拦污栅清污设施的选择与应用

何德锋 章汉军
2018-01-03
来源:小水电

中国的小水电资源分布广泛,特别是广大农村地区和偏远山区,适合因地制宜开发利用,既可以发展地方经济,解决当地人民用电困难的问题,又可以给投资人带来可观的效益回报,有很大的发展前景。建国以后,我国各级部门因地制宜,陆续建设了一批小型水电站,为当地的经济建设做出了巨大的贡献。此外,随着经济建设的发展,城市和小流域地区的排涝泵站建设也成为当前水利建设的一个重点,但这些工程在运行时都面临着同样一个问题—— 进水口的污物处理。

水电站及泵站进水口前经常堆积有大量污物,污物种类复杂,如稻草、树叶、树枝、塑料薄膜及动物尸体之类。如不及时清除,轻则影响机组出力,造成电能损失;重则堵塞甚至压垮拦污栅,危及电站及泵站正常工作,造成重大经济损失。我国早期建造的电站及泵站大多未设拦污栅清污设备,遇到污物集中时,采用人工清污不但工作量大,工作效率低且劳动条件恶劣。为保证电站和泵站安全运行,充分发挥其效益,实现清污机械化势在必行。


1 移动式格栅清污机


1.1 工作原理

移动式格栅清污机是新一代的格栅清污设备,按其操作系统的不同可分为电操控模式、遥控模式和全自动控制模式,本文选取全自动控制模式为例说明。移动式格栅清污机主要包括4个部分:抓斗装置、滑车、行车导轨及PLC全自动控制系统。在工作时,滑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,滑车停留在此处,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,到达底部后,抓斗闭合抓污,然后向上运行。当抓斗到达顶部后,滑车沿轨道移至卸渣处,抓斗打开把污物倒至卸渣点。然后滑车和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,可选择自动模式或PLC模式来控制抓斗的运行。当所有抓污点都被清污处理过以后,滑车返回并停靠在杂物排放区。如果因为垃圾太多或其它一些障碍物阻止了抓斗到达格栅底部,需检测滑车的钢丝绳是否松弛,装置可使抓斗停止向下运行,抓斗合拢并向上提升污物,将污物送至卸渣点后再次返回此抓污位置继续清污过程。

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1.2 应用分析

1.2.1 优点

1)一机多用、功能强大;

2)无需污物的输送设备,对土建要求较低;

3)无永久性水下浸泡部件,维护检修方便;

4)适应性能强,能适应各种宽度和深度的栅体,最大可抓取深度达50m的垃圾;

5)工作环境好,污物直接运至排放区。无需二次运输开放式平台,干净整洁;

6)自动化程度高,通过PLC触摸屏,可实现全自动清污过程;

7)处理性能好,能处理各种不同的污物,如水草、橡塑制品、数干、城市污物、生活垃圾、油桶、动物尸体等;齿耙插人格栅内,因而能剔除格栅周围的缠绕物。

1.2.2 不足

1)对小流量泵站或电站而言,一次性投资较大;

2)清除出的垃圾需运至专门场地处理,避免二次污染。

1.2.3 推荐使用区域

适用于土地资源紧张,水流流量大,污物种类和形状复杂或进水口工况复杂的电站或泵站。


2 回转式格栅清污机


2.1 工作原理

回转式清污机是将拦污和清污结合为一体的固定式连续清污机械,根据其回转结构不同可分为栅链回转式和齿耙回转式2类。栅链回转式清污机结构复杂、刚性差、适应性差,主要用在受力不大、污物尺寸不大、数量少的场合。齿耙回转式清污机应用范围比前者大得多,可根据不同的工况作出相应设计,本文所述的即为齿耙回转式清污机。齿耙回转式格栅清污机主要由机架、栅条、清污耙板、提升链、电机减速驱动装置、缓冲自净卸污装置等组成。工作时,由固定于提升链上的清污耙板在动装置的带动下,将水下格栅部分截留的污物捞上,清污耙板依靠两侧提升链同步由栅后至栅前顺时针回转运动;当耙板到机体上部时,由于转向导轨及导轮的作用,一部分污物依靠重力自行落下。回转式格栅清污机的驱动装置处设置剪切式安全销,当超载或发生意外时,剪切销瞬时切断,以保护设备不被损坏(水下链轮及链条设有防堵保护装置,运行可靠,排渣干净)。回转式格栅清污机电气控制可采用就地启停操作,同时也可根据栅条前后液位差及时间设定来控制设备的运行。

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2.2 应用分析

2.2.1 优点

经过长时间的改进,目前生产的回转式格栅已具备了下述特点:

1)运行安全。传动系统中设有机械过载保护,当水下链条或耙齿卡住后,安全销剪断;

2).水下链轮及链条具有防堵保护装置,运行可靠;

3)设备自身具有很好的净洗能力,不会发生堵塞现象,日常维修工作量很小;

4)能耗省,单台回转式格栅除配套1台电机外,不需设置其他能源;

5)连续清污,保证栅后流态稳定;

6)可配套微机集中控制,易实现远程管理和自动闭环控制。

2.2.2 不足

1)设备维护检修时需要把回转式清污机提出水面,因而检修较为困难;

2)遇多孔进水口,需每孔设置,一次性投入较大;

3)需增加土建设施为卸渣后的输送带或小车留出专用地块;

4)清除出的垃圾需运至专门场地处理,避免二次污染。

2.2.3 推荐使用区域

适用于进水口设置简单,孔口数量少且环境条件不很恶劣的小型水电站或泵站。

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