泵站拦污栅清污技术改进分析

张医娟

（山西省水利水电勘测设计研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 泵站拦污栅概况

为保护水泵叶片的安全，一般在进水流道处设置安全拦污栅，以拦截水流中所挟带的水草、树枝、漂浮垃圾等。水泵机组运行中，拦污栅前聚集的漂浮物过多时，必须及时进行清理，否则越积越多的垃圾会在拦污栅前形成阻碍，抬高泵前水头，影响泵站出力，增加设备损耗，甚至危及泵站正常工作，迫使机组停机处理漂浮物。

原有的清污方式是人工清理，采用长杆工具等方式进行漂浮物打捞，或者设置两道拦污栅，轮流起吊，进行漂浮物清理，效率非常低。拦污栅一般位于站身下部，远低于工作桥的高度，人工清污时，施工环境不安全，易发生安全事故。为提高清污效率，拟对原拦污栅进行技术改造，增加自动化清污设备。经综合评价，采用回转式清污机最为经济和高效。

回转式清污机是一种高效的河道清污设备，其工作原理为：在拦污栅体拦住河道内的漂浮物后，机上自带的动力系统，带动栅顶部中间轴旋转，通过中间轴上的链轮带动牵引链条，牵引链条在固定轨道内回转运动，附在链条上的耙齿将栅体前的漂浮物捞起，当耙齿旋转到顶部，转过来时，漂浮物在重力作用下落到皮带输送机中，缠附在耙齿上的杂物在经过刮齿装置后落下。齿耙继续在栅体后部下降，从底部回转至栅体前部继续捞污。

2 清污设备的改造

2.1 拦污栅改造

拦污设备的改造需要在拦污栅底部开旋回槽，以便让拦污耙齿从后部旋转至栅体前面。同时取下拦污栅体，在栅体框架两侧增加支座，从而使这部分的栅体位置前移，作为前置栅体拦住底部漂浮物，详见图1。

图1 改造前后栅体位置对比图

2.2 拦污栅牵引动力装置

拦污栅两侧最边的栅条应根据情况去除，以便在栅体前后布置链条的运转轨道。在栅体两侧齿耙下各附加一根牵引链条，通过链条的运动实现齿耙在栅体前部自下而上运动，从而将栅体上附着的漂浮物提升至工作桥面。则链条在栅前后运动时需要在同一轨道内运动。改造方案是预先制作C型轨道，然后通过螺栓将C型轨道定位在拦污栅的主梁之上，详见图2。

图2 C型轨道定位安装图

2.3 拦污栅顶部运转机构设置

在拦污栅顶部增加一节运转机构，运转机构内带有驱动装置，驱动部分通过一根传动链条，将动力传递到顶部的中间轴上，通过固定在中间轴上的牵引链轮带动牵引链条的运动，最终实现齿耙的捞污功能，详见图3。

图3 齿耙捞污运转结构简图

2.4 漂浮物打捞耙齿设计

因拦污栅均为90度的垂直设置，所以对于打捞漂浮物的耙齿，需要进行特殊设计。单个清污设备的宽度应以4m为界，当在4m以内时，单面拦污栅应设置一组清污设备；当大于4m时，需要对单面拦污栅左右并排设置2组耙齿。从经济实用性考虑，当跨距过大，为确保齿耙强度足够，必然加大齿耙材料投入。且大跨距增加了链条滑出轨道的风险。耙齿的齿形应为组合式，以便应付不同种类的漂浮物。耙齿分为普通型和带钩型，同时前齿上翘5°～10°，以防止漂浮物滑落，详见图4。

图4 齿耙大样图

2.5 刮污装置

增加刮污装置，目前河道内的垃圾种类繁多，有诸多的带状物体，在齿耙捞起漂浮物时会缠绕在齿上，当齿耙翻转后，大部分漂浮物依靠自重落下，少量缠绕在齿上的漂浮物不能脱落，被带入栅体后部，为防止这种情况的出现，必须增加刮污装置。刮污装置上设有反齿，当齿耙经过时会将缠绕在齿上的漂浮物挑落，详见图5。

图5 齿耙清污装置图

2.6 土建部分改进

为给回转齿耙后部回转提供空间，在工作桥面位置必须将土建基础上干涉的部分去除，详见图6。

图6 土建改进部分图示

3 结语

通过以上改进，可在保有原拦污栅及栅槽结构的基础上，增加自动清污装置，并通过附属增加自动监测和控制系统以达到智能化自动清污的效果，自动化程度越高、分离效果越好、动力消耗越小、无噪音、耐腐蚀性能越好，在无人看管的情况下可保证连续稳定工作。同时还设置了过载安全保护装置，在设备发生故障时会自动停机，可以避免设备超负荷工作，根据运行需要任意调节运行间隔，实现周期性运转，根据格栅前后水位差自动控制，并且具备手动控制功能，方便检修。由于该设备结构改进合理，具有很强的自净能力，不会发生堵塞现象，所以日常维修工作量少，清污的效率大大提高，并可以实现在不停机的同时也能将漂浮物清理干净。

同时可以对设备进一步优化，大部分拦污栅的栅条部分原有的固定方式为焊接式，直接焊接固定在框架上，可将其改为组合栓接式。先将几根栅条编为一组，焊接成独立的栅条架，再通过螺栓将栅条架固定于框架上，当部分栅条发生损坏时，可不用停机，不用吊出设备，直接在栅面上拆卸该栅条架，局部进行更换，从而提高了设备的使用效率。