拦污栅清污设施的选择与应用

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。

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。

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。