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【摘要】本文论述了电动清污机在低水头大流量小水电站中的制作安装技术，要注重结合土建改造，增加发电量等内容。
【关键词】电站清污 发电量 经济效益
一、电站概况及存在清污难题
大村水电站位于金秀瑶族自治县桐木镇龙庆村邓池屯，是引用盘王河水引水式电站，坝址以上控制集雨面积161.63km2，设计引用流量7.5m3/s，水头11.5米，装机1×400+1×250千瓦，年利用小时数4180小时，两进水口的尺寸均为2.5×2.5m（宽×高，下同），设拦污栅处进水口上部有所扩大，按2.6×3.0m计，其400千瓦机组满发的过栅流速均为0.53m/s，经计算，其水头损失为0.02m。发电运行时除机组运行班外，还配备固定人员人工清污（正常时一人，洪水时期临时增2～3人）。由于站址以上集雨面积较大，流经人类聚居点多，河水往往具有流量大、垃圾多的特点。于2006年投产发电，到5月份第一次雨季来时，有大量的垃圾、各种树木、竹子、树根随河流漂浮而下，其中一部分漂浮物进入电站的引水渠道，这些漂浮物与半沉浮杂物进入了机组进水口拦污栅，造成拦污栅堵塞，当拦污栅前后压差增大至0.5米，机组必须减负荷运行或停机。据统计从投产发电至2008年汛期末，三年时间里因拦污栅堵塞停机是经常性的，机组满负荷运行总计不达到24小时，三年平均年利用小时数为2113小时，清污问题已严重影响大村电站正常发电及经济效益。
二、电动清污机设计及制作
2009年2月年度检修时，经过大村水电站投资股东研究决定设置电动清污机。为此，电站根据实际情况，在两处拦污栅各设置一台自制电动梳齿式清污机。清污机设计主要功能及工作原理：在拦污栅左右两头焊接轨道，轨道支撑清污机梳体上下运行。进行清污时，由起升机构通过起升绳，带动清污机梳体进行升降，清污机梳体下行至拦污栅条时，梳齿自动闭合，到清污的工位时下行自动停止，梳齿自动开启，齿头插入拦污栅体。清污机梳体上行清污时，由起升机构通过起升绳带动清污机梳体进行上升，上升时梳齿把拦污栅面垃圾括至前室挡土墙顶并自动停机，人工卸垃圾，完成一个清污工作循环。
根据大村电站已建进水室、拦污栅尺寸及上述工作原理，加高原拦污栅至前室挡土墙顶超0.3米，在拦污栅左右两头焊接轨道，轨道离拦污栅面0.6米；梳齿闭合时，齿头离拦污栅0.35米（也就是梳齿清理最大的物体），梳齿自动开启，齿头插入拦污栅体3.0厘米，以便清理陷入栅条内的杂物；梳齿采用4mm弹簧钢材，梳齿间距5.0厘米。动力变速机构主要由l台1.5kW的三相异步电动机（转速1450转/分）与转速比1：40的变速箱；左右各设置升降绳一根，间距1.8米，同轴卷轮升降，总行程设定5.5米；操作控制箱设在左侧，箱内安装15A闸刀开关一只、CJ10-10A二只、热继电器5A一只、三联按钮开关（上、下、停）一只，控制三相异步电动机正（上行）反（下行）转、停机。清污时，按下行按钮，梳齿下行（降）到清污的工位时触动梳齿机关，梳齿自动开启，下行工作行程开关（注：由卷轮圈数控制，设定36圈）停止；梳齿上行（升）至前室挡土墙顶0.4米触动上行工作行程开关停止，人工卸污，梳齿上行限位行程开关比前室挡土墙顶0.5米、
本次制作安装电动梳齿式清污机，是在不改变原土建工程的情况下进行的，投资较少，单台为0.71万元，两台造价共计1.42万元。
三、电动清污机运行及其功能完善
2009年4月3日清污机制作安装调试完毕，4日静水、动水试验成功。在机组满发的情况下，单台清污一次需要5分钟左右，整个清理过程前后不超过10分钟，使本电站的拦污栅清污将不再需要减少负荷或停机，只需按需要进行机组带负荷清污，具有较高的灵活性，同时在很少的人力物力下又能达到非常好的清污效果，为顺利完成年度生产目标奠定了良好的基础。
2009年度电动清污机运行中，发现其有不完善之处。一是下行故障出现钢丝绳乱绳，上行超载（卡壳）断绳现象；二是超过0.35米的物体难清理。
1.解决下行故障出现钢丝绳乱绳，上行超载（卡壳）断绳现象
通过观察分析，①加装松绳保护机构可解决下行故障出现钢丝绳乱绳现象，在下降过程中如出现卡阻使钢丝绳松弛时，松绳保护机构可发出松绳保护信号，使起升电机停止下降，以防出现钢丝绳乱绳。②在起升过程如出现过载时，卷轮轴过载向下产生挠度触动保护机构会发出过载信号，使起升电机停止起升，以防止拉坏清污机、拦污栅的构件或断绳。
2.超过0.35米的物体难清理
对于这个问题，通过分析论证，最为有效的解决办法是把拦粗污栅设于进水渠口，这样就能把0.35米以上漂浮物，消除大块垃圾的不利影响。下面对进水渠口拦污栅的特点、设计方法及优点等进行详细的论述。
布置在电站进水渠口的拦污栅，栅条间距大，拦污栅总面积大，深度小，过栅流速较小，且流速分布较为均匀，清污方便容易。
本电站是引水式电站，坝首进水口距电站厂房1.50公里，有公路直达，进水口及以下渠段150米均处于河滩地，有改建进水口的余地。于2011年3月7日通过改造坝首进水口，其宽度从原6米增加到8米，进水口及以下60米渠段从原宽度4米增加到6.0米，水深保持1.50米不变。改造后水流速基本保持在0.83m/s以下。在进水口以下30米处设置交通桥，进水口至交通桥的外渠堤安全超高只有0.05米，以便在产生洪水时溢流顺便带走漂浮物。桥梁前安装拦污栅，栅条倾角75°C，栅条水平距0.35米，坝首改建（包括拦污栅）投资2.70万元。拦污栅设置后，增强了对不规则垃圾的适应性。故坝首拦污栅能较好地消除成片垃圾，或大块的垃圾对电站正常运行的影响，提高了拦污效果。
四、经济效益
通过改造投资总额为4.12万元（其中栅叶投资约2.12万元），改造后，2012年、2013年年利用小时数分别达到2820、3655小时，每年增加电量约50万千瓦时，经济效益显著。
（作者单位：545700广西金秀县水利局）
【关键词】电站清污 发电量 经济效益
一、电站概况及存在清污难题
大村水电站位于金秀瑶族自治县桐木镇龙庆村邓池屯，是引用盘王河水引水式电站，坝址以上控制集雨面积161.63km2，设计引用流量7.5m3/s，水头11.5米，装机1×400+1×250千瓦，年利用小时数4180小时，两进水口的尺寸均为2.5×2.5m（宽×高，下同），设拦污栅处进水口上部有所扩大，按2.6×3.0m计，其400千瓦机组满发的过栅流速均为0.53m/s，经计算，其水头损失为0.02m。发电运行时除机组运行班外，还配备固定人员人工清污（正常时一人，洪水时期临时增2～3人）。由于站址以上集雨面积较大，流经人类聚居点多，河水往往具有流量大、垃圾多的特点。于2006年投产发电，到5月份第一次雨季来时，有大量的垃圾、各种树木、竹子、树根随河流漂浮而下，其中一部分漂浮物进入电站的引水渠道，这些漂浮物与半沉浮杂物进入了机组进水口拦污栅，造成拦污栅堵塞，当拦污栅前后压差增大至0.5米，机组必须减负荷运行或停机。据统计从投产发电至2008年汛期末，三年时间里因拦污栅堵塞停机是经常性的，机组满负荷运行总计不达到24小时，三年平均年利用小时数为2113小时，清污问题已严重影响大村电站正常发电及经济效益。
二、电动清污机设计及制作
2009年2月年度检修时，经过大村水电站投资股东研究决定设置电动清污机。为此，电站根据实际情况，在两处拦污栅各设置一台自制电动梳齿式清污机。清污机设计主要功能及工作原理：在拦污栅左右两头焊接轨道，轨道支撑清污机梳体上下运行。进行清污时，由起升机构通过起升绳，带动清污机梳体进行升降，清污机梳体下行至拦污栅条时，梳齿自动闭合，到清污的工位时下行自动停止，梳齿自动开启，齿头插入拦污栅体。清污机梳体上行清污时，由起升机构通过起升绳带动清污机梳体进行上升，上升时梳齿把拦污栅面垃圾括至前室挡土墙顶并自动停机，人工卸垃圾，完成一个清污工作循环。
根据大村电站已建进水室、拦污栅尺寸及上述工作原理，加高原拦污栅至前室挡土墙顶超0.3米，在拦污栅左右两头焊接轨道，轨道离拦污栅面0.6米；梳齿闭合时，齿头离拦污栅0.35米（也就是梳齿清理最大的物体），梳齿自动开启，齿头插入拦污栅体3.0厘米，以便清理陷入栅条内的杂物；梳齿采用4mm弹簧钢材，梳齿间距5.0厘米。动力变速机构主要由l台1.5kW的三相异步电动机（转速1450转/分）与转速比1：40的变速箱；左右各设置升降绳一根，间距1.8米，同轴卷轮升降，总行程设定5.5米；操作控制箱设在左侧，箱内安装15A闸刀开关一只、CJ10-10A二只、热继电器5A一只、三联按钮开关（上、下、停）一只，控制三相异步电动机正（上行）反（下行）转、停机。清污时，按下行按钮，梳齿下行（降）到清污的工位时触动梳齿机关，梳齿自动开启，下行工作行程开关（注：由卷轮圈数控制，设定36圈）停止；梳齿上行（升）至前室挡土墙顶0.4米触动上行工作行程开关停止，人工卸污，梳齿上行限位行程开关比前室挡土墙顶0.5米、
本次制作安装电动梳齿式清污机，是在不改变原土建工程的情况下进行的，投资较少，单台为0.71万元，两台造价共计1.42万元。
三、电动清污机运行及其功能完善
2009年4月3日清污机制作安装调试完毕，4日静水、动水试验成功。在机组满发的情况下，单台清污一次需要5分钟左右，整个清理过程前后不超过10分钟，使本电站的拦污栅清污将不再需要减少负荷或停机，只需按需要进行机组带负荷清污，具有较高的灵活性，同时在很少的人力物力下又能达到非常好的清污效果，为顺利完成年度生产目标奠定了良好的基础。
2009年度电动清污机运行中，发现其有不完善之处。一是下行故障出现钢丝绳乱绳，上行超载（卡壳）断绳现象；二是超过0.35米的物体难清理。
1.解决下行故障出现钢丝绳乱绳，上行超载（卡壳）断绳现象
通过观察分析，①加装松绳保护机构可解决下行故障出现钢丝绳乱绳现象，在下降过程中如出现卡阻使钢丝绳松弛时，松绳保护机构可发出松绳保护信号，使起升电机停止下降，以防出现钢丝绳乱绳。②在起升过程如出现过载时，卷轮轴过载向下产生挠度触动保护机构会发出过载信号，使起升电机停止起升，以防止拉坏清污机、拦污栅的构件或断绳。
2.超过0.35米的物体难清理
对于这个问题，通过分析论证，最为有效的解决办法是把拦粗污栅设于进水渠口，这样就能把0.35米以上漂浮物，消除大块垃圾的不利影响。下面对进水渠口拦污栅的特点、设计方法及优点等进行详细的论述。
布置在电站进水渠口的拦污栅，栅条间距大，拦污栅总面积大，深度小，过栅流速较小，且流速分布较为均匀，清污方便容易。
本电站是引水式电站，坝首进水口距电站厂房1.50公里，有公路直达，进水口及以下渠段150米均处于河滩地，有改建进水口的余地。于2011年3月7日通过改造坝首进水口，其宽度从原6米增加到8米，进水口及以下60米渠段从原宽度4米增加到6.0米，水深保持1.50米不变。改造后水流速基本保持在0.83m/s以下。在进水口以下30米处设置交通桥，进水口至交通桥的外渠堤安全超高只有0.05米，以便在产生洪水时溢流顺便带走漂浮物。桥梁前安装拦污栅，栅条倾角75°C，栅条水平距0.35米，坝首改建（包括拦污栅）投资2.70万元。拦污栅设置后，增强了对不规则垃圾的适应性。故坝首拦污栅能较好地消除成片垃圾，或大块的垃圾对电站正常运行的影响，提高了拦污效果。
四、经济效益
通过改造投资总额为4.12万元（其中栅叶投资约2.12万元），改造后，2012年、2013年年利用小时数分别达到2820、3655小时，每年增加电量约50万千瓦时，经济效益显著。
（作者单位：545700广西金秀县水利局）