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泵站攔污柵常見問題及處理措施

中國污水處理工程網 時間:2011-6-9 10:35:36

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泵站是灌溉、排澇、調水等水利工程的核心 攔污柵作為泵站的輔助設施,其主要功能是有效攔截和清除水流中的污物在使用過程中,攔污柵經常會出現阻塞、振動和銹蝕等問題,嚴重影響泵站安全、經濟和有效運行,F針對這些常見問題進行原因分析并提出解決對策如下。

1.泵站攔污柵常見問題原因分析

1.1攔污柵阻塞

近幾年,隨著水環境的惡化,泵站來流中的污物增多,特別是排澇期,大量污物隨流而下,在攔污柵前堆積,影響了泵站安全與運行。一方面,攔污柵被污物阻塞后,原有過水面積減小,加劇了柵體的阻水,柵前水頭損失增大,從而使泵站機組運行揚程增加,功率增大,時間延長。運行費用增加。另一方面,由于柵前污物堆積。使柵前、柵后水位差增大,加大了水流對柵體的作用力,嚴重時壓力超過柵體材料彎曲應力極限值,導致柵體結構變形甚至壓垮,失去對泵站的保護作用。

1.2攔污柵振動

在設計和安裝攔污柵時,對其動力特性考慮不周,導致攔污柵破壞的事件也時有發生特別是大型泵站,攔污柵面積大,結構剛性較小,動態特性復雜,在高速過柵水流作用下,更容易發生劇烈振動。

水流通過攔污柵時,柵后尾流是攔污柵振動的主要振源 當周期性尾流的脫體渦頻率與攔污柵結構自振頻率接近時,攔污柵會因共振產生的大幅振動而破壞 工程實例表明,周期性尾流作用是攔污柵在短期內損壞的主要原因紊流尾流,特別是高能量的紊流,會使柵體結構產生隨機性振動,使攔污柵結構因疲勞而損壞。

1.3攔污柵銹蝕

攔污柵工作機理決定了其長期浸泡在水中,而攔污柵大多是普通鋼質材料或者鑄鐵材料制成的,容易發生以水為介質的電化學銹蝕此外,河道內污物的腐爛變質、大量工業廢水的排人等水環境的惡化會加重攔污柵的銹蝕 攔污柵常見銹蝕部位主要集中在最高水位以下的范圍,在水位變化頻繁的區域銹蝕情況尤其嚴重。

隨著攔污柵使用時間的增加,銹蝕問題逐漸顯現攔污柵銹蝕同樣會導致攔污柵過水面積減少,水頭損失增加有研究顯示:攔污柵銹蝕后水頭損失增量可以達到原進水口損失量的6O%。這充分說明了柵條銹蝕對水頭損失的影響極大。[1]銹蝕會使攔污柵減弱受力性能,降低穩定性和可靠性,甚至形成大洞,對進水口流道中污物的攔截形同虛設,失去對泵站機組的保護作用。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。

2.解決問題的對策

2.1優化攔污柵柵體設計

攔污柵柵體設計直接影響攔污柵的工作性能。攔污柵應有足夠的剛度、較高的固有頻率、較小的局部阻水系數和較好的抗腐蝕性:同時,能夠有效地攔截污物,方便清污。

常見的攔污柵為格柵式攔污柵,由柵條、主梁和其他部件構成 柵條問距 (柵距)是其最主要的結構參數。柵距的大小直接影響攔污效果和攔污柵的阻力系數,需要根據水泵類型、葉輪過流面積、垃圾的性質和數量等來決定。攔污柵標準有效柵距一般為水泵口徑的1/10-1/30,但對于中小型軸流泵,葉輪之間有較寬闊的通道和較強的過流能力,柵距要適當放大,以減少水頭損失和避免污物過多堆積:在一般污物情況下,柵距可適當增大,其有效柵距以80~120mm為宜。

針對攔污柵的振動,加固攔污柵可以改變攔污柵自振頻率,避開和水流激振的共振頻率,達到減振的目的 根據工程經驗,攔污柵的柵條采用不規則的間距,用螺栓連接,設置攔污柵斜撐,同時在攔污柵橫撐上通過夾緊連接將攔污柵固定在加勁構件上,可以防止攔污柵的有害振動。

2.2合理安放攔污柵

選擇合理的攔污柵布置方式,可以有效地攔截和清除污物!侗谜竟こ桃幏丁芬髷r污柵可直立放置也可以傾斜布置中小型泵站,大多是在泵站進水口前直立或略傾斜放置攔污柵 研究表明,改變攔污柵的安裝傾斜角度。利用水流的推力將攔污柵下部的污物推到柵的上部,再配以合適的清污臺面,在工程投資增加不多的情況下,有利于人工清除柵前的污物,避免攔污柵阻塞。對于攔污柵的傾斜角度,有研究者用膠合板和金屬板做成攔污柵物理模型(柵距為30mm),通過物理實驗得出結論:當攔污柵傾角大于60°時,其下部有少量雜草堆積:而當傾角小于45°時,各種水草都能被推向柵的頂部,在實驗條件下不發生污物與柵條的纏繞。

2.3防護攔污柵銹蝕

在實際應用中發現,對攔污柵銹蝕進行防護時,采用噴鋅或涂鋁粉氯化橡膠油漆防腐的效果不理想相比較而言,涂料防腐是常用的防護手段 但目前國際國內的防腐涂料品種很多,涂料的選擇對攔污柵的防腐是重要的 攔污柵處于水流和泥沙的沖刷下,要求涂料具有一定的耐磨特性 特別是柵條表面的防腐,其涂料的硬度應能滿足抗沖刷、抗磨損的要求 國內不少涂料的漆膜都能滿足這些要求,但大多數涂料要求金屬表面達到GB8923—88Sa2,5級非常徹底的噴砂除銹標準 達到這樣的標準需耗費大量工時,特別是在施工現場,要對銹蝕嚴重的大面積的金屬表面除銹達到GB8923—88Sa2,5級的標準很困難 但如果銹蝕表面處理不好,涂料附著不牢,密封不嚴實,會降低涂料的防腐效果所以,選用涂料時要考慮其噴涂技術要求。

在金屬表面涂覆環氧樹脂涂層防止銹蝕,是從國外發展起來的一項防護技術,通過應用其防腐效果不錯。特別是液態環氧樹脂涂覆攔污柵,既可用于新建攔污柵的防腐,也可用于對老化結構銹蝕攔污柵的處理,工藝簡單,可在現場操作,能有效延長攔污柵的使用壽命,提高其安全性。

2.4有效清污

及時清除攔污柵前的污物是防止攔污柵阻塞,減少柵前水頭損失,保證攔污柵有效發揮對水泵機組保護作用的基本措施 泵站清污分為人工清污和機械清污。我國一般采用人工清污,這種方式需要在一定水流速度的情況下進行,而且只能打撈表面污物,工作效率低。對于柵面較大、污物較多的泵站,應配以機械清污。有廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。

近幾年我國清污技術發展很快,各類清污機層出不窮,即使同一類型的清污機,工作原理相同,但結構設計上也略有差別 選用清污機時,要根據泵站工程的特點、污物數量和種類等因素來綜合考慮。例如:對于孔口寬深的不適合選用回轉式清污機,這種情況下,如果污物量不大,可以采用抓斗移動式格柵清污機:如果污物量較大,可采用鋼絲繩牽引式固定格柵清污機進行清污對于生活垃圾、白色污染物、樹干、動物尸體、塑料桶等污染物,回轉式清污機不能有效清除,因為生活垃圾中的一些纏繞物會纏繞在回轉靶齒上,難以清理:可以選用鋼絲繩牽引式固定格柵清污機或抓斗移動式格柵清污機,但抓斗移動式格柵清污機要一層一層清理,效率低:鋼絲繩牽引式固定格柵清污機清污量大,速度快,但污物太多時需要靠向下牽引力牽引才能落耙 總之,各種清污機各具特點,各有其適宜的工作狀況,選用時要綜合考慮各種因素。

此外,要優化清污模式 清污模式可分為安全清污、連續清污和經濟清污3種。要根據泵站污物來量、攔污柵前后水位差、清污機清污速度等因素來確定清污周期,以保證泵站的運行效率。

3.結語

攔污柵雖然是泵站的輔助設施,但對保證泵站安全、經濟和有效運行發揮著重要作用 針對攔污柵在使用中出現的阻塞、振動和銹蝕問題,可以從優化攔污柵的結構設計、改進其安裝形勢、采用新材料新技術防銹等,提高攔污柵的攔污和清污性能 要加強攔污柵應用技術的研究,在充分考慮泵站自身的運行和管理特點前提下,合理采取措施,確保泵站運行安全、經濟。(作者:高原 李林山)

參考文獻

[1]Syamalarao B C,歐美一些水電站攔污柵被破壞的考察[J].水力發電與壩工建設.1989(1):28~36

[2]張多鋒,泵站人工清污攔污柵的改進[J].排灌機械.2001(4):21~22

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