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水電站清污機簡介及常見故障處理分析

水電站清污機是水電站運行中攔污柵、攔污浮排等堆積垃圾、漂浮物清理關鍵設備，清污機清污能力、設備運行可靠性，在雜物較多、水質較差的水電顯得尤為重要。
一、水電站攔污柵的清污機特點
（一）水電站攔污柵的作用是阻攔水流所挾帶的沉木、樹枝及其其他固體雜物，使他們不能進入引水道內以保證水輪機設備不受損壞。如果水中大型污物太多就容易發生攔污柵堵塞，導致發電水頭降低或使攔污柵遭到損毀。如果緊靠人工來清理攔污柵前的雜物，對水電廠來說（尤其大中型電廠）只能是杯水車薪，無法高效快速的清除垃圾如果遇到洪水期和北方的冰峰期大量污物驟然而至時，人工清理就不現實湊效。提柵清理可以徹底清除貼附在柵面上的污物，但最大的缺失是需要停機進行這樣會影響機組的正常發電。于是，攔污柵的清理機械也隨此而生俗稱清污機其可以節省大量人工，又能在機組不停發的情況下進行，是一種較好的清理方法。目前水電站清污機主要有耙斗式清污機（又分半封閉式耙斗、開敞式耙斗耙斗、待產抓斗式三種）、齒耙式清污機，但這兩種機型局限性比較大，很難兼顧水電站特殊技術和工況要求的方方面面，設計上往往只能照顧到突出的一方面或兩方面。水電站大多選耙斗式為主。
（二）耙斗式清污機由牽引臺車和耙斗兩部分組成。牽引臺車包括臺車車架和行走車輪。臺車架為梁系結構，行走車輪對稱分布在臺車架四角。行車車輪寬度略大于兩根柵條凈距的和。臺車和耙斗鉸接，并由起重機鋼絲繩操縱，行走車輪在柵面上或在柵面上專門設置的導槽內行走。耙斗靠自重或者機械壓力沉入水中，水流壓力使耙斗貼近柵面。相對均衡的照顧到多方面的技術和工況要求，近年來以增力耙斗式和浮動加壓耙斗式為水電站清污機的主選機型，設計上和使用上各種難題都比較容易解決。
二、水電站清污機常見故障現象
（一）行走輪故障：電站清污機在對機組進行清污時，行走輪出現轉動卡澀現象，隨清污工作量加大行走輪出現無法轉動情況，與軌道摩擦嚴重，影響機組清污。
（二）油泵站故障：清污機抓耙通常是通過移動電纜連接油泵站，油泵站傳輸壓力控制抓耙、開耙、關耙，實際運行中如出現油泵站進水，液壓油變質乳化，壓力達不到開、關耙壓力，移動電纜插頭進水引起短路，攔污柵垃圾不能及時清理，不僅影響發電機出力而且會贊成重大事故的風險。
三、常見故障原因分析
（一）行走輪故障
某水電站采用國內某機電制造有限公司生產的QW-2X30KN清污機，行走輪材質為ZG340-640鑄造碳鋼件，行走輪兩側各配備軸承一套，每套2個，型號GB297-84圓錐滾動軸承，采用黃油潤滑。清污機正常行走時通過控制大車行走電動機驅動行走輪進行運轉，單一行走輪電機在拆除情況下，行走輪可依靠清污機其他行走輪驅動單一行走輪行走，清污機總重量分由四個行走輪所屬軸承承擔。
當發現清污機下游靠近廠房側行走輪出現無法轉動情況時，隨即維護人員對有可能影響行走輪轉動因素逐一分析。
1、驅動電機故障：因驅動電機故障造成清污機行走輪運行不暢，維護人員隨即對電機進行拆除排解，發現行走輪依然無法正常行走；
2、行走輪大軸斷裂或卡阻：行走輪轉動除依靠軸承外，兩側軸承靠大軸連接，若大軸斷裂或卡阻，有可能造成行走輪行走不暢，隨即對軸承兩側端蓋進行拆除排解，發現已拆除部分大軸未見異常，如需繼續拆卸，則需拆卸軸承后方可看到內部大軸狀態，為徹底查明原因邊逐一開始拆卸軸承，當維護人員在拆卸上游側軸承后，發現外部軸承保護套已有局部斷裂現象，由此造成軸承的滾動珠堆積，滾動珠與軸承發生干摩擦，致使軸承內部卡阻，行走輪無法行走，由此原因查明。

（二）油泵站故障。
攔污柵的清污機抓耙通常是通過移動電纜連接油泵站，油泵站傳輸壓力控制抓耙開耙和關耙，通常清污機抓耙吃水深度大約在40米左右。其油缸、油泵站及移動電纜經常浸泡在水里，如果密封不好，就會很容易引起油泵站進水而導致液壓油變質乳化、壓力達不到開、關耙壓力。如果移動電纜插頭進水引起短路，攔污柵前垃圾不能及時清理，不僅會增大攔污柵的水頭損失印象機組發力，而且嚴重時還能使攔污柵堵塞，導致水輪機被迫停機或壓垮攔污柵而造成重大事故。
四、常見故障處理過程
（一）行走輪故障
案例分析中某水電站清污機行走輪故障查明原因后，維護人員采用兩個8T千斤頂將行走輪大梁頂起，行走輪離開軌道后，在大梁底部墊枕木塞緊，將千斤頂泄壓，確定枕木墊牢固后，拆除行走電機及變速箱，拆除主輪軸套固定螺栓，采用500mm拉馬拆卸軸承，錐形軸承型號：ZWZ 32224，錐形軸承分兩步拆卸，首先拆卸軸承外套，然后拆卸內套。
拆卸后對主輪軸進行清洗打磨處理，制作專用工具對損壞軸承進行更換，并加注黃油，本次共計更換錐形軸承2 個，完成后調試正常。
（二）油泵站故障
案例中電站清污機油泵站故障查明原因后，拆除原來容易出現故障的油泵站，更換全套新油泵站（含電磁閥、油泵、電機、壓力開關），油泵內部管路采用不銹鋼管制作連接，將油泵站油箱箱體更換為不銹鋼。更換牽引抗拉防水電纜15*2.5mm2.6米，安裝不銹鋼防水插座及插頭。同時拆除清污機原來串油的油缸，更換清污機液壓油缸Φ63/Φ 35-500（材質為不銹鋼），并提供油缸密封件備品一套，完成后調試正常。
五、應急處理措施及建議
（一）發生此類故障時，如來水較多，清污任務頻繁時，應立即進行檢修處理，如來水較少，清污較少，為不影響發電，可待清污結束后再行檢修處理，但需嚴密觀察行走輪與軌道摩擦及行走輪狀況，以免造成事故擴大。（二）購買一套被損壞的零件部件作為備件，避免下次發生同樣故障時能及時處理，減少因故障造成的電量損失。
六、日常清污機使用檢查監護及選型設計要求。
（一）清污機械的工作裝置主要檢查。
清污機的所有滾動輪應轉動靈活，并應加注抗水性強的潤滑油或潤滑脂，并定期檢查是否需要補充或更換。檢查清污機鎖定裝置是否準確可靠，是否存在卡組。檢查清污機的耙斗或齒耙是否轉動靈活，并向轉軸中加注抗水性強的潤滑油或潤滑脂。檢查耙齒有無裂紋、焊縫開裂或斷齒現情況。檢查清污機的鋼絲繩及其固定端是否牢靠和鋼絲繩的磨損情況。檢查清污機的所有結構件有無明顯變形，構件間的連接是否可靠，連接螺栓有無松動，焊縫有無開裂等。發現問題及時處理排除，日常維護到位。不可帶缺陷投入使用。
（二）清理過程中的維護及注意事項
在清理攔污柵的污物垃圾作業中，要配備專人認真觀察清污機的運行情況，發現異常情況應該立即停止作業并認真檢查及時處理。如果發現耙斗被卡住，必須立即停止運轉，防止攔污柵和清污機機械損壞。清污機工作裝置要在動水情況下工作，水流的流態對工作裝置的清理效果有著重要的影響。水流流速過大，流態紊亂時，清污效果就差。因此在清污機清理污物時，過柵流速最大不要超過1.25m/s，一般控制在1m/s左右最佳。
（三）污物垃圾處理
清理出來的污物垃圾要及時運走、就地處理貨加以利用。如果將污物垃圾直接排往下游，不僅污染河水，而且會影響水輪機的運行或對下一級水電廠造成影響。
（四）針對污物類型選型。
污物的性質類型直接影響工作裝置的工況及清污效果，因此它是決定工作裝置類型的主要因素。對于清理對象以雜草為主，兼有青苔、樹枝、城市垃圾等污物，耙斗式或齒耙式工作裝置的清理效果相對較好；對于清理對象以浮冰為主，兼有青苔、雜草和其他漂浮物等，可選用帶鏟斗的工作裝置；對于清理對象是攔污柵前沉積的砂石和潛沉的樹木等大型漂浮物，應考慮選用耙集式和長材抓斗。
七、結語
水電站在汛期水質較差，漂浮物較多時，清污機故障，將影響電站機組出力，甚至停機，損失難以估量。在大型水電站，發電設備安全穩定運行關乎人民生命財產安全，作為水電站關鍵機械裝置，清污機操作方便、可靠性高、維修、檢修工作量小，顯得尤為重要，不僅提高了水電站經濟效益，而且關乎電站安全穩定運行。