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1、1分析广西金鸡滩水电厂新式液压清污机 设计和应用【关键词】设计,应用,水电,分析,液压,机构,进行,采用,操作,位置,安装清污机的必要金鸡滩水电厂水轮机流道进水口安装斜式拦污栅,没有安装拦污排,在枯水期时,溢流坝弧门未开门泄水,漂浮在水面或半浮的竹子、木头、瓶子、塑料袋等随水流到拦污栅前,部分小件木头、竹子穿过拦污栅经过水轮机流入下游;长条连根竹子则被吸在拦污栅表面,塑料袋则挂在竹子上;大件木头无法穿过拦污栅沉在栅前底部和中部,大部分树枝则卡在竹子之上,加上发电水流吸力的作用将这些竹子、木头牢牢吸在栅表上,堵塞栅孔,造成机组水头损失;特别在洪水时,大量的生竹子、树枝、草等被吸到栅前,严重堵塞栅
2、孔,最严重时机组落差只有 3 米,无法发电,经济受到损失。在没有清污机时采用人工清理垃圾,必须在机组停机情况下,人员下到机组进水口水面打捞被吸到栅前竹子、树枝、木头、草等垃圾,要彻底清理垃圾,每台机组损失电量 350 万度电,一年因清理垃圾损失电量 1000 万度电。安装清污机随时可打捞垃圾,栅孔不会被堵塞,发电不受影响,大大提高经济效益。三、现场条件金鸡滩水电厂进水口孔口宽 11. m,底部高程59,斜度 75,过水口顶部高程82.5,坝面高程102.7,栅槽口长 1.348宽 0.510,安装有 7 节斜式拦污栅,节栅叶宽11. 8 m,节栅高 3.350 m,厚 1.184 m,栅顶部处
3、于水下 5 m,栅面距墙面 1.184 m,栅条厚 12mm,间距 200mm;清污深度 42 m;施工时没有留有清污机导槽,原坝面留有清2污机轨道梁,经测算不能满足剪力要求;坝面安装有 21000kN 高架门机;目前国内液压清污机大都应用在垂直式拦污栅上清理垃圾;机械式清污机应用在斜式拦污栅上较多。四、新式悬挂式液压清污机清污机的关键在于抓污能力,抓污的关键取决于抓斗的闭合能力。机械式清污机由于没有液压系统,完全靠耙斗自重闭斗,直栅时耙斗闭合力就非常小;机械式清污机在斜栅时通过耙斗自重产生的分力大,耙斗闭合力就大,在提升过程中由于在过栅面时振动、过栅顶部坎等原因容易造成污物脱落。液压式清污机
4、由于采用液压系统操作抓斗开闭,闭合力由液压系统控制,与提升力无关,这样就可以大大提高闭合力,但由于液压系统要通过电缆供电到水下并进行控制操作,电缆在斜栅时由于自重及发电产生动水的冲击容易造成拉断或与胸墙、拦污栅面磨损,水头越大越危险。机械式清污机的优点是机构简单、重量轻、造价低;缺点是耙斗闭合力太小且不稳定、清污效果差。要改善机械式清污机的清污效果就必须增加耙斗自重,继而就必须增加提升力,相应就必须提高清污机的强度等,这样下来可能在同样的清污效果下,随着清污宽度增大,机械式清污机的重量及造价会大大高于液压式清污机。液压式清污机的优点是抓斗闭合力大且稳定、清污效果好;缺点是机构复杂、重量偏重、造
5、价高,主要部件深水电缆和水下系统易损坏。因此,液压式清污机的关键是水下液压和控制系统的可靠性。3针对金鸡滩电厂斜栅及目前的条件,使用液压式清污机较为合适;清污机可以与坝顶 2x1000kN 门机配套使用;为提高清污效果,必须采用液压抓斗;清污机沿胸墙面向下行走越过栅顶到栅面抓垃圾,后沿着栅面返回并越过栅顶滑到胸墙,顺着墙面到坝面。由于栅顶在水下深 5 m,且栅面距胸墙面 1.184 m ,为使清污机在沿胸墙面向上、下行走时能越过栅顶,在原栅叶上加装清污机导向架,导向架设计成满栅槽,衔接原栅叶,顶部设计成斜面成为与胸墙过度。由于是在已建好的坝面上进行改造,而拦污栅面与坝上公路间的空间有限,不能直
6、接使用现有的斜栅清污机型式,必须在原有斜栅清污机型上进行特别的研究设计。 为节省经济,利用原有门机栅叶抓梁上增加两个吊耳,两吊耳与清污机的上吊耳配合。当清污机需要工作时,通过门机移动将清污机运行到指定的清污工位,操作门机起升机构使清污机放置在清污孔口上合适的位置,然后通过清污机自己的控制系统进行清污过程的操作。清污机的起升机构带动抓斗进行升降, 通过液压系统操作液压缸推动耙斗进行开闭。清污时,抓斗的转耙张开并沿拦污栅胸墙下降,当清污抓斗到达拦污栅斜面位置时,越过斜面沿拦污栅栅条运行,并铲下拦污栅前的污物,到达清污高程后,操作液压系统使抓斗的转耙闭合,可抓取铲齿铲下的污物,抓斗提升至上极限。操作
7、门机起升机构把抓斗提升至坝面上,移动门机到卸污位,抓斗张开卸污。此时抓斗下可停放运污车,将抓斗的污物直接卸到运污车上。抓斗的卸污高度可根据运污车的高低调整,由门机的起升机构来控制。一个工位清污完毕后,由门机带动清污机到下一个清污工位按上述进行重复作业。五、设计特点1.主要技术参数42.设置过载仪、高度仪在起升过程中如出现过载时。过载保护机构会发出过载信号,使电机停止起升,以防止拉坏清污机或拦污栅的构件。在下降过程中如出现卡阻使钢丝绳松弛时,欠载保护动作可使电机停止下降,以防出现钢丝绳乱绳。该机还设有数字式高度指示仪,操作人员可在司机室内方便的观察到抓斗升降的位置,以便操作抓斗进行清污作业。3.
8、机构简介清污机由起升机构、液压清污抓斗、机罩、支架、电气装置等组成。3.1 起升机构起升机构由电机、制动器、减速器、联轴器、卷筒装置、小齿轮装置、机架、动滑轮组、平滑滑轮及负荷限制器、电缆卷筒,伸缩腿等组成。起升机构采用 YZ 电动机,滑轮倍率为 2。钢丝绳在卷筒上采用自由双层缠绕,卷筒采用双双联,直径为0.4m,铸造卷筒。卷筒的传动采用减速器加一级开式齿轮副传动,减速器采用起重机专用的 QJRS 型中硬齿面减速器,承载能力强,安全可靠;开式齿轮小齿轮材料为40Cr 锻件,调质处理,硬度 241286HB;大齿轮材料为 ZG340-640,正火处理,硬度220250HB。钢丝绳采用交互捻镀锌钢
9、丝绳。动滑轮组中的滑轮轴进行镀铬防腐处理,轴承采用自润滑滑动轴承。制动器采用了 YWZ5 液压块式制动器,安全系数大于 1.75。通过伸缩腿便于放置在孔口上。起升机构装有一套高度显示及限位装置,该装置具有全扬程显示和预定位置限5制等功能。对上、下极限位置进行保护,并有二个位置开度预置的功能,同时设有一套机械式上、下极限保护作为备用。当到达控制位置时,能自动切断电源,并报警显示。在平衡滑轮上装有荷载限制器,完成对载荷的控制,当起升载荷达到额定载荷90时发出警告信号,达到额定载荷 110时自动切断电源、并发出报警信号。当吊具上的荷载为零时,能切断起升操作电源,并给出欠载预警信号。高度指示和荷载限制器仪表放置在司机室内,以数字直接显示抓斗位置和荷载,读数精度为 1cm,综合误差5%。在断电情况下能跟踪抓斗位置。
