摘 要：澧水河道垃圾嚴重阻塞了青山水電站右岸攔污柵，人工清污方式已不能滿足電站安全滿發(fā)需求，對電站經濟效益有較大影響。為此，通過對不同清污機性能的比較，選擇了回轉式清污機，其更有利于提高電站經濟效益。闡述了回轉式清污機的管理方式及運行注意事項，為類似電站清污方式的選擇或攔污柵技術改造提供了借鑒。

關鍵詞：回轉式清污機;抓斗式清污機;改造;攔污柵

1 電站簡介

青山水電站位于澧水中下游臨澧縣新安鎮(zhèn)，控制流域面積15 415 km2，是一座以灌溉為主，兼有發(fā)電、通航等綜合效益的大型水利水電工程。右岸老電站位于主壩水閘右側，電站廠房為河床式，廠房全長66 m（包括安裝間長18.5 m），高21.8 m，寬20 m，內裝6臺ZD510-LH-180型水力發(fā)電機組，單機容量650 kW，1970年第一臺機組運行發(fā)電。發(fā)電總裝機容量3 900 kW，年設計發(fā)電量1 800萬kWh。水電站在進水口布置了6孔攔污柵，進水口尺寸4.6 m×3.7 m，用固定攔污柵攔污。澧水水質較好，河道垃圾主要是水草、農作物秸稈等，水草種類主要以沉水性水草為主，具有繁殖力強、斷草再生等特點。

2 水電站清污存在的問題分析

澧水河道各類水草豐富，加之電站取水口直接面對主河道，全部垃圾在取水口位置聚集。原固定攔污柵為潛孔式，在清理時必須將水輪機組關停，人工對攔污柵進行清理。這種清污方式總體工作效率低，清污效果不理想。電站值班人員統(tǒng)計，進入汛期后，電站每間隔幾天就要進行一次停機清污工作。在這種高強度清污下，依然不能保證柵條前后壓差維持在較小范圍，不能滿足電站的安全運行要求。

為了避免因攔污柵阻塞引起柵條前后壓差過高，造成攔污柵柵體變形和機組出力減少。當污柵前污物較多時，需先停機再對攔污柵柵體部分的污物和攔污柵前面的浮渣進行人工清理，然后利用船只在水上進行清理，有時還需要潛水作業(yè)清除柵體水下部分的污物。

按照以前人工清污方式，汛期每年清污約40次，每次停機10 h，按平均負荷3 500 kW計算，停機清污每年損失發(fā)電量約140萬kWh?？菟谇逦?0次，每次停機6 h，平均負荷2 500 kW，停機清污每年損失發(fā)電量約30萬kWh。按照供電平均均價0.42元/kWh計算，每年直接經濟損失約71.4萬元。這還不包括人工清污支付費用，每年約10萬元。

統(tǒng)計表明，現有的清污方式對電站損失較大，對進水口攔污柵進行自動化清污改造是刻不容緩的事實。

3 抓斗式、回轉式清污機對比

目前國內各地使用的清污機，根據結構型式及特點，可分為抓斗式清污機和回轉式清污機兩大類。

3.1? ? 抓斗式清污機特點

抓斗式清污機具備行走機構、起升機構、鋼絲繩或液壓張合結構，控制功能較多，相對來說故障率就會更高，維護保養(yǎng)費用高。

抓斗式清污機沿攔污柵下降，耙斗的下降全靠自重，當污物堆積產生的阻力大于耙斗自重時，耙斗則不能下降。多孔攔污柵共用一臺抓斗式清污機時，總體工作效率相對較低，對于突發(fā)性集中清污處理的能力略顯不足。

3.2? ? 回轉式清污機的特點

回轉式清污機是集攔污柵和清污機于一體的連續(xù)清污裝置。以攔污柵為基礎，通過繞柵回轉鏈條驅動清污齒耙，實現攔污及清污目的。每一個進水口都必須單獨布置一臺回轉式清污機，且回轉式清污機清污深度不宜超過30 m。

回轉式清污機是通過齒耙繞柵回轉，達到清理柵體過水斷面的目的，齒耙回轉速度為0.1 m/s，以青山右岸攔污柵10 m高度為例，每100 s有最少4支齒耙通過同一斷面，高效的清污能力可以保證柵體的過水通暢。

每個進水口都需要安裝一臺回轉式清污機，本站共有6孔，則需要安裝6臺回轉式清污機，項目首次投資略高。

回轉式清污機操作方便，維護工作量小，無需專業(yè)人員，一般的工作人員經過簡單培訓都可完成操作。

根據本電站的實際情況，我們對兩種清污機進行綜合比對?；剞D式清污機設備總造價120萬元，將進水口上游加寬至5.2 m，設備自帶攔污柵，不必單獨制造，操作方便，既可單孔清污，又可6臺同時清污，單臺清污效率30 t/h，6臺共計180 t/h，減速機一年更換一次機油。而抓斗式清污機設備總造價68萬元，新筑排架，用于固定抓斗式清污機的行走梁對于原攔污柵來說不能配合抓斗清污機，需要重新制造，共6件約48萬元，需要專業(yè)人員操作，對每孔逐個清污，最大效率30 t/h，需對液壓系統(tǒng)、減速機、電氣、行走、起落、張合多個部位進行維護保養(yǎng)。兩種設備均對原通道無影響。

通過綜合比對，兩種清污機在本站使用的綜合造價基本相同，但回轉式清污機從效率到操作維護各方面均優(yōu)于抓斗式清污機，因此，回轉式清污機更適合青山右岸水電站的實際清污情況。

4 應用效果

鑒于清污機本身的結構特點，其阻水率要大于攔污柵的阻水率，所以清污機向上游面平移1 m，同時增加了設計寬度，加大了設備過水面積。由于攔污柵清污不及時，柵體表面不可避免地存在污物，而清污機可以連續(xù)清污，污物在柵體殘留較少。從應用效果來看，相同運行方式下，使用清污機后機組效率較之前有明顯提高。

4.1? ? 經濟效益的改善

回轉式清污機的安裝使用一方面降低了清污的勞動強度，另一方面避免了機組停機、被動棄水等情況，提高了水資源的利用率和機組效率，提升了電站經濟效益。通過青山右岸電站提供的2017年、2018年實際發(fā)電效益對比數據（表1）可以看出：2018年使用回轉式清污機后的發(fā)電量比2017年采用人工清污方式的發(fā)電量有明顯增加。

4.2? ? 管理方式的改變

一種新設備的應用，一種新的清污工作方式，必然需要新的管理方式與之相適應?；剞D式清污機作為一種機械設備，需要嚴格執(zhí)行相關的操作規(guī)程和潤滑規(guī)程，定期檢查設備運轉情況，及時發(fā)現設備隱患，以保證設備安全運行。同時，回轉式清污機作為一種水工水利設備有其自身特點，首先回轉式清污機一般都安裝在室外，風吹日曬雨淋，溫度變化大，對設備使用壽命有一定影響;其次清理的污物種類多，有水草、樹木、動物尸體及各種生活垃圾等，可能造成齒耙卡阻、安全銷剪斷等故障;再有回轉式清污機使用季節(jié)性強，汛期污物較多，使用頻繁，工作強度大。因此，需要建立一套合理的設備管理流程，以保證回轉式清污機的正常運行。此外，回轉式清污機清理的污物量大，且相對集中，如何周轉和處理設備也是管理單位必須考慮的一個問題。

5 回轉式清污機的運行

5.1? ? 回轉式清污機運行中的注意事項

（1）雖然回轉式清污機運行效率高，但也要及時運轉回轉式清污機，避免污物堵塞嚴重，水頭損失影響發(fā)電，同時污物被水壓附在柵體上，對清污造成一定的困難。

（2）運行時盡量避免無人值守，因為河道內污物形式多樣，當出現較大的污物時，需人工及時作出應對，避免對設備造成不可修復的損傷。

5.2? ? 維護保養(yǎng)

（1）安全銷被剪斷后，要及時更換，運行時注意正反轉點動配合，對安全銷剪斷原因進行分析排查。

（2）齒耙等傳動部件長期運行中會出現變形和磨損，日常應注意觀察，及時更換和校正。

（3）對于運動部件的防腐漆面損傷處可根據情況進行補刷。

6 結語

從青山右岸水電站回轉式清污機的應用和實踐來看，達到了設計要求，不但解決了電站清污難題，避免了因清污造成的停機、棄水等情況的發(fā)生，而且改善了過流條件，提高了機組運行效率。同時，由于河道中的水草污物得以清理，保護了環(huán)境，減少了大量水草對澧水水質的影響，取得了良好的社會效益。青山右岸水電站回轉式清污機的設計和應用，為類似電站清污方式的選擇或攔污柵技術改造提供了一種可行的借鑒方案。

收稿日期：2019-12-10

作者簡介：張澄（1966—），男，湖南臨澧人，工程師，主要從事水電站管理工作。