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拦污栅:保障水泵正常运行的必备附属建筑物

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)拦污及清污装置设计一般把拦污栅装置在泵站引水渠末端或进水流道前,用以拦阻水流挟带的污物,如水草、木块、浮冰、死畜等,不使污物进入流道以保护水泵、阀门、管道等使其不受损害,并保证水泵机组正常运行,也是泵站不可缺少的一种附属水工建筑物。拦污栅的形式及布置与下述因素有关。对需要起吊拦污栅清污的情况,拦污栅可做成活动式,也设支承行走与导向装置;对于水力冲洗清污的拦污栅,常做成旋转滤网式拦污栅结构。

拦污栅:保障水泵正常运行的必备附属建筑物

(一)拦污及清污装置设计

一般把拦污栅装置在泵站引水渠末端或进水流道前,用以拦阻水流挟带的污物,如水草、木块、浮冰、死畜等,不使污物进入流道以保护水泵阀门、管道等使其不受损害,并保证水泵机组正常运行,也是泵站不可缺少的一种附属水工建筑物。

拦污栅是由直立的栅条连接而成,栅条一般由扁钢做成,在栅面四周用角钢槽钢加固,沿高度方向可设二层或多层;对于重型拦污栅,栅片后的构架与平面闸门一样,是由主梁、端柱、纵向及横向连接系组成的型钢组合结构,如图4-22所示。

目前国内已建轴流泵站的拦污栅,大都是垂直设在进水流道闸门前的进口处 (还有设在流道内的)。这种布置形式,可以利用流道的隔墩做拦污栅支墩,但由于离流道进口太近,使流道内的流速分布不均匀。同时垂直设置不便清污,易于使污物在栅前堆积或堵塞拦污栅,减少了进水流道过水断面,影响流态,恶化水泵进水条件,有可能使水泵空蚀性能变坏。此外,由于拦污栅的堵塞,使过栅水头损失加大,必然也增加水泵的运行费用。

在国外对倾斜式机械清污的拦污栅已经普遍采用,有时还采用前后两道粗细不同的拦污栅,如图4-23所示。这种形式的水工建筑和设备投资虽大,但清污效果好,可以避免由于清污不及时而引起的水头损失。

图4-22 拦污栅栅条结构图

图4-23 两道拦污栅 (离程单位: m; 尺寸单位: mm)

影响拦污栅水头损失的因素很多,除拦污栅的形式、倾角、栅条形状、厚度及间距等因素外,还与通过拦污栅的流速平方成正比。拦污栅的安装位置,栅前堆积的污物是否便于清除又对过栅流速有影响。如拦污栅设在大型泵站进水流道进口处,不仅过栅流速较大,而且会使进水流道内的流速分布不均,降低水泵的效率和空化性能。

(二)拦污栅的形式及其布置

泵站常用拦污栅一般为平面拦污栅,当孔口较大或过栅流速要求较小时,可采用曲面拦污栅。其位置要求与进水流道有一定的距离,且过栅流速为0.5~0.8m/s较好,又要便于清污。拦污栅的形式及布置与下述因素有关。

1.拦污物质的种类、性质、数量

河道上取水的泵站,往往污物较多,有的还有较大的漂浮物或浮冰,对这样的取水条件可设置粗、细二道拦污栅。第一道粗拦污栅主要拦截船只、浮冰、死畜等较大的漂浮物,要求刚度大,栅条间距可大一些,一般取100~200mm;第二道拦污栅主要是拦截一般水草或较小的漂浮物,栅条间距与水泵最狭处的间隙有关,一般取50~100mm 。拦污栅设在检修闸门的上游,有时检修闸门槽也可作为一道拦污栅槽,当需要检修时可提取拦污栅,放下检修闸门;对渠道上取水的泵站,进口污物一般为水草、树叶等,数量也少,可设一道拦污栅,栅条间距一般为70~100mm;但对平原湖区的大型泵站,由于污物种类较多,可以设置粗、细二道拦污栅。当污物较小,水泵最狭窄处间隙更小时,由于过栅流速也要求较小,平面拦污栅就满足不了过栅流速的要求,此时可做成曲线形拦污栅。

2.拦污处的水位及荷载条件

对于水深较大的露顶拦污栅,可做成上、下两层或多层结构,但每层高度要适宜,一般不小于宽度的1/3,也不宜大于4.0m,以便于制造,也便于检修。对于承受荷载较大、面积尺寸较大的情况,可采用重型拦污栅(有梁、柱、支承等连接件)或拱形拦污栅,以免工作时变形脱槽。

3.清污方式

对于人工清污的拦污栅,倾角为45°~70°,高度在5m 以上时,要设置中间作业层;机械清污时,倾角可达70°~80°。对需要起吊拦污栅清污的情况,拦污栅可做成活动式,也设支承行走与导向装置;对于水力冲洗清污的拦污栅,常做成旋转滤网式拦污栅结构。

(三)清污装置

1.人工清污

目前已建的泵站一般采用人工清污齿耙进行清污,即由人工站在便桥上进行清污工作。这种方式工作效率低,对于污物较多的地方,不可能满足泵站的清污要求。还有的泵站是用起吊拦污栅清污,即将挂有污物的拦污栅,用起吊设备吊至工作桥或河、渠岸边进行清理,将备用拦污栅或清理好的拦污栅再放下拦污,这种方式清理场面较大,需要较宽的工作桥,同时清污效率也不高。

2.机械清污(www.xing528.com)

当拦污栅面积较大、污物较多时,有条件的地方可采用机械清污。

(1)耙斗式清污机。有固定、移动、单轨悬吊式三种形式,由机架、驱动机组、耙斗等组成,可用在深式取水口上,如图4-24所示。

如图4-24中齿耙由吊索A 、B所支持,运用时将A索拉紧,此时齿耙就离开栅面,然后放松B索,整个齿耙借自重下降,使其达到底部时将A索放松,齿耙就嵌入栅面的栅片间,然后提升B索,即可将滞留在栅面上的污物随同齿耙一起带上岸。A、B索是由绞车来操作,齿耙机可沿轨道升降,也可没有轨道而沿栅面滑动。

图4-24 耙斗式清污机的清污齿耙

图4-25 回转耙式清污机

1—电动机;2—拦污栅;3—齿耙;4—链条;5—从动链轮

(2)回转耙式清污机。由驱动传动机构、回转链条、齿耙、主从动链轮等四部分组成,如图4-25所示,用于污物为水草、枝叶、菜皮等体积较小、但数量较多的情况。这种清污维护方便。

(3)抓斗式清污机。适用于栅前堆积或漂浮粗大的树根、石块、泥沙、树干或其他潜沉物的情况,工作原理与抓斗式挖土机基本相同。

此外,还有栅链回转式清污机,其本身具有拦污栅的作用,适用于水流中挟带大量的各种较大的脏污物,如树根、漂木、垃圾等情况。

(四)传送装置

清污机捞起的水草等污物需要用传送装置运出泵站外进行处理。对于水草特多的大型泵站,应该预先考虑运送方式。针对处理和利用的问题,通常可以采用以下几种传送装置,如图4-26所示。

图4-26 传送装置

(a)可动式皮带运输机;(b)倾斜翻板式运输机;(c)吊斗式提升机

1.可动式皮带运输机

将清污捞起的水草等污物通过传送带水平运出,并通过倾斜传送带向车辆输送,或存放在料斗内。传送带的仰角一般不超过30°。

2.倾斜翻板式运输机

在循环链上安装钢板制成的平板,随着循环链的运动,平板上的污物将送往渠道两侧,这种形式适用于大型泵站。

3.吊斗式提升机

将皮带或平板传送带运送来的污物放入大型吊斗内,吊斗沿着支架大致按垂直向提升,并将污物投入料斗,然后由拖拉机或卡车运走。与倾斜运输机相比,它占地面积小,但不适合处理粗大的污物。

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