前进固液分离设备系列介绍（一）
抓斗式清污机
抓斗式清污机工作原理：
除污时，通过行程开关控制，使机架移动到需清污的格栅位置，当上下机架对位准确后，耙斗才可顺利下放除污▪对于宽幅格栅，除污机除污完毕移动一个齿耙有效宽度，继续除污，直至格栅栅面污物清除完毕，栅前后水位差达到正常值时为止▪对于多沟渠分布格栅，除污机除污完一个沟渠的格栅后，移动至另一沟渠，继续除污，直至所有沟渠格栅栅面污物清除完毕，栅前后水位差达到正常值时为止▪结构特点门式移动抓斗清污机，主要结构包括四个部分，抓斗装置、龙门式桁车、导轨、水下格栅▪ 抓斗装置由二片抓斗组成，抓斗选用不锈钢材质，中间有活动铰链，上 部用工程油缸连接，通油时能使抓斗闭合▪ 清污部分，包括由钢丝绳、卷筒、电机减速机组成的提升装置、油箱及 油管伸缩卷筒等零件组成▪ 行车导轨，包括矩型长导轨及支撑悬空架设导轨的数组立柱组成▪ 龙门式桁车，主要由龙门架、行走端梁、行走装置等构成▪
安装前准备：
前进水工机械厂要求贵方须提供施工的现场条件：
1、必须在完成设备基础的条件下，提供平整的场地▪
2、提供施工所必须的水、电条件及时到位▪
3、及时提供设备卸货、吊装、就位的机械设施▪
前进水工机械厂专注水利事业， 为了提高清渣效率，减少电能损失，我们调查了多种型式的格栅清污机在水电厂的应用情况，结 合使用场地进水口的水流流速、流态、渣物性状、场地安装条件，对各种型式的清污机进行了详细分析， 重点比较了回转式、反爪式、抓斗式清污机的优缺点和在本厂的适应性，***后研发出适合不同场地使用的多种型号的格栅清污设备▪各种型号清污机运行情况良好，清污效果显著▪
现将投入运行的格栅清污机及应用情况介绍如下：
１结构型式与布置 该清污机主要由支柱及导轨、载重滑车、抓斗装置、电控系统组成，三孔拦污栅只用一台清污 机
★支柱、导轨 支柱由ｌｏｍｍ厚钢板卷制而成，支撑艇个导轨和清污机的重量▪行走导轨也用钢板制成，为安装在滑车上的减速电机、滑轮、缆绳滚筒以及抓斗提供支撑，并满足载重滑车的行走▪导轨一般延 伸至渣物排放区▪支柱导轨可以安装在地面上、墙面上，适应各种进水口土建条件，包括弧形的场 地▪
★载重滑车 转载了清污机的所有驱动设备，包括以下几个部分： （１）行走系统：由减速电机、行走滑轮、水平支撑滑轮等组成，行走滑轮直接安装在减速电机 齿轮箱的输出轴上，经一对自由支撑滑轮，保持滑车与轨道之间的平衡▪控制滑车沿行走轨道水平 运行▪ （２）升降系统：由升降减速电机、缆绳、滚筒等组成，控制抓斗上升、下降▪ （３）抓斗控制装置：由油箱液压泵、高压油管路、活塞等液压控制系统组成，控制抓斗的张开、 合拢▪
★抓斗装置 抓斗装置包括不锈钢抓斗本体、液压控制装置及钢丝绳提升装置，悬挂在滑车下方，在滑车下 部装有防止抓斗水平方向晃动的平衡装置，当抓斗被提升至顶部时保证滑车行走稳定，防止抓斗摇 晃▪
★电控系统 手动与自动控制回路、继电保护、信号报警等电气控制系统安装在一个电控箱内▪自动控制由 ＰＬＣ编程实现，可以通过触摸屏设定时间或液位差来启动和控制清污机的工作▪所有电控线缆全部 布置在支柱和行走轨道内，故障信号报警器装在支柱上▪
２工作过程
★手动控制 通过操作按钮盒上的按钮控制滑车沿轨道行走至任意位置，将抓斗下放，抓斗插进拦污栅栅片 之间，利用抓斗的自重将渣物刮下，通过控制抓斗的合拢将渣物抓取，然后提升出水面，将滑车移 动至渣物排放处，张开抓斗，丢放渣物▪
★自动控制 通过ＰＬＣ设置▪定的时间周期，或者将拦污栅的栅差压力信号送到ＰＬＣ，用栅差的设定值这种 方式之一启动清污机自动运行▪一经启动，清污机按顺序方式进行清污工作▪工作时，滑车沿轨道 移至***个位置，即三孔拦污栅的一末端，滑车停留在此位置，抓斗自动向下运行，抓斗在下降的 过程中，将垃圾向下推到栅条底部▪到达底部时由预先设置的限位感应开关使抓斗向下的动作停止， 液压泵电机启动，供油阀打开，抓斗合拢抓污，然后向上运行，当抓斗到达顶部后，滑车沿轨道移 动至卸渣处，张开抓斗，把污物放下，液压泵电机停止工作，ＰＬＣ控制电控系统重新运行▪然后滑 车和抓斗移至第二个抓污位置，重复上述动作▪抓斗抓污位置的多少取决于所有拦污栅的总宽度， 每一个抓污位置通过在轨道上安装限位开关来设置，抓斗上升至顶部和下降至水底的位置通过安装 在由主提升轴驱动的旋转臂位置来设置▪当所有抓污点都被清污处理过后，滑车返回并停止在渣物 排放区▪
该型号产品技术参数 如下： 盛大负荷 爪斗宽度 抓斗草量 导轨长度 提升速度 行走速度 ５００ｋｇ ２．２ｍ １２００ｋｇ ３５ｍ １０ｎ’ｄｍｉｎ ２０ｍ／ｒａｉｎ 特别需要指出，拦污栅的安装倾角和格栅的水平固定方式决定了齿耙能否插入栅片之间，抓斗小插入栅片之中，就１ｉ能捞取卡在栅片中和纠缠丁栅片周围的渣物，只能捞取栅前的漂浮物▪抓斗 重＿蜃影响抓斗下水后能不能稳定，如果水流紊乱、流速大、起漩涡，抓斗下水后就漂浮不定▪这两 个问题严重制约清污效果▪新建水电站可以通过设计解决这些问题，对于已建成的水电站，如果拦 污栅是垂直放置或栅片与栅片之间用穿过栅片的横筋作加强筋吲定的，一定要对拦污栅予以改造， 否则抓斗的齿耙不能插入栅片之间，不能清除卡在栅片之问的污物▪塑料、布料、橡胶、杂草、蔓 藤等这类软质污物极易卡在栅片之间或缠绕—ｒ栅片周围，越积越多，越裹越紧，更容易堵塞拦污栅▪
用清污机每斗能 捞起几十至几百千克以上渣物，作业１小时能打捞几百至几千千克污物，客户反馈信息，曾在５小时内打捞起 ５０００ｋｇ各种渣物▪大大减轻了人工捞渣的劳动强度，消除了清污人员的安全隐患，提高了捞渣效率， 并能把栅片之间及缠绕在栅片周围的塑料、橡胶、杂草等污物全部捞出，始终保持拦污栅前后无水位 差▪清污机能够长期连续运行，工作可靠，故障率低
3．清污机捞渣实物照片 使用清污机清污，减少了水头损失，减少了压负荷的次数和时间，减少了放空水库并利用压力 隧洞回流反冲渣物的次数、减少了停机处理导叶剪断销及磨擦装置故障的次数、减少了停机进入水 轮机蜗壳清理流道的次数，增加了发电量，经济效益显著▪现将具体效益简单计算如卜．：
★ 减少水头损失增加发电量 改造前，人工捞渣，栅差常达Ｏ．８～１．２ｍ，产生了水头损失，计算时取ＡＨ＝ｌｍ，引用流量７１．１９ｍ３／ｓ▪ 电站接入大网运行，，根据负荷曲线机组都要同时开出，每天峰甲段都受影响，影响负荷时间１６小时， 丰水期有三分之一的时期存在这种影响▪丰水期因水头损失影响负荷的时间： Ｔ１＝（１８０天×１６小时）－－３＝９６０小时 取水能转换效率：”＝０．８ 改造后基本消除了栅差，丰水期减少水头损失增加发电量： Ａ１＝９．８１�9�9 ０‘ＡＨ�9�9 －ｑ�9�9 Ｔ１ ＝５３琵ｋＷｈ
★减少压负荷时间增加发电量 改造前，人工捞渣栅差在ｌｍ以下时，尽量不压负荷运行▪栅差超过ｌｍ时，不得不压负荷▪进 行人工捞渣，每次压负荷３０００ｋＷ～７０００ｋＷ，有时达到１００００ｋＷ，取平均压负荷Ｐ２＝５５００ｋＷ▪人 工捞渣将栅差降到１ｍ以Ｆ并恢复负荷曲线，一般需要３小时▪丰水期总共压负荷小时数Ｔ２＝６０小 时▪改造后，丰水期没有发生压负荷捞渣现象，减少压负荷时间增加发电量： Ａ２＝Ｐ２�9�9 Ｔ２ ＝５５００ｋＷ×６０ｈ＝３３万ｋＷｈ ２００４年度金国水电厂学术年会
★减少放空水库利用隧洞回流反冲时间增加发电量 进水ＬＪ拦污栅的限制栅差为２ｍ，为了安全起见，电厂一般在栅筹达到１．５ｍ时减负荷至零，放 空水库利用隧洞回流反冲渣物，每次历时２～３小时，一般４天需放空反冲一次，有时一天需放空反 冲２次，***多一天达３次▪汛期遇洪水时均需放空反冲，按实际发生情况取Ｔ３＝３０小时▪改造后无 需放空反冲丰水期减少放空反冲时间增加发电量： Ａ３＝ｐ�9�9 Ｔ３ ＝９００００ｋＷ×３０ｈ＝２７０万ｋＷｈ
★减少停机处理进入水轮机蜗壳渣物时间增加发电量 改造前，常有术块、树棒从进水口拦污栅进入压力隧洞并冲八水轮机蜗壳，造成机组振动或剪 断销剪断、导叶磨擦裴置错位▪汛期每台机停枫４～５次，处理剪断销和导叶磨擦装置故障或进入蜗 壳清理流道▪停机处理导叶磨擦装置、剪断销故障每次需２小时，进入蜗壳清理流道， ‘般需６小 时▪每台机平均按处理剪断销及导叶磨擦装置３次，进入蜗壳处理流道３次计算，改造后，这种情 况各减少１次，丰水期增加的发电量： Ａ４＝Ｐ—Ｔ４ ＝３ｘ３００００ｋＷ×１６ｈ＝１４４万ｋＷｈ 安装清污机后增加发电量的总和： ∑Ａ＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４ ＝５００万ｋＷｈ 这部分电能按输送效率为０．９送给火网，每千瓦时按丰水期综台平均单价Ｏ．２２元计算，则电能 价值达９９万元▪ 装设该清污机并将三孔拦污栅栅片改造成斜栅，投资９７万元，一年即可收回成本▪选用的清污 机配置不同，投资有所差异，挽回电能经济损失的数额不同ｉ投资回收年限也由有差异▪总的来说， 一次投资，长期获益▪该清污机投运后，维护费用甚微▪
4，结束语 抓斗移动式全自动清污机适合现有场地空间、土建要求低，易于安装；作业面积广，进水口无 论有几孔拦污栅，只需装一台机，性价比高；可以将堵塞于污栅上的全部渣物从上至下清除，能处 理各种不同杂物（水草、橡胶制品、树干、城市污物、生活垃圾等），齿耙能插入栅片中剔除栅片之 间和周围的缠绕物，处理性能好；抓斗上下运动不用导轨，无磨擦，能耗小；一次能抓取几百公斤 重的垃圾，处理量大；电控系统采用ＰＬＣ及触摸屏控制，实现全自动清污处理，适用于“无人值班， 少人值守”水电站▪无永久浸泡部件，故障少，维护量极低▪其缺点是需要倾斜式拦污栅作为配合， 垂直式的拦污栅需作改造▪ 红叶二级水电厂根据取水口的布置情况，采用一台新型抓斗移动式自动清污机，对三孔拦污栅 实施清污，同时对拦污栅及其栅片组装与加强方式进行了改造，从运行情况来看，技术成功，费省 效宏▪
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