抓斗式格栅清污机在交口抽渭灌区泵站中的应用

高喜洲

（陕西省渭河工程局 陕西 渭南 714099）

陕西省交口抽渭灌区位于渭河下游、关中平原东部，是以渭河为水源、灌排并举的大型无坝多级电力抽水灌区。设施灌溉面积126万亩，渠首设计引水能力41m3/s；排水工程控制面积117万亩，抽排水泵站总装机3.14万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。由于灌区渠道线长、经过村庄多，抽、排水站进水口垃圾、杂物清理工作量大，劳动强度高，过去受条件的限制，一般采用人工或回转式清污机清除，近年在灌区泵站改造工程中借鉴其它行业在污水处理厂、热电站及水电站等工程中广泛应用的一种新型、高效的除污设备抓斗式格栅清污机结合泵站实际进行了改进，使其独特的设计和有效的清除能力使清污机成为格栅清污设备中一种非常理想和经济的选择。由于改造容易、土建工程量小、使用方便、维护简单等特点，其在交口灌区近几年泵站改造工程中得到广泛应用，现就其结构特点、主要优点、控制方式、工作原理及抓斗式清污机的选型及应用效果等做以介绍。

1 结构特点

抓斗式格栅清污机主要由抓斗装置、移动小车、行车导轨及电气控制系统四部分组成。抓斗装置包括有抓斗本身、液压装置以及钢丝提升装置；移动小车主要包括抓提升装置以及液压合斗执行机构，它通过安装在移动小车上端的减速电机驱动运行。移动小车直接安装在齿轮箱的输出轴上，此外还有一对自由支撑轮来保证移动小车与轨道之间的平行。所有的电力及控制信号均由安装在导轨内部的电缆提供；行车导轨的主要作用是为安装在移动小车上的电机以及滑轮提供支撑，导轨由钢板制造，空心钢柱来支撑；电气控制系统主要包括电控箱、控制电缆、传感器、报警系统，电控箱控制移动小车前后移动、抓斗升降以及油缸开闭等。

2 主要优点

由于抓斗式格栅清污机独特的结构，具备其以下优点：

（1）一机多用，功能强大，省去了污物输送设备；

（2）可处理多种不同的杂物（树根、树枝、死动物、杂草、农村生活垃圾、污物等）；

（3）采用PLC控制器件、与中控室可实现全面监控；

（4）适应各种不同的格栅及较远的堆放区；

（5）抓斗直接将污物堆放在指定区域，便于清理；

（6）无水下浸泡传动部件，维护方便，故障少；

官底泵站（北干二级站）格栅渠数量 6孔 7孔 4孔 5孔渠道宽度 3.0m 4.0m 2.0m 2.0m轨道长度 35m 40m 18m 20m栅条间隙(中心距) 100mm 100mm 80mm 80mm安装角度 75° 75° 75° 75°清污机数量 1 1 1 1抓斗载荷 1000kg 500kg 500kg 500kg抓爪宽度 2.0m 1.8m 1.75m 1.75m轨道支撑方式 单柱悬挂 单柱悬挂 双柱龙门型 双柱龙门型控制方式 手动/遥控/自动 手动/遥控 手动/遥控 手动/遥控提升速度 10m/min行走速度 15m/min液压用油 10#航空液压油（北方地方宜加注）安装位置 西楼泵站（渠首站）田市泵站（二级站）佐家泵站（北干三级站）

（7）灵活多变的支撑型式、结构安装简单，节约土建投资；

（8）可通过手动控制、时间控制、液位差控制实现自动控制，完成清污工作。

3 控制方式

分为“手动/遥控”与“自动”二种控制方式，当选择“手动”时，可在“控制箱面板”或“遥控器”分别单独操作“前进”、“返回”、“提升”、“下降”、“开斗”、“闭斗”动作，其中“前进”、“返回”必须在提升到位时才能操作；当选择“自动”时，通过PLC设置一定的周期，开始依次清污，清污循环结束后清污小车停在卸料位等待下一工作周期的开始。或者将拦污栅液位差（液位传感器测出格栅前后的液位差），当液位差达到设定位置时，由PLC自动控制清污机运行，所有工作过程均自动完成。

4 工作原理

在工作时，移动小车沿轨道移至第一个抓污位置，限位感应开关会准确的测量到这个位置，移动小车停留在此处，同时抓斗向下运行。抓斗在下降的过程中，将垃圾向下推到栅条底部后，抓斗抓污并合拢，然后向上运行。

当抓斗到达顶部后，移动小车沿轨道移至卸污处，抓斗打开把污物倒至卸污处。然后移动小车的抓斗移至第二个抓污位置，抓斗抓污位置的多少取决于所有格栅的总宽度。每一个抓污位置都是由轨道上的限位点来决定的，可选择自动时间控制模式或液位差控制模式来控制清污机的运行。当所有抓污点都被清污处理过后，移动小车返回并停留在杂物排放区。

5 抓斗式格栅清污机的选型

泵站选用抓斗式格栅清污机时应考虑进水流道水工建筑型式、布置方式、建筑尺寸、支撑轨道支柱的型式、拦污栅的宽度与安装倾角、格栅间距、渠道杂物的种类、大小、栅前水流形态、过栅流速等因素，拟定工作负荷，选择抓斗的宽度和抓斗载荷，同时还应根据实际工况正确选取导轨的长度、移动小车提升速度及行走速度等。以下为交口灌区几个泵站在选型中的一些主要技术参数：

泵站改造工程受原流道位置、清污工作桥尺寸的限制，不能采用标准产品，在不增加土建工程量的前提下，交口灌区泵站改造工程针对各泵站的实际情况，对关键部件进行了必要的调整与改进，使其能更适应于泵站实际工况，如轨道、支柱及抓斗采用热镀锌钢板、移动小车外框采用不锈钢板、紧固、起吊钢丝绳采用不锈钢丝绳、电气元器件采用施耐德及PLC采用西门子品牌等；轨道支柱西楼、田市泵站采用单柱悬挂式，而官底、佐家采用双柱龙门型。

6 应用效果

抓斗式格栅清污机投运后，第一可以极大地减轻运行人员清污的劳动强度，如西楼泵站抽取的河水中含有大量的树枝、树根、各种死动物、垃圾等，特别是首次开机清污工作量极大，改造前的六台机组同时开启，清污需要二十人才能保证机组的正常运行，正常后也要三到四人每小时清污二到三次。采用抓斗式格栅清污机后，首次开机只需四到五人就能保证机组的正常运行，之后二人即可。而田市、官底、佐家泵站地处农村，渠道线长有各种农作物废枝、杂草、生活垃圾等污物，首次开机清污需要十人才能保证机组的正常运行，之后也要二人每小时清污二到三次。采用抓斗式清污机后，首次开机只需二到三人，正常运行后只需一人就能保证机组的正常运行。第二可以增加清污的频次，降低由于污物阻挡拦污栅减少拦污栅前后液压差，使机组运行平稳、电流减小、电机温度降低，绝缘老化慢，提高电机的寿命，节约电能消耗，同时还能使水位更加平稳，便于灌溉调度。第三不但可以节约工程造价，一般大、中型泵站抽水机组都在四台以上，若四台回转式清污机改为一台抓斗式格栅清污机可以节约工程造价40%，四台以上机组可以节约工程造价40%～80%，而且还可以节约维修费用，对四台以上机组可以节约维修费用50%以上。

7 结语

抓斗式格栅清污机能适用于多种场所，特别是对现有场所空间小，土建要求低，易于安装，进水流道无论有几孔拦污栅，只需装一台清污机，性价比高，可以将堵塞于拦污栅上的所有污物清除，能清理不同的污物，电气控制采用PLC后能实现自动控制。根据交口抽渭灌区渠首西楼、田市、官底以及佐家四泵站改造中抓斗式格栅清污机运行情况来看，抓斗式格栅清污机的使用，大大的减轻了机电运行人员清理渠道污物的强度，保证了机组的正常运行，效果十分显著，值得在大、中型新建、改造泵站工程清污设备更新时予以借鉴和参考。陕西水利