抓斗式格柵清污機(jī)在交口抽渭灌區(qū)泵站中的應(yīng)用

高喜洲

（陜西省渭河工程局 陜西 渭南 714099）

陜西省交口抽渭灌區(qū)位于渭河下游、關(guān)中平原東部，是以渭河為水源、灌排并舉的大型無壩多級電力抽水灌區(qū)。設(shè)施灌溉面積126萬畝，渠首設(shè)計(jì)引水能力41m3/s；排水工程控制面積117萬畝，抽排水泵站總裝機(jī)3.14萬kW，共建有抽（排）水泵站31座，其中灌溉抽水站26座，排水站5座。由于灌區(qū)渠道線長、經(jīng)過村莊多，抽、排水站進(jìn)水口垃圾、雜物清理工作量大，勞動強(qiáng)度高，過去受條件的限制，一般采用人工或回轉(zhuǎn)式清污機(jī)清除，近年在灌區(qū)泵站改造工程中借鑒其它行業(yè)在污水處理廠、熱電站及水電站等工程中廣泛應(yīng)用的一種新型、高效的除污設(shè)備抓斗式格柵清污機(jī)結(jié)合泵站實(shí)際進(jìn)行了改進(jìn)，使其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和有效的清除能力使清污機(jī)成為格柵清污設(shè)備中一種非常理想和經(jīng)濟(jì)的選擇。由于改造容易、土建工程量小、使用方便、維護(hù)簡單等特點(diǎn)，其在交口灌區(qū)近幾年泵站改造工程中得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)就其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要優(yōu)點(diǎn)、控制方式、工作原理及抓斗式清污機(jī)的選型及應(yīng)用效果等做以介紹。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

抓斗式格柵清污機(jī)主要由抓斗裝置、移動小車、行車導(dǎo)軌及電氣控制系統(tǒng)四部分組成。抓斗裝置包括有抓斗本身、液壓裝置以及鋼絲提升裝置；移動小車主要包括抓提升裝置以及液壓合斗執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它通過安裝在移動小車上端的減速電機(jī)驅(qū)動運(yùn)行。移動小車直接安裝在齒輪箱的輸出軸上，此外還有一對自由支撐輪來保證移動小車與軌道之間的平行。所有的電力及控制信號均由安裝在導(dǎo)軌內(nèi)部的電纜提供；行車導(dǎo)軌的主要作用是為安裝在移動小車上的電機(jī)以及滑輪提供支撐，導(dǎo)軌由鋼板制造，空心鋼柱來支撐；電氣控制系統(tǒng)主要包括電控箱、控制電纜、傳感器、報(bào)警系統(tǒng)，電控箱控制移動小車前后移動、抓斗升降以及油缸開閉等。

2 主要優(yōu)點(diǎn)

由于抓斗式格柵清污機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，具備其以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）一機(jī)多用，功能強(qiáng)大，省去了污物輸送設(shè)備；

（2）可處理多種不同的雜物（樹根、樹枝、死動物、雜草、農(nóng)村生活垃圾、污物等）；

（3）采用PLC控制器件、與中控室可實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控；

（4）適應(yīng)各種不同的格柵及較遠(yuǎn)的堆放區(qū)；

（5）抓斗直接將污物堆放在指定區(qū)域，便于清理；

（6）無水下浸泡傳動部件，維護(hù)方便，故障少；

官底泵站（北干二級站）格柵渠數(shù)量 6孔 7孔 4孔 5孔渠道寬度 3.0m 4.0m 2.0m 2.0m軌道長度 35m 40m 18m 20m柵條間隙(中心距) 100mm 100mm 80mm 80mm安裝角度 75° 75° 75° 75°清污機(jī)數(shù)量 1 1 1 1抓斗載荷 1000kg 500kg 500kg 500kg抓爪寬度 2.0m 1.8m 1.75m 1.75m軌道支撐方式 單柱懸掛 單柱懸掛 雙柱龍門型 雙柱龍門型控制方式 手動/遙控/自動 手動/遙控 手動/遙控 手動/遙控提升速度 10m/min行走速度 15m/min液壓用油 10#航空液壓油（北方地方宜加注）安裝位置 西樓泵站（渠首站）田市泵站（二級站）佐家泵站（北干三級站）

（7）靈活多變的支撐型式、結(jié)構(gòu)安裝簡單，節(jié)約土建投資；

（8）可通過手動控制、時間控制、液位差控制實(shí)現(xiàn)自動控制，完成清污工作。

3 控制方式

分為“手動/遙控”與“自動”二種控制方式，當(dāng)選擇“手動”時，可在“控制箱面板”或“遙控器”分別單獨(dú)操作“前進(jìn)”、“返回”、“提升”、“下降”、“開斗”、“閉斗”動作，其中“前進(jìn)”、“返回”必須在提升到位時才能操作；當(dāng)選擇“自動”時，通過PLC設(shè)置一定的周期，開始依次清污，清污循環(huán)結(jié)束后清污小車停在卸料位等待下一工作周期的開始?；蛘邔r污柵液位差（液位傳感器測出格柵前后的液位差），當(dāng)液位差達(dá)到設(shè)定位置時，由PLC自動控制清污機(jī)運(yùn)行，所有工作過程均自動完成。

4 工作原理

在工作時，移動小車沿軌道移至第一個抓污位置，限位感應(yīng)開關(guān)會準(zhǔn)確的測量到這個位置，移動小車停留在此處，同時抓斗向下運(yùn)行。抓斗在下降的過程中，將垃圾向下推到柵條底部后，抓斗抓污并合攏，然后向上運(yùn)行。

當(dāng)抓斗到達(dá)頂部后，移動小車沿軌道移至卸污處，抓斗打開把污物倒至卸污處。然后移動小車的抓斗移至第二個抓污位置，抓斗抓污位置的多少取決于所有格柵的總寬度。每一個抓污位置都是由軌道上的限位點(diǎn)來決定的，可選擇自動時間控制模式或液位差控制模式來控制清污機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)所有抓污點(diǎn)都被清污處理過后，移動小車返回并停留在雜物排放區(qū)。

5 抓斗式格柵清污機(jī)的選型

泵站選用抓斗式格柵清污機(jī)時應(yīng)考慮進(jìn)水流道水工建筑型式、布置方式、建筑尺寸、支撐軌道支柱的型式、攔污柵的寬度與安裝傾角、格柵間距、渠道雜物的種類、大小、柵前水流形態(tài)、過柵流速等因素，擬定工作負(fù)荷，選擇抓斗的寬度和抓斗載荷，同時還應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況正確選取導(dǎo)軌的長度、移動小車提升速度及行走速度等。以下為交口灌區(qū)幾個泵站在選型中的一些主要技術(shù)參數(shù)：

泵站改造工程受原流道位置、清污工作橋尺寸的限制，不能采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，在不增加土建工程量的前提下，交口灌區(qū)泵站改造工程針對各泵站的實(shí)際情況，對關(guān)鍵部件進(jìn)行了必要的調(diào)整與改進(jìn)，使其能更適應(yīng)于泵站實(shí)際工況，如軌道、支柱及抓斗采用熱鍍鋅鋼板、移動小車外框采用不銹鋼板、緊固、起吊鋼絲繩采用不銹鋼絲繩、電氣元器件采用施耐德及PLC采用西門子品牌等；軌道支柱西樓、田市泵站采用單柱懸掛式，而官底、佐家采用雙柱龍門型。

6 應(yīng)用效果

抓斗式格柵清污機(jī)投運(yùn)后，第一可以極大地減輕運(yùn)行人員清污的勞動強(qiáng)度，如西樓泵站抽取的河水中含有大量的樹枝、樹根、各種死動物、垃圾等，特別是首次開機(jī)清污工作量極大，改造前的六臺機(jī)組同時開啟，清污需要二十人才能保證機(jī)組的正常運(yùn)行，正常后也要三到四人每小時清污二到三次。采用抓斗式格柵清污機(jī)后，首次開機(jī)只需四到五人就能保證機(jī)組的正常運(yùn)行，之后二人即可。而田市、官底、佐家泵站地處農(nóng)村，渠道線長有各種農(nóng)作物廢枝、雜草、生活垃圾等污物，首次開機(jī)清污需要十人才能保證機(jī)組的正常運(yùn)行，之后也要二人每小時清污二到三次。采用抓斗式清污機(jī)后，首次開機(jī)只需二到三人，正常運(yùn)行后只需一人就能保證機(jī)組的正常運(yùn)行。第二可以增加清污的頻次，降低由于污物阻擋攔污柵減少攔污柵前后液壓差，使機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)、電流減小、電機(jī)溫度降低，絕緣老化慢，提高電機(jī)的壽命，節(jié)約電能消耗，同時還能使水位更加平穩(wěn)，便于灌溉調(diào)度。第三不但可以節(jié)約工程造價，一般大、中型泵站抽水機(jī)組都在四臺以上，若四臺回轉(zhuǎn)式清污機(jī)改為一臺抓斗式格柵清污機(jī)可以節(jié)約工程造價40%，四臺以上機(jī)組可以節(jié)約工程造價40%～80%，而且還可以節(jié)約維修費(fèi)用，對四臺以上機(jī)組可以節(jié)約維修費(fèi)用50%以上。

7 結(jié)語

抓斗式格柵清污機(jī)能適用于多種場所，特別是對現(xiàn)有場所空間小，土建要求低，易于安裝，進(jìn)水流道無論有幾孔攔污柵，只需裝一臺清污機(jī)，性價比高，可以將堵塞于攔污柵上的所有污物清除，能清理不同的污物，電氣控制采用PLC后能實(shí)現(xiàn)自動控制。根據(jù)交口抽渭灌區(qū)渠首西樓、田市、官底以及佐家四泵站改造中抓斗式格柵清污機(jī)運(yùn)行情況來看，抓斗式格柵清污機(jī)的使用，大大的減輕了機(jī)電運(yùn)行人員清理渠道污物的強(qiáng)度，保證了機(jī)組的正常運(yùn)行，效果十分顯著，值得在大、中型新建、改造泵站工程清污設(shè)備更新時予以借鑒和參考。陜西水利