XWC-4000型自动旋转滤网在大伙房水库输水工程中的应用

张俊南

（辽宁省大伙房水库输水工程建设局，辽宁沈阳110166）



XWC-4000型自动旋转滤网在大伙房水库输水工程中的应用

张俊南

（辽宁省大伙房水库输水工程建设局，辽宁沈阳110166）

摘要：由于大伙房水库汛期漂浮物、悬浮物较多，水体水草、藻类丛生，对长距离引水输水系统安全及水质影响较大，因此在大伙房水库输水工程供水首部取水口设置XWC-4000型自动旋转滤网，防止了树叶、杂草、垃圾等漂浮物随水流带入进取水口，从而提高大伙房水库输水工程整个输水系统安全性能，使水质进一步得到保证。

关键词：水质；旋转滤网；拦污；水位差

1 工程概述

大伙房水库输水（二期）工程主要是将一期工程调入大伙房水库的水，通过隧洞和输水管道有效地输配给辽宁中部地区的抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦、大连7个缺水城市，并为改善浑河、太子河流域生态环境和农业供水创造条件，是辽宁省经济社会可持续发展的重要区域性水资源配置工程。

大伙房水库输水（二期）工程主要由供水首部、输水隧洞、输水管线、加压泵站、配水站、稳压塔等建筑物组成，全长260.8km。供水首部位于大伙房水库库区左岸，距坝址约700m，为岸塔式结构，是工程供水控制的关键部位，兼具水利工程和城市供水工程双重特点。工程全长131.14m，分引水明渠段、取水闸门段、进口格栅段、整流收缩段和快速启闭事故闸门段5部分。

2 XWC-4000型自动旋转滤网安装的必要性及拦污效果

2.1 安装的必要性

由于大伙房水库水质受季节影响较大，汛期漂浮物、悬浮物较多，水体藻类丛生，这对长距离引水输水系统的运行安全及供水水质影响较大，如何在不影响水库正常运行条件下，通过工程措施取得较优水体并确保系统安全，是一个难题。而且拦污设备设计的合理与否，直接影响着输水工程运行状况的好坏及经济效益。

大伙房水库输水工程取水口为提高输水系统安全性能、保证供水水质，除拦污栅外需设置能有效拦截小体积污物的过滤拦截装置。由于供水首部最大设计流量为577万t/日。普通平板格网的过网流速在0.3～0.5m/s，经计算需要6m×6m的平板格网15个，工程由于现场条件、空间等原因难以布置。因此通过重新计算设计确定小体积污物的过滤拦截装置采用旋转滤网的型式。旋转格网的过网流速在0.7～1m/s，经计算需要XWC-4000型自动旋转格网3套。这3套旋转滤网即可以满足空间上的布置要求，又能达到取水口良好地拦污效果，所以XWC-4000型自动旋转格网称为大伙房水库输水工程供水首部的亮点，得到众多水利学者的好评。

2.2 拦污效果

每套旋转滤网进水型式均采用双面网外进水内出水，钢丝网采用不锈钢。旋转滤网宽度为4m，每孔旋转滤网长度为45m×2m，水下滤网转弯半径1610mm，旋转格网的网眼尺寸在5mm×5mm～10mm×10mm。其主要作用为有效地拦截和清除取水口及直流供水泵进水口前水源中夹带的水草、小体积悬浮垃圾、生活废弃物等。

当旋转滤网运行时，在旋转过程中网板上收集大量垃圾装入排污槽中，在提升到顶部时被冲洗孔射出的高压水流冲入排水沟内，通过排水沟流到垃圾处理井中。旋转滤网具有极佳的密封效果即使是高压水流也不会溢出。旋转滤网将汇集在取水口的悬浮杂物、垃圾等逐步清除，且保证运行过程中悬浮杂物及垃圾不会进入输水管道中去。具有良好的清污能力及强大的拦污效果。在 XWC-4000型自动旋转滤网的运行过程中有效的防止了水草及小体积悬浮杂物等随着水流进入输水管道及供水水泵。避免了杂物打断叶片而损坏水泵，或产生堵转等安全事故。旋转滤网的安装解决了影响输水工程安全运行的重大安全隐患。旋转滤网良好的运行效果不仅保证了大伙房水库输水工程安全、平稳的运行而且使水质进一步得到净化。XWC-4000型自动旋转滤网作为主要的拦污、清污设备，对大伙房水库输水工程有着不可替代的作用。

3 XWC-4000型自动旋转滤网的组成及技术参数

XWC-4000型自动旋转滤网主要由主轴装配、链条与网板、轨道及二次预埋件、冲洗水系统、轴承座支架、罩壳、过载保护装置及驱动装置等部件组成；水流由设备两侧的网板网面进入，经网板内部流出滤网设备。

3.1 组成

（1）驱动装置。驱动装置的减速机通过收缩盘与主轴连接，电动机为双速电动机，与减速机直联连接。

（2）罩壳。由罩壳、观察窗、检修门和密封垫等零部件组成。通过观察窗可查看链条与网板工作情况及冲洗水系统清污情况。

（3）主轴装配。主要由主轴组件、工作链轮、轴承座、轴承、调节丝杆等零部件组成。主轴装配通过轴承座上两侧的导轨安装在轴承座支架上。

（4）轴承座支架。轴承座支架由顶支座和底部座等零部件组成。主轴通过底部座上垂直的导轨滑块面经调节丝杆的螺母调整其上下移动，实现主轴的水平调整。

（5）冲洗水系统。由冲洗水管、喷嘴、法兰及挡水圈等零部件组成。当滤网旋转时，可同时冲洗网板提升上来的各角度的污物，并把污物冲到排污槽中。

（6）轨道及二次预埋件。由直轨道、弯轨道和半圆轨道等组成。二次预埋件焊接在一次预埋板上，轨道通过螺母固定在二次预埋件中的螺柱上，并调整尺寸后，进行二次灌浆。

（7）链条与网板。链条与网板由链条、网板、侧封板等零件组成。网片采用编织网片，网框的两端通过螺栓联接在两条重载传动的链条组的内侧链板上，链条链板间装有滚轮、销轴及轴套，滚轮在轨道上运行；链条安装在两个工作链轮上，通过主轴的旋转实现链条与网板的回转运动，链条的松紧通过主轴两端的调节丝杆调节。

（8）过载保护装置。过载保护装置由联接盘、联接板、螺杆、方螺母、安全销、限位壳体、接近开关及T&U联接板等零部件组成。

3.2 技术参数

3.2.1 旋转滤网冲洗水量

旋转滤网的冲洗按连续冲洗考虑，因此冲洗总水量为3套旋转格网同时冲洗水量计算。每套旋转格网的冲洗水量为53m3/h，冲洗水压力要求0.2MPa。XWC-4000型自动旋转滤网布置3台水泵，分别对应一套旋转滤网，通过管路连通实现互为备用，同时可满足悬浮物最大量时的连续冲洗。

3.2.2 旋转滤网冲洗水泵

水泵选用深井潜水泵，布置在供水首部整流室，旋转滤网的驱动部分布置在上层地面，高程为140.5m，冲洗系统布置的高程为142.5m，水库的最低水位为108.0m，所以水泵的净扬程为Hn=142.5-108.0=34.5m，冲洗水嘴压力要求0.2MPa，水泵扬水管的水头损失考虑为2m，富裕水头为2m，则水泵全扬程H=34.5+20+2+2=58.5m，单泵流量为 q=53m3/h，选择型号为200QJ（R）50-60/4潜水泵3台，单泵额定流量为q=50m3/h，扬程H=60m，转速n=2900r/min，配套电机型号为YQS（U）200-15，单机容量为N=15kW。

4 运行操作与维护

4.1 运行操作

旋转滤网及冲洗水系统的运行具有自动控制和人工手动控制两种方式，正常工作时，自动控制由DCS系统根据旋网前后水位差信号自动运行或定时运行，也可由就地控制箱进行人工手动启、停控制。

当滤网前后的水位差达到150mm时，冲洗水泵根据滤网就地控制箱输出控制信号自动开启，经20秒后旋转滤网开始低速转动，并连续运行50分钟。如此时滤网前后水位差降至50mm以下，则按先停滤网、再停冲洗水泵的顺序关闭有关设备；如运行45分钟后水位差未达50mm以下，则滤网、冲洗水泵继续运行并冲洗。若低速运行时水位差不降反而升高至300mm时，滤网切换至高速运行。若高速运行时滤网水位差仍在上升达到甚至超过400mm时，在就地控制箱上报警并将报警信号输出至DCS的远程I/O站，此时应减负荷或关闭闸门，值班人员应到现场检查原因并及时处理。如8h以内水位差未达150mm，为时间控制间歇运行，每隔8h旋转滤网和冲洗水泵应运转一次，每次运转时间为30min。其中冲洗水泵的启停控制由滤网就地控制箱完成。滤网运行过程中需检查是否平稳、链条是否处于工作链轮中心线上。如果出现过度的噪音和振动应停机，并切断电源，检查网板处是否有障碍物。完成上述检查后，滤网才可以投入运行。

4.2 运行中应注意的问题

（1）任何时候旋转滤网紧急停止按钮应在操作员触手可及的地方。启动滤网前要通知全体人员做好准备。

（2）旋转滤网设置为自动启动时，不能拆除安全罩和其他保护装置。如因维修需要拆除防护罩，应重新设置启动模式或将旋转滤网断电。

（3）旋转滤网运行中需将电动机在高速/低速之间转换时，应先停机，再进行转换。

（4）旋转滤网运行时，冲洗水系统必须时刻工作着。如要停止滤网，需滤网停止运行20s后，冲洗系统才可以停止冲水。

（5）冬季冰冻季节停机后，应排净冲洗管路内积水。

4.3 维护保养

运行维护的好坏直接关系到旋转滤网的拦污效果。根据旋转滤网运行时间、运行环境的实际情况，对旋转滤网做相应的维护保养项目。

（1）定期检查旋转滤网系统喷嘴，以防止被赃物堵塞后影响冲洗效果。

（2）旋转滤网经过长期运行后，由于链板轴孔磨损受力变形等，链条会伸长松动，在停运时用拉紧调节装置调节链条松紧。

（3）旋转滤网每次使用后对其进行检查及加油；除不锈钢部件外，每年涂刷防腐漆1次；每1年对旋转滤网进行1次大修。

（4）旋转滤网的冲洗水泵按照使用维护说明书进行维护，并及时更换已磨损的部件。

（5）旋转滤网驱动装置中的电机和减速机按照其使用维护说明书进行维护，并及时更换已磨损的部件。

（6）每年对旋转滤网主轴轴承座进行检查，检查是否有损坏现象，如有损坏的立即更换，并清理轴承及轴承座中的污物，更换轴承压盖的密封垫。

5 结语

随着社会经济的发展、生活水平的提高，人们对生产生活用水的水质要求更为苛刻。旋转滤网作为大伙房水库输水工程拦污栅后第二道屏障，有效的拦截水中更加细小的悬浮垃圾及杂物。有着拦污栅等传统拦污设备所不具备的功能，所达不到的拦污效果，更好地保障了大伙房水库输水工程的安全运行，进一步提高了大伙房水库输水工程的供水水质，对大伙房水库输水工程有着不可代替的重要性。

参考文献

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［2］李卫东.岭澳核电站旋转滤网安装工艺的探讨［J］.东北电力技术，2002（11）.

［3］孙洪凯，魏永庆.大伙房水库输水工程自动化系统的设计方案［J］.水利技术监督，2003（04）.

中图分类号：TV67

文献标识码：B

文章编号：1008-1305（2016）02-0098-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-1305.2016.02.039

收稿日期：2015-01-06

作者简介：张俊南（1983年—），男，工程师。