浅谈南坪电站首部清污机改造

芶方顺（国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂，四川都江堰611830）

浅谈南坪电站首部清污机改造

芶方顺（国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂，四川都江堰611830）

因南坪电站首部GD型抓斗移动式格栅清污机捞渣时总体工作效率较低，造成闸前栅差超过最大允许栅差，机组被迫减负荷。针对此问题现提出改造方案。

首部；清污机；改造

1 电站简介

白水江系白龙江上游河段右岸的一级支流，发源于四川阿坝藏族羌族自治州的岷山山脉，白水江干流全长287km，天然落差2958m，水利资源理论蕴藏量61.5万kW，干流梯级开发方案为“一库七级”。

南坪电站属一库七级方案中的第六级梯级电站。电站于2006年4月开工建设，2009年6月正式投入商业运行。装机容量3×27MW，单机额定流量34.5m3/s，水库库容7.8万m3，无调节。闸前运行上限水位1377.5m，闸前运行下限水位1376m，调节水位1.5m，闸前最大栅差不超过1m。与上游黑河塘电站实现联合调节，本工程为单一发电工程，无防洪、航运等综合利用要求

2 首部枢纽组成

首部枢纽由泄洪闸、冲沙闸，左、右岸挡水坝段和进水口等建筑物组成。取水口安装两扇6.0m×9.0m拦污栅，和一台GD型抓斗移动式格栅清污机，用于强制抓取拦污上漂浮的水草、植物秸杆漂浮物、树干、塑料筒等水中垃圾。

3 存在问题分析

南坪电站水库距九寨沟县城1km，天然来水流经县城后，整个县城的居民生活垃圾全部进入河道，加之上游流经九寨沟旅游景区旁，使得南坪电站水库成为一个“垃圾回收场”。在这种情况下为保证机组正常运行，闸前拦污栅栅差维持最小，电站首部人员每天必须花大量时间对库区进行捞渣。但GD型抓斗移动式格栅清污机捞渣时总体工作效率较低，特别对于突发性、集中来污等情况下捞渣效果不理想。具值班人员统计，首部人员每天捞渣时间均在5h以上，但就这样高强度的工作量还不能保证闸前栅差在最小运行，造成栅差过大不能满足电站的安全运行，闸前拦污栅栅差还经常超过最大允许栅差1m，申请省调减负荷不同意，在2011年1月至2011年11月造成电站强减负荷达70次，被省调考核总电量多达506231.00（kW/h）。见附表1。

运行人员为避免因栅差大强减负荷造成省调对电站的电量考核，经常利用夜间系统低负荷时间段，临时申请省调机组全停库区反冲。在汛期水质好的情况下基本上一个星期反冲一次，枯水期2个星期反冲一次。汛期水质差时反冲一次需用时间1h左右，平均损失电量5万度，枯期反冲时间也需要40min左右，平均损失电量3万度。

表1 发电量损失数据统计表

以上数据表明GD型抓斗移动式格栅清污机总体工作效率较低，造成的损失是非常大，对改造GD型抓斗移动式格栅清污机是迫在眉睫的。

图1

4 抓斗式、回转式清污机对比

目前在国内各地使用的清污机，根据其结构特点和使用特点主要可以分为抓斗式清污机和回转式清污机两大类。

抓斗式清污机主要由抓斗、起升机构、行走机构、机架及电器等主要部件组成。抓斗式清污机可以沿拦污栅顶部工作桥上的轨道行走，对各孔拦污栅进行清污，所以抓斗式清污机适用于在多孔拦污栅或多片拦污栅横向并排布置的进水口进行清污。抓斗式清污机的清污深度较深，可以达到50～60m。

抓斗清污机的特点：

（1）抓斗抓取污物时，上耙齿靠自重或者液压油缸的推力强制抓取拦污栅上漂浮的水草、植物秸杆漂浮物、树干、塑料筒等水中垃圾。

（2）液压抓斗清污机中的液压抓斗可以与坝顶门机或回转吊（悬臂吊）配套使用，只需将液压抓斗中的电缆与操作箱接通即可。

（3）抓斗式清污机操作类似与挖掘机作业，需要由专人操作，并具备一定的经验与技巧。

（4）抓斗式清污机自身具备行走机构、起升机构、机械或液压启闭机构，功能集成度高，相对故障率高、维护费用高。

（5）抓斗单斗清污量虽然较大，但由于工作行程周期较长，以10m栅高为例，耙斗运行速度约0.1m/s，每个工作周期约合360s，加之多孔共用一台耙斗，此用彼停，总体工作效率较低，对于突发性、集中来污处理效果不理想（见图2）。

回转式清污机和拦污栅是互为一体的，拦污栅的主体即为清污机的支承体。回转耙齿式清污机的拦污栅栅条焊在拦污栅主框架上，耙齿在链条的带动下绕拦污栅回转，耙齿将污物带上来。回转耙齿式清污机主要由驱动装置、链条、耙齿、传转轴及电器等部件组成，其中链条采用大节距不锈钢链板。每一个进水口需布置一台回转耙齿式清污机。回转耙齿式清污机的清污深度不宜太深，一般不超过30m。

图2 抓斗式清污机工作原理图

回转式清污机特点：

（1）回转式清污机清污效率大大高于抓斗清污机，由于回转式清污机安装有多道齿耙，齿耙间隔2.5m，齿耙运行速度约0.1m/s，以10m栅高为例，平均每100s内可有多达4道齿耙轮流梳理过栅条，能够随时保证栅面过水通畅。

（2）回转式清污机比抓斗式清污机使用维护方便，操作简单，无需专业技能人员，一般工作人员均能轻易操作。

（3）对于多孔进水口，采用回转式清污机的一次性投资略高于抓斗式清污机，对于孔口较少的进水口，二者一次投资基本持平。

图3 回转式清污机工作原理图

表2 抓斗式清污机与回转式清污机综合对比

（4）回转式清污机无需铺设轨道，它比抓斗清污机占用场地小，污物后处理方便（见图3、表2）。一定会比南坪的水质好，为何要设计六台回转格栅式清污机呢？不得不说南坪电站设计的抓斗式清污机是非常失败的。

两站取水口比较，见图4。

图4

6 结束语

由以上抓斗式清污机与回转式清污机综合对比不难看出南坪电站首部捞渣使用回转格栅式清污机优于使用GD型抓斗移动式清污，为保证电站的安全经济运行，减轻运行人员的劳动强度，建议将GD型抓斗移动式清污机改造成回转格栅式清污机。

具体实施需专业人员到现场查勘后，提出设计、施工方案、报价等，在此本人只是提出个人看法。

[1]黑河塘项目部.南坪电站库区反冲损失电量统计表.2011.

[2]黑河塘项目部.删差大申请减负荷不同意，强减负荷造成欠发电量统计.2011.

[3]无锡俊达机电有限责任公司.GD型抓斗移动式格栅清污机说明书. 2011.

[4]曲阜恒威机电有限责任公司.回转式清污机说明书.2011.

5 实例比较

南坪电站取水口安装两扇拦污栅和一台抓斗式清污机，装机容量3×27MW，单机额定流量34.5m3/s。位于南坪电站下游0.5km处的青龙电站首部，取水口安装六扇拦污栅和六台回转格栅式清污机，装机容量 3×34MW，单机额定流量44.26m3/s。两个电站均为一家业主，一家设计单位，两站在引用流量相差不大的情况下，而青龙电站又经过南坪电站，水质

TV732.2

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2095-2066（2016）32-0027-02

2016-11-2

芶方顺（1976-），男，工程师，大专，主要从事电力运行工作。