蜀河水电厂液压清污抓斗清污方式的改造研究

马敬丽

【摘要】针对蜀河水电厂原先用于清理机组进水口拦污栅前沉渣及栅面附着物的清污方式考虑不周，根据实际情况，为确保安全生产和提高发电效益，现对液压清污抓斗进行改造研究，以达到改造工作量较少，费用比较低的目的。

【关键词】蜀河水电厂；清污方式；液压清污抓斗；改造

1、概况

蜀河水电厂位于陕西省旬阳县境内的汉江上游干流上，坝址在旬阳县蜀河镇上游约1km处，距旬阳县城51km，距上游已建的安康水力发电厂约120km，距下游已建的丹江口水力发电厂约200km，是汉江上游梯级开发规划中的第六个梯级电站，是陕西汉江投资开发有限公司开发的第二个水力发电厂。坝址以上集水面积为49400km2，占汉江流域面积的31.1%。该水电厂的主要任务是发电，并兼顾航运等。工程规模为二等大（2）型，为碾压砼重力闸坝、厂顶溢流式厂房，安装六台灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量45MW，总装机容量270MW，保证出力57.4MW，年平均发电量9.53亿kWh，年利用小时3530h。坝顶高程230m，坝顶长度320m，最大坝高72m。

2、改造前的清污抓斗

蜀河水电厂现有一台液压清污抓斗（夹江水工机械厂设计制造），用于清理机组进水口拦污栅前沉渣及栅面附着物。该清污抓斗由坝顶门机主钩（2×1600KN）启闭操作，通过和抓梁共用的电缆连接抓斗进行清污工作，但该液压清污抓斗设计为静水清污，不满足动水清污（机组负荷不低于3万KW）的功能，即不符合实际情况的需要，因此对液压清污抓斗清污方式进行改造研究就显得尤为重要。

3、改造的设计方案

新设计的液压清污抓斗为双爪型清污抓斗，我们已经在石泉电站、戈兰滩电站、石门电站等工程项目上得到了成功地应用，并取得了很好地清污效果。该清污抓斗上吊耳和进水口门机的动滑轮吊耳相连接并由其带动进行升降。该抓斗主要由斗爪、斗架、油缸、液压管路系统、导向轮装置、液压泵站等部件所组成。当液压泵站通过液压管路系统驱动油缸进行伸缩运动时，油缸带动两侧的斗爪同步地进行开闭，从而实现抓斗抓污或卸污的工作。

3.1 改造后的液压清污抓斗主要特点

3.1.1 和一般的清污抓斗相比，该清污抓斗具有以下特点：

（1）液压系统驱动抓斗的开闭，使斗爪具有足够的插入力、良好的抓污效果；

（2）电气系统与液压系统进行了可靠地密封，使该抓斗能在水下数十米处进行可靠地工作；

（3）抓斗斗齿尖利，特别适用于抓取水草、庄稼禾杆这些枝条类难以清除的污物；

（4）清污抓斗所有支铰处的轴承，均采用了适宜水中工作的自润滑轴承，所有支铰处的支撑轴采用不锈钢材料制造；

（5）对液压油箱和耙爪采用了热浸锌处理，提高抓斗的使用寿命，并减小了抓斗维護的费用；

（6）对抓斗的液压泵站采用了同步系统，保证了两侧斗爪同步地开闭；

（7）对抓斗的开闭状态能进行指示，以便于司机对抓斗进行操作；

（8）采用了液压锁防止液压系统的泄漏，保持了斗爪的闭合力；

（9）采用了压力继电器和时间继电器的双重控制，保证了开斗和闭斗控制的可靠性；

（10）采用两个电磁换向阀分别控制两组斗爪，它们可以分别进行开启、关闭或整体开闭操作；

（11）抓斗液压系统最大压力可方便地进行调整，液压系统设有背压阀，以防止液压油箱进水。

3.1.2 和改造前的清污抓斗相比，该清污抓斗具有以下特点：

改造后的清污抓斗采用了“液压抓斗的高承拉电缆电气传输装置”的这一专利技术，用一种外部复合有钢丝绳的电缆，这样缠绕于电缆外侧的钢丝绳可以对电缆形成有效的保护，使电缆不容易挂伤，由于钢丝绳具有较高的承拉强度，使电缆不容易拉断，因此使用这种复合钢丝绳电缆使液压抓斗和其主机的电气连接更为可靠。这种复合钢丝绳电缆可以适用蜀河电站动水清污这种恶劣的工作环境。此外，采用双爪清污方式更适用于抓取拦污栅前的浮渣、石头、树干、秸秆等污物。

该清污抓斗选用知名品牌外购件，加强质量管理，减少故障发生；采用复合电缆钢丝绳，不会出现电缆或油管挂破和挂断的问题，可靠性高，运行安全；它既能抓取拦污栅前水面漂浮的污物，也可沉入拦污栅底部抓取沉积于拦污栅下部的污物；该抓斗主要用来清理电站水轮机进水口拦污栅前临近和贴附在栅条上的污物， 减少水头损失，提高发电效率，保证发电机组的正常运行；该清污抓斗不仅综合运行成本低，而且采用最完善、最先进的方案进行产品设计、制造，故障率低，易于排查，维护方便简单；根据水下防腐特点，主材采用Q235B，轴采用不锈钢2Cr13。

此外，对原液压清污抓斗进行改造设计时，在不影响新制作抓斗性能和质量的前提下，利用了原来抓斗可以利用的部分，以达到降低制造成本的目的。

4、结论

液压清污抓斗清污方式的改造，减少了停机清污产生的电量损失，减少了水头损失，确保了安全生产，提高了发电效益，经济效益更是明显，同时也达到了改造工作量较少，费用比较低的目的，此类方案可供同类电站借鉴与采用，具有同类电站很好的推广价值，值得在此基础之上进一步深入研究、优化。