中小水电拦污清污方式研究

中小水电拦污清污方式研究

陈文明 陆龙现

贵州蒙江流域开发有限公司 贵州 都匀 558000

摘要：近年来，水电站拦污清污技术得到了快速发展和广泛应用，研究其相关内容及改进措施有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了悬挂抓斗式清污机清污方案。在对问题的分析，结合电站相关实践经验，深入探讨了直立滑动拦污栅与增力耙斗式清污机相结合的尝试，阐述了个人对此项工作的几点看法与认识。

关键词：水电站；拦污清污技术；分析、改进；增力耙斗式

1引言

作为水电站应用过程中的重要技术，拦污清污技术的关键地位不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升水电站拦污清污技术的实践水平，从而为水电站的良好应用提供最为可靠的保障。

2概述

随着我国作为可再生清洁能源的水利资源的不断开发，水电站的兴建也越来越多。在水能变为电能的过程中，为了尽量减小能量的损失，把分散的水流能量集中起来，需要修建一系列建筑物，在水电站建筑物中，拦污栅是不可缺少的设备，一般设置在进水口处用以拦阻水流中所携带的各种污物，以保护机组，流道不受损害，保证设备的安全运行。但这些工程在运行时都面临着同样一个问题一一进水口的污物处理。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，危机电站的正常工作，造成重大经济损失。

3 悬挂抓斗式清污机清污方案

水电站现有拦污栅污清污方案采用在进水口布置拦污栅，利用悬挂式抓斗进行清污。在实际运行中，因悬挂抓斗式清污机不能很好的应用于水电站，机组运行时无法安全、快速的清污，严重影响到机组出力和电站安全经济运行，且每年清污13次均靠外聘潜水员进行水下清污，清污频次较高，清污时间长，安全风险大。

4 现有清污机存在问题分析：

①静水提爬式清污机自重太轻，正常发电动水情况下抓斗不能下水，只能清理漂浮垃圾，而影响发电的拦污栅底部垃圾不能清理；若遇拦污栅上有树枝卡住时抓斗闭合不严，此时拦污栅前水流漩涡较大，抓斗就不能正常工作；

②清污机抓斗较窄，清污面积偏窄；

③悬吊梁高度不够，抓起长树干时无法移动；

④清污机额定抓起重量不足，如遇有抓起树枝卡住拦污栅过载保护不灵时，容易发生钢丝绳断裂或电机损坏事故；

⑤清污机没有集料斗，每抓起一次必须移动到垃圾存放处倒掉，工作效率极低。

⑥清污机抓斗无固定轨道，清污时抓斗晃动较大。

5 清污机清污研究的必要性：

①原有清污机无法完成清污，每年因拦污栅堵塞影响过流量造成发电量的损失，对水电站的经济运行影响极大。

②外聘潜水员下水清污，造成机组非计划停运，且存在安全隐患，清理费用较高。

③该清污机抓斗自重不足，加上水电站拦污栅是垂直90°布置，抓斗没有固定轨道，无法有效清理拦污栅栅体上的垃圾。

④取水口孔口高5米，拦污栅正常运行水位高15米，清污机不能清理水下部分的垃圾。

⑤移动式抓斗清污机不适用深度超过8米的深水清污，且抓头与拦污栅不能紧密配合，无法清理拦污栅栅体上的垃圾。

6 直立拦污栅与增力爬斗式清污机相结合的尝试

经过对水电站垃圾的分析，拦污栅的结构与清污方式的研究，对水电站的拦污、清污方式提出改进：将平板直立式拦污栅和增力爬斗式清污机二者有效的结合起来，利用其各自的优势，形成立式拦污栅与轨道式爬斗清污的一种新型拦污、清污模式。

在开展流域垃圾种类研究分析后发现，流域河道垃圾主要有两类：①大块的垃圾：一般为半沉木、树根，有时甚至还会有动物尸体等；②成片的漂浮垃圾：如漂浮的树枝、秸秆、塑料以、泡沫和杂草等。这些垃圾在河道垃圾中占有极大的比重，尤其在汛期，由于漂浮污物过多，导致栅前污物无法及时清除，在栅前聚集大片的污物，人踩上去都不会下沉，形成一片垃圾“浮桥”枯木、树根和动物尸体等大块垃圾在进入进水口时，一般会随着水流流态的变化而使其位于水流的中、下部左右，这样的垃圾撞击拦污栅，会给拦污栅带来相当大的冲击力，威胁机组的安全。而漂浮的树枝 秸秆、塑料、泡沫和杂草等垃圾在进入进水口时会随着水位变化，不断的吸附到拦污栅栅体上，堵塞拦污栅的过流面。因库容较小，垃圾大多聚集在进水口，随着水位的下降，这些漂浮垃圾会不断的吸附在拦污栅表面，当水位反复升降时，拦污栅上的垃圾不断叠加，减小拦污栅的过流能力。针对电站垃圾聚集层面广，为有效清理拦污栅底部的垃圾和中上层漂浮垃圾，提出了轨道式爬斗式清污的模式，将爬斗与拦污栅紧密结合，有效清理拦污栅前的各种垃圾。

这种平时污物较少，汛期漂浮垃圾多，位于中、下部大块垃圾对拦污栅冲击力较大的特点，提出了这种下部平板直立式拦污栅上部增力耙斗式清污机的一种新型拦污、清污模式。

7 结语

实践证明这种新型拦污、清污模式清污工作效率高，实现了动水清污，提高了机组的运行可靠性和发电效率，彻底解决因垃圾堵塞，影响发电效益的问题，并且操作简单、设备运行可靠、维护、检修简便，提高工作效率，满足安全、管理、环保的要求。

截止2018年底我国已建成农村水电站4.6万多座，总装机容量8044万千瓦，年发电量近2346亿千瓦时，分别约占全国水电装机总量和年发电量的23%和19%。若将这种清污模式推广应用，每年约增加发电量42亿千瓦时。

参考文献

[1]林可冀，吴义航.体现科学发展观的李仙江土卡河水电站设计[J].水力发电，2014(10):88-89.

[2]赵红涛，李晓理，杨永忠.径流式水电站设计最低尾水位技术的研究与应用[J].中国水能及电气化，2014(09):115­116.