第3章 皂河泵站的金属结构Word格式文档下载.docx

第3章 皂河泵站的金属结构Word格式文档下载.docx

《第3章 皂河泵站的金属结构Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章 皂河泵站的金属结构Word格式文档下载.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

为便于运输及吊运，清污机可分节制作。

清污机桥面除皮带输送机外净宽约6.0米，可满足汽车吊的通行和作业要求，所以清污机的安装、吊运采用汽车吊。

本清污机主要技术参数见表3.1。

表3.1清污机主要技术参数表

设计水头差

1.5m

清污能力（每台套）

根据孔口宽度和污物种类确定

孔口垂直高度

13.6m

孔口净宽

6000mm

栅条间距

120mm

安装角度（倾斜角）

750

设备数量

4套

3.1.1.2.引水闸清污机桥设计

清污机桥共4孔，布置4台回转式清污机。

清污机桥布置于引水闸消力池外下游直线段与圆弧段翼墙之间，位于皂河泵站下游引河上。

清污机采用HQ6×

13.6m回转式清污机，清污机桥底板面高程9.0m，底板厚1.2m，顶部安装高程22.6m，安装4台套清污机，清污机桥上布置带宽为1.0m的皮带输送机，水平段长度约为35m，在一侧布置18m长爬坡段皮带输送机和6m3气控集污仓，便于污物的堆积与运输。

虽然穿邳洪河地涵及引水闸建成后，在引水闸下游设置了4台套回转式清污机，但清污机桥距泵站还有一定的距离，为防止污物对泵站运行的影响，在原泵站下游拦污栅槽内仍采用拦污栅拦物，即更换下游拦污栅，拦污栅的结构尺寸与原拦污栅相同。

3.1.1.3加固拦污栅

上游出水流道口增加拦污栅门槽及固定拦污栅。

具体结构见图3.1。

闸墩接长安装拦污栅槽埋件，出水流道口拦污栅共4孔，孔口净宽6.2米，上游最高水位24.5米，底板高程14.97米，两侧翼墙顶高程25.0米，拦污栅埋件高度10.03米，拦污栅高度9.53米，为便于拦污栅的运输和吊装，拦污栅分上下两节，中间安装联接轴，拦污栅栅体采用C32槽钢焊接而成，拦污栅槽埋件采用焊接L型结构，拦污栅约38.2吨，拦污栅槽埋件12.2吨。

向黄墩湖地区引水灌溉时，拦污栅置于拦污栅槽内，机组运行抽水时，通过改造后的门机将拦污栅吊出，置于上游翼墙后高程24.0米的平台上。

下游进水通道设固定式拦污栅（图3.2），为便于拦污栅的运输和吊装，拦污栅分上下两节，中间安装联接轴，拦污栅栅体采用C16槽钢焊接而成，在拦污栅底部布置0.8×

1.4m的检修人孔。

本工程共6扇，约33吨。

图3.1固定式拦污栅的组成部分

1—栅体2—栅体及其埋件3—支承梁及其埋件4—栅槽及其埋件

图3.2下游拦污栅

3.1.2拦污栅常见故障的产生原因及处理

拦污栅是机组安全运行的重要屏障，一旦发生故障，势必影响机组的正常运行；

如不及时处理将酿成事故。

3.1.2.1污物堵塞

拦污栅因大量杂物聚集而堵塞时，拦污栅水头损失增大，进水道内水流紊乱，使水泵出水量下降，振动加剧，同时，因栅压增大，拦污栅负荷增加，工作条件恶化；

严重时将迫使机组停机或使栅体失稳定而破坏。

拦污栅的污栅物堵塞一般发生在汛期，山洪暴发使大量杂草、树枝等污物被水流挟持而下，造成污杂物的急剧增加，形成“草峰”，加之拦污栅清理不及时或来不及迅速清理造成。

目前，国内防止拦污栅堵塞的方法大致有以下几种：

（1）在拦污栅前一段距离设置一道拦污排或浮式拦污栅，以拦截水中表面的漂浮物，可在一定程度上减轻对拦污栅的压力。

（2）采用二道拦污栅，主栅与副栅交替使用，动水启闭。

（3）在栅体结构上，适当增大栅条间距，使部分污杂物易过栅，减轻拦污栅的压力。

但栅条间距的增大不能超过允许数值。

（4）改变栅条传统的截面形状，采用圆柱式栅条，有利于杂草通过。

以上几种方法虽然在一定程度上减轻了“草峰”的危害，但要从根本上解决问题，还应设置与拦污栅配套的清理机械。

皂河泵站更新改造前机组安全运行的最大隐患就是拦污栅前水草、杂物拥堵问题。

因下游进水侧无清污设施，运行时大量水草及杂物聚集于拦污栅前，开机运行几天拦污栅前后水位差就已达0.5m以上，一至二周就达1.5～3.0m不等，严重时可达3.5m左右，使机组严重偏离设计工况运行，造成拦污栅严重变形，栅条多数已断裂，机组运行时产生严重的空蚀和振动，机组效率严重下降，经常性被迫停机进行清污捞草，近年由于白色污染的影响越来越严重，严重威胁机组安全运行。

更新改造后更换了新的拦污栅，并增加了清污机，该问题得到了有效解决。

图3.3皂河泵站拆卸下来的拦污栅

3.1.2.2冰堵

拦污栅的冰堵是因滞留在栅前的浮冰聚集或冰洪到达而堵塞或冻结，是位于寒冷地区浅式进水口的拦污栅的常见故障。

而拦污栅没有采取加热措施或加热措施不当，以及没有设置与其配套的排冰机械是造成这种事故的主要原因。

设置拦污栅加热装置是解决这一问题的关键。

在一般情况下，使过栅流速达1.5m／s时，流冰花之类软冰碰到栅条就会分裂而易于通过拦污栅，剩下的冰块等硬冰可用机械或人工清理（量很小），从而可避免拦污栅因浮冰聚集而堵塞。

3.1.2.3起栅力增大

在起吊拦污栅时，有时会出现起栅力增大，将栅体结构或起重机械损坏的情况，起栅力增大的原理是复杂的，通常有以下几种因素：

（1）拦污栅支承行走装置与轨道，由于常年浸水、锈蚀比较严重，使摩擦阻力增大；

同时因为栅面草堵冰塞使栅压增大，都会造成拦污栅起栅力增大。

（2）由于泥沙沉积于拦污栅底部，使起栅力增大。

（3）栅体结构变形或栅槽损坏产生卡阻，使起栅力增大。

在起吊拦污栅之前，应检查拦污栅的工作状态，发现有堵塞现象应先清理，以减小栅压。

对于多泥沙的河道，在起栅前，首先开机冲沙。

起吊过程中，发现有卡阻现象，应立刻停止起吊，查明原因，处理后方可继续起吊。

（4）拦污栅的振动

当水泵机组在某些工况下运行时，能使拦污栅产生较剧烈的振动，而使栅体结构受到损坏。

拦污栅的防振措施主要是加强栅体结构的刚度与强度，改变拦污栅的自振频率。

如适当增加栅条的厚度，加宽纵梁板并在其腹板上焊接加强筋板等。

3.1.3皂河电站拦污栅的清理与维护

拦污栅维护工作的目的是保证拦污栅水流畅通，处于良好的工作状态，不会因其堵塞、冻结和结构破坏而丧失工作能力。

维护工作包括：

及时清除拦污栅前所聚集的污物、防止拦污栅冬季冻结、及时消除栅体结构中的缺陷等。

1.拦污栅的清理

拦污栅所拦截的污物必须及时清除，否则不仅会增大拦污栅的水头损失，严重时还能使拦污栅堵塞，以至主水泵机组被迫停机或压垮拦污栅，造成重大事故。

拦拦污栅的清理方式有机械清理、提栅清理和人工清理三种。

人工清理劳动强度大，效率低。

提栅清理能彻底清除贴附在栅条上的污物，但需要停机运行，会影响机组的正常抽水。

机械清理即可以节省大量人工，又可以在机组不停机时进行，是种较好的清理方式。

（1）清除工具的选择:

对于清理对象以水草为主，兼有青苔、树枝、城市倾倒垃圾等污物，耙斗式或齿耙式工作装置清理效果相对较好；

对于清理对象是拦污栅前沉积沙石和潜沉树木等大型漂浮物，应选用耙集式抓斗和长材抓斗；

对于清理对象以浮冰为主，兼有青苔，杂草和其漂浮物等污物，考虑选用带铲抓斗式工作装置。

（2）拦污物的布置形式:

倾斜布置的拦污栅，工作装置可利用自重工作.而垂直布置的拦污栅，工作装置与栅面的接触则用机械力保持。

（3）拦污栅的制造和安装质量:

采用机械清理的拦污栅栅面应光滑平直，各节栅叶的连接处以及胸墙和拦污栅接合处的沟槽均应适合工作装置的爬行。

如拦污栅的制造和安装质量较差，存在不平整且误差较大等缺陷时，可考虑设置工作装置的支承行走轨道，鉴于国内目前拦污栅的制造与安装工艺水平，工作装置的运行速度一般不超过15m／min为宜。

（4）水流状态:

水流状态对工作装置的清理效果有重要影响。

一般水流流速大，清理效果较差，采用机械清理时，过栅流速限制在1m／s左右为宜。

2.机械清理需注意的问题

（1）清理机械运行前的检查。

清理作业进行前要进行清理机械试运行，起重机试运行可参照同类启闭机械试运行的有关规定进行。

工作装置则需检查以下项目：

a.台车行走轮转动是否灵活，并向其轴承中注入钙基润滑脂或二硫化钼润滑脂等抗水性强的润滑脂。

b.检查锁定装置动作是否准确可靠，有无卡阻。

c.耙斗式齿耙转动是否灵活，并向转轴中注入润滑脂。

d检查耙齿有无断齿或裂纹以及无焊现象，以上缺陷不消除，不能投入运行。

e.检查钢丝绳固结端的磨损程度和固结得是否可靠，如螺栓是否松动，焊缝有无裂绛等。

f.检查所有结构元件有无明显变形，构件间的连接是否可靠，缝有无裂缝等。

（2）加强清理作业中观察。

在清理作业中，要认真观察清理机械的运动情况，发现异常及时处理，如发现耙斗被卡住，必须马上停机，以免拦污栅或清理机械被破坏。

（3）污物的处理。

清理出来的污物应运走、就地处理或加以利用，不能将污物倒入江河中。

3.2闸门

3.2.1闸门结构

闸门是水工建筑物的重要组成部分之一，它的作用是封闭水工建筑物的孔口，并能够按需要全部或局部开放这些孔口，以调节上下游水位，泄放流量，放运船只、木排、竹筏，排除沉沙，冰块以及其他漂浮物。

一般的闸门总是由下面几个主要部分所组成（图3.4）：

（1）活动部分——闭塞孔口而又能开放孔口的堵水体，一般称为门叶。

（2）埋设部分——埋置在土建结构内的构件，它把门叶所承受的荷载（包括自重）传给土建结构。

（3）启闭设备——控制门叶在孔口中位置的操纵机构。

图3.5平面闸门门叶的组成

1一面板；

2一构架；

3一止水部分；

4一止水埋设件；

5一支承行走装置（滚轮）；

6一支承行走装置埋设件；

7一吊具

图3.4闸门的组成

1一活动部分；

2一埋设部分；

3一启闭设备

闸门门叶一般由下列部件所构成（图3.5为滚轮式平面闸门示意图）：

（1）面板——封闭孔口的挡水面，它直接承受水的压力，然后传给构架。

（2）构架——具有足够强度和刚度的结构物，它支承面板，把面板传来的水压力传递到支承部件上去。

（3）支承行走部件——这些部件一方面把构架传来的力传给土建结构，一方面保证门叶移动时灵活可靠。

（4）吊具——与启闭设备相连接的部件。

（5）止水部件——用以堵塞闸门门叶与埋设部件间隙缝的部件，它使闸门在封闭孔口时无漏水现象或使漏水量减到最少。

闸门的埋设部件往往与门叶的型式有关，一般由支承行走埋设件、止水埋设件、护砌埋设件构成。

闸门的启闭设备一般由动力装置、传动装置、制动装置、连接装置和支承及行走装置所组成。

3.2.2皂河电站闸门

3.2.2.1皂河泵站闸门型式

皂河泵站平直管出水流道采用快速闸门断流。

出水管口处设置了两道快速闸门，工作闸门和事故闸门，二者互为备用。

事故闸门在内侧，两道闸门均为液压启闭机开关，既可以在现场操作，也可以远程自动控制。

每台水泵机组的出水管设有两扇工作闸门和事故闸门，两扇工作闸门或事故闸门均同时启闭。

上游工作闸门和事故闸门均为实腹式平面定轮钢闸门，工作闸门和事故闸门孔口净宽6.0m