XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)在大伙房水庫(kù)輸水工程中的應(yīng)用

張俊南

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽(yáng)110166）

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XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)在大伙房水庫(kù)輸水工程中的應(yīng)用

張俊南

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽(yáng)110166）

摘要：由于大伙房水庫(kù)汛期漂浮物、懸浮物較多，水體水草、藻類(lèi)叢生，對(duì)長(zhǎng)距離引水輸水系統(tǒng)安全及水質(zhì)影響較大，因此在大伙房水庫(kù)輸水工程供水首部取水口設(shè)置XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，防止了樹(shù)葉、雜草、垃圾等漂浮物隨水流帶入進(jìn)取水口，從而提高大伙房水庫(kù)輸水工程整個(gè)輸水系統(tǒng)安全性能，使水質(zhì)進(jìn)一步得到保證。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)；攔污；水位差

1 工程概述

大伙房水庫(kù)輸水（二期）工程主要是將一期工程調(diào)入大伙房水庫(kù)的水，通過(guò)隧洞和輸水管道有效地輸配給遼寧中部地區(qū)的撫順、沈陽(yáng)、遼陽(yáng)、鞍山、營(yíng)口、盤(pán)錦、大連7個(gè)缺水城市，并為改善渾河、太子河流域生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)供水創(chuàng)造條件，是遼寧省經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要區(qū)域性水資源配置工程。

大伙房水庫(kù)輸水（二期）工程主要由供水首部、輸水隧洞、輸水管線、加壓泵站、配水站、穩(wěn)壓塔等建筑物組成，全長(zhǎng)260.8km。供水首部位于大伙房水庫(kù)庫(kù)區(qū)左岸，距壩址約700m，為岸塔式結(jié)構(gòu)，是工程供水控制的關(guān)鍵部位，兼具水利工程和城市供水工程雙重特點(diǎn)。工程全長(zhǎng)131.14m，分引水明渠段、取水閘門(mén)段、進(jìn)口格柵段、整流收縮段和快速啟閉事故閘門(mén)段5部分。

2 XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)安裝的必要性及攔污效果

2.1 安裝的必要性

由于大伙房水庫(kù)水質(zhì)受季節(jié)影響較大，汛期漂浮物、懸浮物較多，水體藻類(lèi)叢生，這對(duì)長(zhǎng)距離引水輸水系統(tǒng)的運(yùn)行安全及供水水質(zhì)影響較大，如何在不影響水庫(kù)正常運(yùn)行條件下，通過(guò)工程措施取得較優(yōu)水體并確保系統(tǒng)安全，是一個(gè)難題。而且攔污設(shè)備設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響著輸水工程運(yùn)行狀況的好壞及經(jīng)濟(jì)效益。

大伙房水庫(kù)輸水工程取水口為提高輸水系統(tǒng)安全性能、保證供水水質(zhì)，除攔污柵外需設(shè)置能有效攔截小體積污物的過(guò)濾攔截裝置。由于供水首部最大設(shè)計(jì)流量為577萬(wàn)t/日。普通平板格網(wǎng)的過(guò)網(wǎng)流速在0.3～0.5m/s，經(jīng)計(jì)算需要6m×6m的平板格網(wǎng)15個(gè)，工程由于現(xiàn)場(chǎng)條件、空間等原因難以布置。因此通過(guò)重新計(jì)算設(shè)計(jì)確定小體積污物的過(guò)濾攔截裝置采用旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的型式。旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)的過(guò)網(wǎng)流速在0.7～1m/s，經(jīng)計(jì)算需要XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)3套。這3套旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)即可以滿足空間上的布置要求，又能達(dá)到取水口良好地?cái)r污效果，所以XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)稱(chēng)為大伙房水庫(kù)輸水工程供水首部的亮點(diǎn)，得到眾多水利學(xué)者的好評(píng)。

2.2 攔污效果

每套旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)水型式均采用雙面網(wǎng)外進(jìn)水內(nèi)出水，鋼絲網(wǎng)采用不銹鋼。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)寬度為4m，每孔旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)長(zhǎng)度為45m×2m，水下濾網(wǎng)轉(zhuǎn)彎半徑1610mm，旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸在5mm×5mm～10mm×10mm。其主要作用為有效地?cái)r截和清除取水口及直流供水泵進(jìn)水口前水源中夾帶的水草、小體積懸浮垃圾、生活廢棄物等。

當(dāng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中網(wǎng)板上收集大量垃圾裝入排污槽中，在提升到頂部時(shí)被沖洗孔射出的高壓水流沖入排水溝內(nèi)，通過(guò)排水溝流到垃圾處理井中。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)具有極佳的密封效果即使是高壓水流也不會(huì)溢出。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)將匯集在取水口的懸浮雜物、垃圾等逐步清除，且保證運(yùn)行過(guò)程中懸浮雜物及垃圾不會(huì)進(jìn)入輸水管道中去。具有良好的清污能力及強(qiáng)大的攔污效果。在 XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中有效的防止了水草及小體積懸浮雜物等隨著水流進(jìn)入輸水管道及供水水泵。避免了雜物打斷葉片而損壞水泵，或產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)等安全事故。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的安裝解決了影響輸水工程安全運(yùn)行的重大安全隱患。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)良好的運(yùn)行效果不僅保證了大伙房水庫(kù)輸水工程安全、平穩(wěn)的運(yùn)行而且使水質(zhì)進(jìn)一步得到凈化。XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)作為主要的攔污、清污設(shè)備，對(duì)大伙房水庫(kù)輸水工程有著不可替代的作用。

3 XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的組成及技術(shù)參數(shù)

XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主要由主軸裝配、鏈條與網(wǎng)板、軌道及二次預(yù)埋件、沖洗水系統(tǒng)、軸承座支架、罩殼、過(guò)載保護(hù)裝置及驅(qū)動(dòng)裝置等部件組成；水流由設(shè)備兩側(cè)的網(wǎng)板網(wǎng)面進(jìn)入，經(jīng)網(wǎng)板內(nèi)部流出濾網(wǎng)設(shè)備。

3.1 組成

（1）驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置的減速機(jī)通過(guò)收縮盤(pán)與主軸連接，電動(dòng)機(jī)為雙速電動(dòng)機(jī)，與減速機(jī)直聯(lián)連接。

（2）罩殼。由罩殼、觀察窗、檢修門(mén)和密封墊等零部件組成。通過(guò)觀察窗可查看鏈條與網(wǎng)板工作情況及沖洗水系統(tǒng)清污情況。

（3）主軸裝配。主要由主軸組件、工作鏈輪、軸承座、軸承、調(diào)節(jié)絲桿等零部件組成。主軸裝配通過(guò)軸承座上兩側(cè)的導(dǎo)軌安裝在軸承座支架上。

（4）軸承座支架。軸承座支架由頂支座和底部座等零部件組成。主軸通過(guò)底部座上垂直的導(dǎo)軌滑塊面經(jīng)調(diào)節(jié)絲桿的螺母調(diào)整其上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主軸的水平調(diào)整。

（5）沖洗水系統(tǒng)。由沖洗水管、噴嘴、法蘭及擋水圈等零部件組成。當(dāng)濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，可同時(shí)沖洗網(wǎng)板提升上來(lái)的各角度的污物，并把污物沖到排污槽中。

（6）軌道及二次預(yù)埋件。由直軌道、彎軌道和半圓軌道等組成。二次預(yù)埋件焊接在一次預(yù)埋板上，軌道通過(guò)螺母固定在二次預(yù)埋件中的螺柱上，并調(diào)整尺寸后，進(jìn)行二次灌漿。

（7）鏈條與網(wǎng)板。鏈條與網(wǎng)板由鏈條、網(wǎng)板、側(cè)封板等零件組成。網(wǎng)片采用編織網(wǎng)片，網(wǎng)框的兩端通過(guò)螺栓聯(lián)接在兩條重載傳動(dòng)的鏈條組的內(nèi)側(cè)鏈板上，鏈條鏈板間裝有滾輪、銷(xiāo)軸及軸套，滾輪在軌道上運(yùn)行；鏈條安裝在兩個(gè)工作鏈輪上，通過(guò)主軸的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)鏈條與網(wǎng)板的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，鏈條的松緊通過(guò)主軸兩端的調(diào)節(jié)絲桿調(diào)節(jié)。

（8）過(guò)載保護(hù)裝置。過(guò)載保護(hù)裝置由聯(lián)接盤(pán)、聯(lián)接板、螺桿、方螺母、安全銷(xiāo)、限位殼體、接近開(kāi)關(guān)及T&U聯(lián)接板等零部件組成。

3.2 技術(shù)參數(shù)

3.2.1 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)沖洗水量

旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的沖洗按連續(xù)沖洗考慮，因此沖洗總水量為3套旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)同時(shí)沖洗水量計(jì)算。每套旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)的沖洗水量為53m3/h，沖洗水壓力要求0.2MPa。XWC-4000型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)布置3臺(tái)水泵，分別對(duì)應(yīng)一套旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，通過(guò)管路連通實(shí)現(xiàn)互為備用，同時(shí)可滿足懸浮物最大量時(shí)的連續(xù)沖洗。

3.2.2 旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)沖洗水泵

水泵選用深井潛水泵，布置在供水首部整流室，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)部分布置在上層地面，高程為140.5m，沖洗系統(tǒng)布置的高程為142.5m，水庫(kù)的最低水位為108.0m，所以水泵的凈揚(yáng)程為Hn=142.5-108.0=34.5m，沖洗水嘴壓力要求0.2MPa，水泵揚(yáng)水管的水頭損失考慮為2m，富裕水頭為2m，則水泵全揚(yáng)程H=34.5+20+2+2=58.5m，單泵流量為 q=53m3/h，選擇型號(hào)為200QJ（R）50-60/4潛水泵3臺(tái)，單泵額定流量為q=50m3/h，揚(yáng)程H=60m，轉(zhuǎn)速n=2900r/min，配套電機(jī)型號(hào)為YQS（U）200-15，單機(jī)容量為N=15kW。

4 運(yùn)行操作與維護(hù)

4.1 運(yùn)行操作

旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)及沖洗水系統(tǒng)的運(yùn)行具有自動(dòng)控制和人工手動(dòng)控制兩種方式，正常工作時(shí)，自動(dòng)控制由DCS系統(tǒng)根據(jù)旋網(wǎng)前后水位差信號(hào)自動(dòng)運(yùn)行或定時(shí)運(yùn)行，也可由就地控制箱進(jìn)行人工手動(dòng)啟、停控制。

當(dāng)濾網(wǎng)前后的水位差達(dá)到150mm時(shí)，沖洗水泵根據(jù)濾網(wǎng)就地控制箱輸出控制信號(hào)自動(dòng)開(kāi)啟，經(jīng)20秒后旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)開(kāi)始低速轉(zhuǎn)動(dòng)，并連續(xù)運(yùn)行50分鐘。如此時(shí)濾網(wǎng)前后水位差降至50mm以下，則按先停濾網(wǎng)、再停沖洗水泵的順序關(guān)閉有關(guān)設(shè)備；如運(yùn)行45分鐘后水位差未達(dá)50mm以下，則濾網(wǎng)、沖洗水泵繼續(xù)運(yùn)行并沖洗。若低速運(yùn)行時(shí)水位差不降反而升高至300mm時(shí)，濾網(wǎng)切換至高速運(yùn)行。若高速運(yùn)行時(shí)濾網(wǎng)水位差仍在上升達(dá)到甚至超過(guò)400mm時(shí)，在就地控制箱上報(bào)警并將報(bào)警信號(hào)輸出至DCS的遠(yuǎn)程I/O站，此時(shí)應(yīng)減負(fù)荷或關(guān)閉閘門(mén)，值班人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)檢查原因并及時(shí)處理。如8h以?xún)?nèi)水位差未達(dá)150mm，為時(shí)間控制間歇運(yùn)行，每隔8h旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)和沖洗水泵應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)一次，每次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為30min。其中沖洗水泵的啟停控制由濾網(wǎng)就地控制箱完成。濾網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中需檢查是否平穩(wěn)、鏈條是否處于工作鏈輪中心線上。如果出現(xiàn)過(guò)度的噪音和振動(dòng)應(yīng)停機(jī)，并切斷電源，檢查網(wǎng)板處是否有障礙物。完成上述檢查后，濾網(wǎng)才可以投入運(yùn)行。

4.2 運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）任何時(shí)候旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)緊急停止按鈕應(yīng)在操作員觸手可及的地方。啟動(dòng)濾網(wǎng)前要通知全體人員做好準(zhǔn)備。

（2）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)設(shè)置為自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，不能拆除安全罩和其他保護(hù)裝置。如因維修需要拆除防護(hù)罩，應(yīng)重新設(shè)置啟動(dòng)模式或?qū)⑿D(zhuǎn)濾網(wǎng)斷電。

（3）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)運(yùn)行中需將電動(dòng)機(jī)在高速/低速之間轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先停機(jī)，再進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

（4）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，沖洗水系統(tǒng)必須時(shí)刻工作著。如要停止濾網(wǎng)，需濾網(wǎng)停止運(yùn)行20s后，沖洗系統(tǒng)才可以停止沖水。

（5）冬季冰凍季節(jié)停機(jī)后，應(yīng)排凈沖洗管路內(nèi)積水。

4.3 維護(hù)保養(yǎng)

運(yùn)行維護(hù)的好壞直接關(guān)系到旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的攔污效果。根據(jù)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行環(huán)境的實(shí)際情況，對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)做相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目。

（1）定期檢查旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)系統(tǒng)噴嘴，以防止被贓物堵塞后影響沖洗效果。

（2）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后，由于鏈板軸孔磨損受力變形等，鏈條會(huì)伸長(zhǎng)松動(dòng)，在停運(yùn)時(shí)用拉緊調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)鏈條松緊。

（3）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)每次使用后對(duì)其進(jìn)行檢查及加油；除不銹鋼部件外，每年涂刷防腐漆1次；每1年對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)行1次大修。

（4）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的沖洗水泵按照使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行維護(hù)，并及時(shí)更換已磨損的部件。

（5）旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)和減速機(jī)按照其使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行維護(hù)，并及時(shí)更換已磨損的部件。

（6）每年對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)主軸軸承座進(jìn)行檢查，檢查是否有損壞現(xiàn)象，如有損壞的立即更換，并清理軸承及軸承座中的污物，更換軸承壓蓋的密封墊。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、生活水平的提高，人們對(duì)生產(chǎn)生活用水的水質(zhì)要求更為苛刻。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)作為大伙房水庫(kù)輸水工程攔污柵后第二道屏障，有效的攔截水中更加細(xì)小的懸浮垃圾及雜物。有著攔污柵等傳統(tǒng)攔污設(shè)備所不具備的功能，所達(dá)不到的攔污效果，更好地保障了大伙房水庫(kù)輸水工程的安全運(yùn)行，進(jìn)一步提高了大伙房水庫(kù)輸水工程的供水水質(zhì)，對(duì)大伙房水庫(kù)輸水工程有著不可代替的重要性。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TV67

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-1305（2016）02-0098-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-1305.2016.02.039

收稿日期：2015-01-06

作者簡(jiǎn)介：張俊南（1983年—），男，工程師。