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1、泵站拦污设施有关问题探析摘要:泵站拦污栅在使用过程中,出现阻塞、锈蚀、振动及清污等多方面问题,结合任丘市任丘淀边泵站对拦污栅在泵站运行中出现的问题及其对泵站的影响作分析,探讨泵站拦污栅的改进措施。关键词:泵站;拦污栅;阻塞等问题;造成影响;改进措施中图分类号:TV675文献标识码:A 1前言拦污栅作为泵站的重要组成部分,在防止漂浮物及潜移物质进入泵站,确保泵站的安全运行方面起到了不可替代的作用。任丘淀边泵站位于大清河下游白洋淀东部,包括古州、苟各庄、西大务3座泵站,本文结合任丘市任丘淀边泵站对拦污栅在泵站运行中出现的问题及其对泵站的影响作分析,以
2、此引起对拦污栅问题的重视,使泵站能发挥更好的经济效益。2拦污栅在使用中的常见问题2.1拦污栅发生阻塞问题7拦污栅的作用就是阻止水草、树根、树叶、生活垃圾、浮冰等等异物进入进水流道,防止其进入泵站结构的内部,对水工建筑物和水力机械造成危害,使泵站的运行受到影响。但是水流所带来的杂物碎块的数量无法预期估计和控制,所以拦污栅前堆积的污物不能及时的清理,使得拦污栅发生阻塞,增加了拦污栅前后的水位差,即增大水流对拦污栅的冲击力,严重的甚至会发生拦污栅结构的变形,增加了泵站运行能量消耗,引起水泵汽蚀、机组振动、泵站被迫停机、水泵电机的损坏等,其危害极大。2.2拦污栅发生锈蚀问题 一
3、般拦污栅为大多是普通钢质材料或者铸铁材料制成的,常年在水中浸泡,缺乏必要的养护,必然会产生一定的锈蚀。拦污栅发生锈蚀会导致拦污栅过水面积减少,增加水头损失,减小了水泵的过流能力,同时也影响了水泵的效率。2.3拦污栅的振动问题泵站拦污栅在使用过程中,由于对拦污栅动力特性方面考虑不周从而导致拦污栅破坏损伤事件经常出现。栅条振动究其原因主要有水流激振、自振频率,其中前者是拦污栅破坏主要原因。水流在通过拦污栅时,在局部损失发生的范围内,栅条尾部脱流产生的卡门涡街引起横向激振力,该激振力的频率随流速的增加而增加。当拦污栅表面作用力的频率与拦污栅的固有频率一致或接近时,将引起拦污栅共振,从而
4、导致拦污栅的破坏。2.4拦污栅清污存在的问题7排灌泵站一般年均运行时间较短,依任丘的实际调查,一年中有80%-100%的时间清污机处于闲置状态,在露天环境中难以达到良好的维修保养,所以一旦泵站开机运行,清污机却不能保证正常工作,紧急时刻只能采用人工进行清污,这种方式需要在较小的水流速度情况下进行,且只能捞表面浮物,当拦污栅上下游水位差大到一定程度,上部水流流速加快,就无法打捞水面以下的卡阻物。任丘市任丘淀边泵站在更新改造以前,拦污栅前的垃圾采用汽车吊捞和船捞两种清污方式,但因垃圾量大,致使这两种清污方式工作效率不能满足,都达不到理想的效果。又因采用真空破坏阀停机断流方式,停机时水
5、泵内和水泵至真空破坏阀下侧出水流道的大量水断流后倒灌进水流道,造成拦污栅面瞬时水压差变大,倒灌水流猛然从里向外反向冲刷拦污栅,拦污栅上的杂草异物被吸入进水池,无法清污。3拦污栅对泵站的影响 拦污栅对泵站的影响可以从水力损失、工作点的改变、空化空蚀、振动、噪音、能量和经济损失等不同的方面考虑:3.1水流通过拦污栅产生水力损失7拦污栅的水力损失由两部分组成:其一为固有水头损失,即水流在通过拦污栅时,栅条对水流有局部的阻碍作用,产生局部水头损失。另一部分附加水头损失,其产生的原因是由于拦污栅所拦截的污物部分地堵塞栅孔,或水流的腐蚀作用而导致拦污栅的锈蚀,使其原有的边界条件改变
6、,加剧了对水流的阻碍作用,致使过栅的局部水头损失增加,拦污栅局部水头损失的产生导致多种不良的影响,如工作点的改变,产生振动,以及由此而产生的其他后果。3.2加剧水泵空化和空蚀拦污栅阻塞使水泵工况点发生变化,水泵工况点流量减小。这样进入叶轮内的水流方向偏离设计工况,由于叶片和叶轮室间有间隙而产生回流以及叶片产生的二次回流,导致水流的旋转,当旋转达到某种强度时旋转流中心压力下降而形成涡带,当叶轮进口压力降到一定值时,叶片背面会发生空化现象,当压力继续降低时,就会发生空蚀,严重时会导致叶片背面空蚀区域从叶片进口端向叶片中部发展。水泵发生空化、空蚀时,大量汽泡的存在改变了流道内特别是叶轮
7、内过流面积和流动方向,从而使叶轮与水流之间能量交换的稳定性遭到破坏,能量损失增加,引起流量、扬程及效率的下降,甚至达到断流,严重破坏水泵工作性能。另外,由于气泡连续发育膨胀和溃灭而产生的压力脉动进入转轮及导叶内部,造成了转轮转距的脉动,引起轴功率的波动,且发出巨大的噪音,使运行不稳定,并影响机组效率。当脉动频率接近水泵或某些部件的固有频率时,会引起较大的振幅。73.3机组频繁开停机为了排除拦污栅的阻塞就要对拦污栅及时进行清污,若采用人工清污或效率低的机械清污,因清污工作效率低,要