浅析泗阳二站清污设施存在的问题及对策

吕坤 刘兆正 蒋雯

浅析泗阳二站清污设施存在的问题及对策

吕坤 刘兆正 蒋雯

一、工程概况

泗阳二站位于江苏省泗阳县城东郊，与泗阳第一抽水站、泗阳节制闸及泗阳船闸共同组成中运河泗阳水利枢纽工程。该站是南水北调第四梯级站，其主要作用是抽引二河闸下泄的淮水或北送淮阴站转送的江水，满足泗阳闸上游地区用水需求。

泗阳二站建于1996年，工程总投资6300万元。总装机容量5600kW，设计流量为66m3/s。装设高邮水泵厂生产的2.8ZLQ-70液压全调节轴流泵2台，单机流量33m3/s，配套天津发电设备厂生产的TDL325/56-40立式同步电机2台套。采用堤身式布置，肘形进水流道，虹吸式出水流道，真空破坏阀断流。

二、工程现状

泗阳二站清污机桥位于泗阳二站站身下游引河约120m处，清污机桥安装有拦污栅和YLQ-III型移动抓斗式清污机。原清污机桥建设工程为江苏省加强灌溉农业世界银行贷款项目，工程于1995年12月开工，1996年10月完工，1997年3月正式投入运行。

清污机桥设计桥面高程为20.0m，共计17孔，中间9孔安装拦污栅，每孔安装2扇，拦污栅合计18扇，现状拦污栅栅距10cm，设计水位差1.5m。

清污机桥上原安装的YLQ-III型移动抓斗式清污机，由于设计、制造等各种原因，该清污机自建成以来一直无法投入正常运行。2003年5月，经协调将泗阳二站的清污机紧急调往沙集站使用,目前泗阳二站下游只剩下清污机桥土建部分和2排轨道，平时只能依靠固定拦污栅拦污挡草。由于缺少有效的清污设施，拦污栅前经常聚集大量水草等杂物，致使拦污栅前后水位差很大，最大达2.5m以上，导致泵站进水池水位达不到设计要求，存在安全隐患。

三、工程主要缺陷

1.清污机桥过高，拦污栅变形较大

主桥桥墩高度为14m，拦污栅垂直高度为14m，安装坡度为75°，两层搭接固定，整体变形大，栅条无法调整对齐，极易导致抓斗在接缝处卡死，造成翻车事故，存在重大安全隐患，建成后，操作人员不敢操作抓斗机。

2.清污桥桥面过窄，维护困难

受总投资限制，原设计的清污机桥顶总宽度仅为3.5m，长度约145m，且未设置固定起吊设施，无法使用吊车对拦污栅进行吊装、清理、养护等作业，可维护性差。

3.清污机无法正常使用

因受当时社会经济发展水平限制，原清污机设计标准不高，且多年来运行工况与原设计工况变化较大，现状清污能力严重不足，没有设置机械过载装置，液压刹车漏油，动作可靠性差，下降时无栅条对齐装置，容易导致抓斗脱落轨道，无法正常使用。

4.栅条间距较小，阻水严重

单扇拦污栅宽度为6m，高度为6.4m，主次梁为20号工字钢，侧向支承为5号槽钢，栅条为5mm×100mm，栅条间距为10cm。从抽水运行情况来看，过流断面偏小，栅前后水位差较大，阻水严重，导致机组经常在非设计工况下运行，过负荷严重，存在较大的安全隐患。

四、工程运行管理中存在问题

1.由于设计、制造等各种原因，该清污机一直无法投入正常运行

抓斗抓力小，无法对水花生等河道水生物进行有效抓取。另外清污机桥高程较高，导致抓斗升降时清污机摇晃剧烈，经常出现卡阻等问题，无法保证清污机安全运行，一直处于停用状态，平时只能依靠固定拦污栅拦污挡草。

2.拦污栅前后水位差大，降低泵站运行效率，增加了能源消耗

机组抗旱运行时，拦污栅前后水位差最大达2.8m（2004年6月1日曾出现栅前水位12.77m，栅后水位9.97m，水位差2.80m），最小也在1.8m左右，致使过流断面减小，流态紊乱，严重降低机组效率。机组设计最低水位10.5m，而近年来进水水位在9.95～10.15m，机组长期在非正常工况下运行，振动、气蚀现象严重，对机组安全运行造成极大威胁，存在重大的安全隐患。另外由于扬程高于设计扬程，泵站效率降低，功率增大，能耗增加。

3.清除拦污栅前水草，耗费大量人力物力

由于清污设施不能正常投入使用，因此每年需安排专门人员进行清理。开机前只能采用人工划船打捞清污的办法，劳动强度大，效率低下，对人的生命安全有很大威胁，并且很难及时将拦污栅上杂草清除干净，特别是水下部分杂物更是无法清除。人工费用不断增加，清杂的投入也逐年增加。另外，为了便于清除栅条上的水草，需要减少流量或停机，也降低抽水效率。

4.清污设施改造方案

为了彻底解决泗阳二站清污设施存在的问题，改善机组运行条件，更好地发挥工程效益，管理单位针对存在的问题，广泛征求设计单位、设备生家厂家和科研部门意见和建议，制定了清污设施改造方案。

（1）工程总体布置依据现状地形布置，将原清污机桥墩顶高程由19.20m下降至15.10m，并吊装预制好的工作桥，保持桥面高程为16.00m，桥面宽度4.5m；安装清污机和皮带输送机，同时在引河北岸新建垃圾中转平台，既可以将皮带输送机输送过来的杂草等漂浮物利用卡车运输出去，同时整理引河与中运河相交的三角地带，改善水流条件，也美化了环境。

（2）清污机孔口总净宽共42m，共7孔，设回转式清污机7台，清污机与水平面成75°角布置，设计水位差2.0m，设计过栅流速1.5m/s，设计清污能力20t/h。清污机栅条，齿耙采用不锈钢制造，结构件采用碳钢制作。7台清污机配一台水平运输皮带输送机用于运送污物，水平运输皮带输送机带宽800mm，运输长度65m，带速1.0m/s。杂物运输到皮带输送机的一端空地，利用垃圾中转车将垃圾从空地运到中转平台，卡车通过中转平台将垃圾全部运输出场。

（3）清污机桥南岸新增150m长混凝土路面连接场外，以备在北岸不通时，卡车可通过新清污机桥将垃圾运到场外。

（4）南北两岸堤坡分别新建3.4m宽混凝土踏步与堤顶道路相连，工程范围内安装路灯等照明亮化设施，新建配电管理用房120m2，泵站下游引河口设拦河浮筒，便于日常管理。

五、综合评价

清污设施改造工程实施后，泗阳二站的清污系统将实现机械化、自动化，提高站前水位，较大幅度减少泵站运行成本，提高泵站的运行效率和安全性，也能提高了泵站的综合效益。

1.运行安全性

原清污机桥面高程20.0m降低至16.0m，降低了拦污栅垂直高度，减小拦污栅整体变形，且改选回转式清污机，极大提高了工作效率及工作可靠性。增大栅间距，改善拦污栅过流条件，可有效减小机组振动、气蚀现象，确保机组在设计工况、正常负荷下运行，消除以前存在的安全隐患。

2.运行经济性

新安装的回转式清污机清污能力很强，整体运行保障性高，再不需组织人工利用小船进行捞草，减少捞草成本。

3.运行高效性

回转式清污机是集拦污栅和清污机于一体的连续清污装置。以拦污栅为基础，通过绕栅回转链条将清污齿耙驱动，实现连续清污，全过水断面清污，清污效率高。栅体过梁支撑于混凝土基础之上，使清污机整机运行平稳，工作可靠。电机隐身于机架内部，防护效果好，实现无障碍清污。不锈钢牵引链条保证水下工作无锈蚀，免维护。另外，输送机将水草等杂物直接装车，省时省工。总之，回转式清污机捞草效率更高。

4.便于维护

拦污栅桥面降低后，桥面净宽增加至4.5m，有利于对拦污栅进行维护。可以解决过去桥面窄无法使用吊车对拦污栅进行吊装、清理、养护等作业问题。

5.环境效益

实施泗阳二站清污设施改造工程，不仅可以实现泗阳二站清污系统的自动化、现代化，而且通过实施水保和环保措施，在减少水土流失的基础上，进一步美化环境，实现站区园林化，打造优美的水利风景区，全面提升水管单位形象

（作者单位：江苏省骆运水利工程管理处223800）

（专栏编辑：顾梅）