泵站攔污柵常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

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(guò)程中，攔污柵經(jīng)常會(huì )出現阻塞、振動(dòng)和銹蝕等問(wèn)題，嚴重影響泵站安全、經(jīng)濟和有效運行�，F針對這些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行原因分析并提出解決對策如下。

1.泵站攔污柵常見(jiàn)問(wèn)題原因分析

1.1攔污柵阻塞

近幾年，隨著(zhù)水環(huán)境的惡化，泵站來(lái)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(guò)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(shí)間延長(cháng)。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(shí)壓力超過(guò)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(dòng)

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

水流通過(guò)攔污柵時(shí)，柵后尾流是攔污柵振動(dòng)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(shí)，攔污柵會(huì )因共振產(chǎn)生的大幅振動(dòng)而破壞 工程實(shí)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(huì )使柵體結構產(chǎn)生隨機性振動(dòng)，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(cháng)期浸泡在水中，而攔污柵大多是普通鋼質(zhì)材料或者鑄鐵材料制成的，容易發(fā)生以水為介質(zhì)的電化學(xué)銹蝕此外，河道內污物的腐爛變質(zhì)、大量工業(yè)廢水的排人等水環(huán)境的惡化會(huì )加重攔污柵的銹蝕 攔污柵常見(jiàn)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(zhù)攔污柵使用時(shí)間的增加，銹蝕問(wèn)題逐漸顯現攔污柵銹蝕同樣會(huì )導致攔污柵過(guò)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(jìn)水口損失量的6O%。這充分說(shuō)明了柵條銹蝕對水頭損失的影響極大。[1]銹蝕會(huì )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(jìn)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(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

2.解決問(wèn)題的對策

2.1優(yōu)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(shí)，能夠有效地攔截污物，方便清污。

常見(jiàn)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(wèn)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(lèi)型、葉輪過(guò)流面積、垃圾的性質(zhì)和數量等來(lái)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(guò)流能力，柵距要適當放大，以減少水頭損失和避免污物過(guò)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(dòng)，加固攔污柵可以改變攔污柵自振頻率，避開(kāi)和水流激振的共振頻率，達到減振的目的 根據工程經(jīng)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(shí)在攔污柵橫撐上通過(guò)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(dòng)。

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�求攔污柵可直立放置也可以?xún)A斜布置中小型泵站，大多是在泵站進(jìn)水口前直立或略?xún)A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(guò)物理實(shí)驗得出結論：當攔污柵傾角大于60°時(shí)，其下部有少量雜草堆積：而當傾角小于45°時(shí)，各種水草都能被推向柵的頂部，在實(shí)驗條件下不發(fā)生污物與柵條的纏繞。

2.3防護攔污柵銹蝕

在實(shí)際應用中發(fā)現，對攔污柵銹蝕進(jìn)行防護時(shí)，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(mǎn)足抗沖刷、抗磨損的要求 國內不少涂料的漆膜都能滿(mǎn)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(shí)，特別是在施工現場(chǎng)，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(zhù)不牢，密封不嚴實(shí)，會(huì )降低涂料的防腐效果所以，選用涂料時(shí)要考慮其噴涂技術(shù)要求。

在金屬表面涂覆環(huán)氧樹(shù)脂涂層防止銹蝕，是從國外發(fā)展起來(lái)的一項防護技術(shù)，通過(guò)應用其防腐效果不錯。特別是液態(tài)環(huán)氧樹(shù)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(jiǎn)單，可在現場(chǎng)操作，能有效延長(cháng)攔污柵的使用壽命，提高其安全性。

2.4有效清污

及時(shí)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(fā)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(jìn)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(wù)平臺咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。

近幾年我國清污技術(shù)發(fā)展很快，各類(lèi)清污機層出不窮，即使同一類(lèi)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(shí)，要根據泵站工程的特點(diǎn)、污物數量和種類(lèi)等因素來(lái)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(dòng)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(jìn)行清污對于生活垃圾、白色污染物、樹(shù)干、動(dòng)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(huì )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(dòng)式格柵清污機，但抓斗移動(dòng)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(shí)需要靠向下?tīng)恳�力牽引才能落�?總之，各種清污機各具特點(diǎn)，各有其適宜的工作狀況，選用時(shí)要綜合考慮各種因素。

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

3.結語(yǔ)

攔污柵雖然是泵站的輔助設施，但對保證泵站安全、經(jīng)濟和有效運行發(fā)揮著(zhù)重要作用 針對攔污柵在使用中出現的阻塞、振動(dòng)和銹蝕問(wèn)題，可以從優(yōu)化攔污柵的結構設計、改進(jìn)其安裝形勢、采用新材料新技術(shù)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(shù)的研究，在充分考慮泵站自身的運行和管理特點(diǎn)前提下，合理采取措施，確保泵站運行安全、經(jīng)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(fā)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(jìn)[J].排灌機械.2001(4)：21~22