间超负荷运转必然会出现故障。因此台风、暴雨天等极端工况下运行时应加强巡查,必要时辅以人工清理。

(3)水利泵站设计时也应充分考虑后期运行管理的方便,在水工结构设计上做一些优化,如将清污机外移,尽量远离进水口;在清污机前方增设粗拦污栅等。通过这些措施,以确保水泵的安全运行,发挥工程效益。

参考文献:

[1] 何德峰,章汉军.拦污栅清污设施的选择与应用[J].小水电,2009(4):41 - 43.

[2]吴军.移动铲扒式清污机的设计和使用[J].水利水电技术,1984(12):48 - 51.

[3]徐庆华.回转式清污机横抽断裂失致原因众解决措施[J].给水排水,2007(11):92 - 93.

[4]邓南景,陈爱青. PW20/4耙斗式清污机的技术改进[J].水利电力机械,2007(12):155 - 157.

[5]虞晓峰.排涝泵站回转式清污机清污能力不足的改造[J].浙江水利科技,2010(4):109 - 110.

[6]鲍克刚.回转式清污机的改进[J].小水电,1999(3):23 - 24.

[7]黄居森,卢映莲.抓斗格栅机的抓斗设计方案探讨[J].给水排水,2008(11):98 - 99.

[8]田丰明.反抓式电动清污机[J].四川电力技术,1994(3):34 - 35.

中图分类号:TV675

文献标识码:B

文章编号:1008 - 701X(2017)05 - 0049 - 02

DOI:10.13641/j.cnki.33 - 1162/tv.2017.05.014

收稿日期:2017-03-22

作者简介:张 羽(1987 - ),男,工程师,硕士,主要从事泵站运行管理工作。

本文来自http://www.zhamen.org 格栅除污机厂家

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