1、前言

　　攔污柵清污機主要用于清除水電站和抽水站等送排水工程進(jìn)水口攔污柵前的污物。若這些污物得不到及時(shí)清理，將大大減小過(guò)水面積，影響機組的工作效率，甚至壓壞攔污柵，損壞機組造成事故，因此為確保機組正常運行，對清污機的研究越來(lái)越被人們所重視。

　　攔污柵清污機按安裝形式分可分為移動(dòng)式和固定回轉式兩種。移動(dòng)式清污機按工作裝置的形式又可分為耙斗式和液壓抓斗式兩種。攔污柵柵條的布置形式有垂直柵和斜柵兩種。江蘇省水利機械制造總廠(chǎng)與國家電力公司鄭州機械設計研究所共同研制的ＶＲＣ6型清污機就是一種移動(dòng)式垂直柵清污機，它已成功地用于巴基斯坦帕沙瓦水電站工程。

　　2、巴基斯坦帕沙瓦水電站工程的概況

　　此工程是40年前由加拿大人在巴基斯坦帕沙瓦郊區承建的一座水力發(fā)電站，河流的上游在阿富汗境內，下游流到中國的新疆境內。發(fā)電站大壩的左手是弧形壩，在弧形壩的弧形側面上埋設安裝攔污柵的導向槽。發(fā)電站大壩的右手是9孔弧形閘門(mén)，在緊急情況下可以泄洪。河流處在山體形成的峽谷之中，上下游水位落差48m.該發(fā)電站總裝機容量為1 024×104kW，清污機未安裝前，潮汛期間，每天要停電2h，并配2臺加拿大產(chǎn)40t吊車(chē)用來(lái)提柵清污，由于每孔攔污柵共4節，正常提柵清污只提上面的1～2節，柵底垃圾得不到及時(shí)清理，嚴重地影響了機組的正常發(fā)電。1998年巴基斯坦水電總局（WAPDA）決定就增補攔污柵清污機項目向國際公開(kāi)招標，省水利機械制造總廠(chǎng)在眾多的競爭對手中一舉中標，承建該項目的設計、制造、安裝任務(wù)，并于2000年11月份順利通過(guò)該項目的雙方交接驗收，產(chǎn)品的質(zhì)量得到了業(yè)主的好評。

　　該清污機的設計要求如下：

　�、傩凶哕壍罏榛⌒�，軌距為7m.

　�、谇逦蹖挾�5.96m，清污深度27m.

　�、圻M(jìn)水口孔數為8孔，柵體傾角90°。

　�、芮逦蹆籼嵘�力為2t，清污機行走速度為0～20m/min.

　�、莅叶诽嵘�速度為0～4m/min，下降速度為0～7m/min.

　�、迻艞l間距為125mm，供電方式為通過(guò)電纜卷筒供電。

　�、咔逦蹤C為移動(dòng)式半自動(dòng)垂直柵清污機。

　�、嘣O計后的清污機上的導槽要與埋設在堤壩混凝土中的導槽實(shí)現對接。

　　3、清污機主要構件的研制特點(diǎn)

　　此清污機主要由耙斗、耙斗小車(chē)、機架、提升機構、行走機構、操縱室等幾部分組成。該機的耙斗小車(chē)這一結構型式填補了國內清污機設計領(lǐng)域的空白。

　　1. 耙斗小車(chē)：因原設計者（加拿大人）設計的攔污柵為一柵兩用，在正常發(fā)電時(shí)攔污柵起過(guò)水攔污的作用，當發(fā)電機機組維修時(shí)，在柵體上裝上面板即可作為檢修門(mén)使用，所以為節省土建和柵體結構的工作量，在柵體頂部到大壩水平面間沒(méi)有混凝土和柵條，根據實(shí)際情況我們設計了耙斗小車(chē)，工作原理是耙斗在下降過(guò)程中，首先打開(kāi)耙斗，耙斗與耙斗小車(chē)一起下降，它們沿著(zhù)清污機上的導槽及埋設在混凝土中的攔污柵的導槽下降，一直下降到攔污柵的頂部，這時(shí)耙斗小車(chē)與耙斗脫離，耙斗小車(chē)停在柵體的頂部，耙斗沿著(zhù)柵體上的導槽繼續下降，在提升指令下達后，耙斗先閉合并抓取污物上升，當耙斗上升到柵體頂部時(shí)，耙斗導向輪進(jìn)入小車(chē)導槽并逐漸脫離柵體導槽，當耙斗全部進(jìn)入小車(chē)后，會(huì )頂住小車(chē)上的限位塊并與小車(chē)一起上升。為減輕小車(chē)重量，小車(chē)采用焊接結構件，一側裝導向輪，一側裝耙斗導槽。

　　2. 耙斗由活動(dòng)耙齒和固定耙齒構成。在下降過(guò)程中，固定耙齒的尖端可以插入污物中，活動(dòng)耙齒完成開(kāi)耙動(dòng)作；在提升過(guò)程中，固定耙齒可充當柵條的作用，活動(dòng)耙齒完成閉耙動(dòng)作并抓取污物。因此，當耙斗脫離柵體后，污物在活動(dòng)耙齒與固定耙齒所形成的封閉框架中不至于散落。

　　3. 機架采用龍門(mén)架式結構，集污斗凈高2.6m，可通過(guò)卡車(chē)來(lái)收集污物。整機較重，約30t.外形尺寸11m×8.9m×9.5m，為了便于運輸和安裝，我們將機架分成4大塊，即左、右門(mén)架，上部支架及導槽，各部分采用高強螺栓聯(lián)接。在導槽與機架間，我們還增設了多種規格的墊片，以便適合在現場(chǎng)調節清污機上的導槽與埋設在混凝土中導槽的對接尺寸。

　　4.電氣控制系統：電氣采用ＰＬＣ（可編程邏輯控制器）來(lái)進(jìn)行集中控制。它的優(yōu)點(diǎn)是大大簡(jiǎn)化了電氣線(xiàn)路，線(xiàn)路故障率大為降低，并且可以顯示故障信息。ＰＬＣ的再開(kāi)發(fā)能力強，為滿(mǎn)足工地特殊需要，只需調整程序或程序參數，而不需要改變電氣線(xiàn)路。提升機構和行走機構的變速是通過(guò)變頻器來(lái)實(shí)現的。在提升機構中，裝有角向傳感器和軸壓式傳感器，并裝有深度和荷載綜合顯示儀，可對清污深度和荷載情況實(shí)施全過(guò)程的監控。根據現場(chǎng)需要，可隨時(shí)調節清污深度的大小和對超欠載的設定。當提升鋼絲繩過(guò)緊和下降鋼絲繩過(guò)松，提升電機會(huì )自動(dòng)斷電并伴有超欠載的聲光報警。

　　5. 提升機構和行走機構：為了保證制動(dòng)的可靠性，我們在提升機構上采用了雙液壓制動(dòng)器。行走機構采用“三合一”減速機，并統一布置在軌道的上游側。這樣就保證了左右行走的同步，并省去了分裝在下游側的差速器。實(shí)踐證明這是可行的，而且省事。

　　6. 清污機行走定位系統：采用左右各兩組行走限位開(kāi)關(guān)，一組是預定位，清污機到達此位置時(shí)，行走減速，實(shí)施預定位；另一組是定位，清污機到達此位置時(shí)，行走制動(dòng)，實(shí)施定位。這樣就確保了清污機在每一孔進(jìn)水口柵前的自動(dòng)且準確定位。

　　4、結語(yǔ)

　�。郑遥�6型攔污柵清污機在巴基斯坦帕沙瓦水電站的成功運用，特別是耙斗小車(chē)的使用，為今后國內潛孔式攔污柵清污機的發(fā)展奠定了基礎。

　　該機采用了軸壓式傳感技術(shù)使提升和下降荷載大小可在液晶顯示屏幕上直接顯示，并可根據需要設定超、欠載的大小，超、欠載時(shí)伴有聲光報警，操作者可根據實(shí)際情況，及時(shí)調整操作，使故障解除。

　　該機采用的深度顯示儀可動(dòng)態(tài)地數碼顯示深度大小，這不但可控制清污深度，而且由此可以知道耙斗在水下的位置，對診斷水下故障大有幫助。

　　該機使用效果顯著(zhù)，在現場(chǎng)調試期間（約1個(gè)月左右），清理出的樹(shù)枝、水草等雜物，曬干后裝了3大卡車(chē)，最大的樹(shù)干有5m長(cháng)，100多kg重。清污深度隨著(zhù)柵前沉淀物的不斷減少而不斷加深，直至將柵前所有的污物清光，攔污柵達到了原有的過(guò)流量，水電站又可開(kāi)動(dòng)原來(lái)因過(guò)流量不足而關(guān)停的發(fā)電機組，由新增加的發(fā)電量所帶來(lái)的經(jīng)濟效益，在4個(gè)月內就可收回對該項目的投資。