蜀河水電廠液壓清污抓斗清污方式的改造研究

馬敬麗

【摘要】針對蜀河水電廠原先用于清理機組進(jìn)水口攔污柵前沉渣及柵面附著物的清污方式考慮不周，根據(jù)實際情況，為確保安全生產(chǎn)和提高發(fā)電效益，現(xiàn)對液壓清污抓斗進(jìn)行改造研究，以達(dá)到改造工作量較少，費用比較低的目的。

【關(guān)鍵詞】蜀河水電廠；清污方式；液壓清污抓斗；改造

1、概況

蜀河水電廠位于陜西省旬陽縣境內(nèi)的漢江上游干流上，壩址在旬陽縣蜀河鎮(zhèn)上游約1km處，距旬陽縣城51km，距上游已建的安康水力發(fā)電廠約120km，距下游已建的丹江口水力發(fā)電廠約200km，是漢江上游梯級開發(fā)規(guī)劃中的第六個梯級電站，是陜西漢江投資開發(fā)有限公司開發(fā)的第二個水力發(fā)電廠。壩址以上集水面積為49400km2，占漢江流域面積的31.1%。該水電廠的主要任務(wù)是發(fā)電，并兼顧航運等。工程規(guī)模為二等大（2）型，為碾壓砼重力閘壩、廠頂溢流式廠房，安裝六臺燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，單機容量45MW，總裝機容量270MW，保證出力57.4MW，年平均發(fā)電量9.53億kWh，年利用小時3530h。壩頂高程230m，壩頂長度320m，最大壩高72m。

2、改造前的清污抓斗

蜀河水電廠現(xiàn)有一臺液壓清污抓斗（夾江水工機械廠設(shè)計制造），用于清理機組進(jìn)水口攔污柵前沉渣及柵面附著物。該清污抓斗由壩頂門機主鉤（2×1600KN）啟閉操作，通過和抓梁共用的電纜連接抓斗進(jìn)行清污工作，但該液壓清污抓斗設(shè)計為靜水清污，不滿足動水清污（機組負(fù)荷不低于3萬KW）的功能，即不符合實際情況的需要，因此對液壓清污抓斗清污方式進(jìn)行改造研究就顯得尤為重要。

3、改造的設(shè)計方案

新設(shè)計的液壓清污抓斗為雙爪型清污抓斗，我們已經(jīng)在石泉電站、戈蘭灘電站、石門電站等工程項目上得到了成功地應(yīng)用，并取得了很好地清污效果。該清污抓斗上吊耳和進(jìn)水口門機的動滑輪吊耳相連接并由其帶動進(jìn)行升降。該抓斗主要由斗爪、斗架、油缸、液壓管路系統(tǒng)、導(dǎo)向輪裝置、液壓泵站等部件所組成。當(dāng)液壓泵站通過液壓管路系統(tǒng)驅(qū)動油缸進(jìn)行伸縮運動時，油缸帶動兩側(cè)的斗爪同步地進(jìn)行開閉，從而實現(xiàn)抓斗抓污或卸污的工作。

3.1 改造后的液壓清污抓斗主要特點

3.1.1 和一般的清污抓斗相比，該清污抓斗具有以下特點：

（1）液壓系統(tǒng)驅(qū)動抓斗的開閉，使斗爪具有足夠的插入力、良好的抓污效果；

（2）電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)進(jìn)行了可靠地密封，使該抓斗能在水下數(shù)十米處進(jìn)行可靠地工作；

（3）抓斗斗齒尖利，特別適用于抓取水草、莊稼禾桿這些枝條類難以清除的污物；

（4）清污抓斗所有支鉸處的軸承，均采用了適宜水中工作的自潤滑軸承，所有支鉸處的支撐軸采用不銹鋼材料制造；

（5）對液壓油箱和耙爪采用了熱浸鋅處理，提高抓斗的使用壽命，并減小了抓斗維護(hù)的費用；

（6）對抓斗的液壓泵站采用了同步系統(tǒng)，保證了兩側(cè)斗爪同步地開閉；

（7）對抓斗的開閉狀態(tài)能進(jìn)行指示，以便于司機對抓斗進(jìn)行操作；

（8）采用了液壓鎖防止液壓系統(tǒng)的泄漏，保持了斗爪的閉合力；

（9）采用了壓力繼電器和時間繼電器的雙重控制，保證了開斗和閉斗控制的可靠性；

（10）采用兩個電磁換向閥分別控制兩組斗爪，它們可以分別進(jìn)行開啟、關(guān)閉或整體開閉操作；

（11）抓斗液壓系統(tǒng)最大壓力可方便地進(jìn)行調(diào)整，液壓系統(tǒng)設(shè)有背壓閥，以防止液壓油箱進(jìn)水。

3.1.2 和改造前的清污抓斗相比，該清污抓斗具有以下特點：

改造后的清污抓斗采用了“液壓抓斗的高承拉電纜電氣傳輸裝置”的這一專利技術(shù)，用一種外部復(fù)合有鋼絲繩的電纜，這樣纏繞于電纜外側(cè)的鋼絲繩可以對電纜形成有效的保護(hù)，使電纜不容易掛傷，由于鋼絲繩具有較高的承拉強度，使電纜不容易拉斷，因此使用這種復(fù)合鋼絲繩電纜使液壓抓斗和其主機的電氣連接更為可靠。這種復(fù)合鋼絲繩電纜可以適用蜀河電站動水清污這種惡劣的工作環(huán)境。此外，采用雙爪清污方式更適用于抓取攔污柵前的浮渣、石頭、樹干、秸稈等污物。

該清污抓斗選用知名品牌外購件，加強質(zhì)量管理，減少故障發(fā)生；采用復(fù)合電纜鋼絲繩，不會出現(xiàn)電纜或油管掛破和掛斷的問題，可靠性高，運行安全；它既能抓取攔污柵前水面漂浮的污物，也可沉入攔污柵底部抓取沉積于攔污柵下部的污物；該抓斗主要用來清理電站水輪機進(jìn)水口攔污柵前臨近和貼附在柵條上的污物， 減少水頭損失，提高發(fā)電效率，保證發(fā)電機組的正常運行；該清污抓斗不僅綜合運行成本低，而且采用最完善、最先進(jìn)的方案進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、制造，故障率低，易于排查，維護(hù)方便簡單；根據(jù)水下防腐特點，主材采用Q235B，軸采用不銹鋼2Cr13。

此外，對原液壓清污抓斗進(jìn)行改造設(shè)計時，在不影響新制作抓斗性能和質(zhì)量的前提下，利用了原來抓斗可以利用的部分，以達(dá)到降低制造成本的目的。

4、結(jié)論

液壓清污抓斗清污方式的改造，減少了停機清污產(chǎn)生的電量損失，減少了水頭損失，確保了安全生產(chǎn)，提高了發(fā)電效益，經(jīng)濟效益更是明顯，同時也達(dá)到了改造工作量較少，費用比較低的目的，此類方案可供同類電站借鑒與采用，具有同類電站很好的推廣價值，值得在此基礎(chǔ)之上進(jìn)一步深入研究、優(yōu)化。