摘要：本文主要介绍了石泉水电厂二期进水口清污抓斗改造情况，在不断尝试的过程中，最终实现抓斗的全天候动水作业，对于同类型进水口拦污栅有很好的参考价值和指导意义。
关键词：清污抓斗；东水作业；电缆牵引装置；
一、石泉电厂二期进水口清污抓斗改造前基本情况介绍
石泉力发电厂2#进水口清污设备自投运以来，由于自身的设计、制造缺陷，在工作过程中存在以下问题：
①清污抓斗不能动水抓取拦污栅前深水、底坎处沉渣，造成拦污栅前沉渣不能完全清理，从而增加了不断停机抓渣的次数，特别是在汛期减少发电量，造成水资源的浪费；
②清污抓斗起升一次约35分钟，速度慢、工作效率低；
③斗刺架强度、刚度不够，容易变形，每年要更换20多根，影响清污抓渣工作；
④油缸工作不稳定，油封易漏油导致抓斗开闭斗工作不同步；
⑤抓斗动力及控制回路工作不可靠，易跳闸等五方面的缺陷；
⑥抓斗起升电缆卷筒和桥机立柱干涉；
⑦抓斗在水下作业时，动力电缆容易卡在拦污栅和抓斗下游侧导向轮之间，损伤电缆；
⑧浮草粘在拦污栅栅面，形成膜状物贴在拦污栅栅面，而清污抓斗全开状态下斗齿和拦污栅栅面存在5cm间隙，无法抓走浮草，使得抓沉渣效果极为不明显。
石泉二期进水口清污抓斗改造工作总体思路就是从解决上述几个方面问题出发，达到提高汛期清污抓斗工作效率的目的。
二、抓斗改造技术方案以及工艺
①对抓斗的左右两侧各增加2套侧导向轮，侧导向轮以拦污栅侧壁作为导向；并增加两套抓斗下游侧导向轮，下游侧导向轮以拦污栅栅面作为导向，清污时，抓斗在水流的冲击下接近栏污栅，由于抓斗上导向轮的限制作用和抓斗侧轮的导向作用，使清污抓斗斗齿和栏污栅保持相对协调的位置，使其不会和栏污栅干涉。
②为提高清污抓斗工作效率，在满足清污装置起升机构额定起升力2×250kN不变的情况下，将原电动葫芦电机更换为YZPEJ200L2-6冶金及起重专用的变频电机，并对其电气控制系统进行相应的改造。YZPEJ200L2-6电动机在标准工作制下，额定输出功率为22kW，额定输出转速980r/min。这样，清污装置起升电动葫芦的额定起升力可以保持不变，且改造后的起升速度可提高为原起升速度的2倍左右。
③斗体架原工字钢型式斗齿固定梁改为翼缘20mm腹板12mm箱型结构梁；斗体架原单槽钢式横梁改为直通双槽钢相扣式箱型梁，并加大槽钢规格型号至16号槽钢；在抓斗体中部槽钢箱型梁与斗齿固定梁之间的板式加强筋厚度增加至12mm，两端的槽钢箱型梁与斗齿固定梁之间联接加强筋板厚度增加至16mm，并且在不产生干涉的情况下均将联接加强筋板设计成工字梁形式，增加其结构稳定性；抓斗斗齿的直径也由原来的50毫米增加至60毫米，并对斗齿尾端的安装结构也进行了改造，使斗齿危险断裂面的直径由38毫米增大到60毫米，使其根部的抗弯强度有很大的改善，另外新斗齿材料选用强度较高的40Cr材料并进行调质处理；对斗体架整体采取热浸锌处理。
④将原国产榆次油缸更换为江苏龙城洪力液压有限公司的产品，采用力士乐标准进行设计、制作、检查、试验、验收和供货，密封件采用德国派克密封，使油缸能满足水下工作的要求；活塞杆表面镀镍后镀硬铬防锈；油缸两端带液压缓冲，均布置在内侧位置，避免油缸油管挂到栅体，保证油缸工作时的安全性。
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⑤电机更换为变频调速电机后，采用变频调速进行电机的起动控制，会较大的降低电机的起动电流，可有效的防止电机起动时的跳闸问题；电气设备的电气元件中变频器选用日本安川的产品，接触器选用施耐德的产品，继电器选用日本欧姆龙的产品，电气元件的选型均留有较大的富裕量，确保设备运行的可靠性。
⑥清污抓斗动力电缆卷筒与桥机立柱产生干涉的问题，本次改造对电缆卷筒位置进行了重新布置，将该电缆卷筒移至平衡梁上靠近山体距离顶部动滑轮组吊耳间隔约1m的位置上，以避免电缆卷筒与桥机立柱产生干涉。电缆卷筒重新布置后，由于高度的增加，抓斗供电控制电缆需要进行更换，新的抓斗供电和控制用电缆的长度增加至59米。
⑦利用清污抓斗启闭机升降原理（单边钢丝绳动作，另一边钢丝绳作为固定支点），用直径Φ10mm的钢筋制作成Φ150mm的圆环，然后用Φ8mm钢丝绳相连，依附在启闭机静止钢丝绳的一边，同时将启闭机动力电缆从圆环中穿过，制作成电缆牵引装置。
⑧制作 “铁梳子”，梳掉浮草。用100#槽钢作为梳子的骨架，用直径为16mm，长300mm的圆钢作为梳齿，焊接在槽钢上面，然后把“铁梳子整体焊接在抓斗的斗齿上面”，全开抓斗，扳弯梳齿，使得梳齿和斗齿夹角大于90°，和拦污栅栅面刚刚接触为最佳位置，抓斗紧贴在拦污栅栅面上后下水作业，在下水的过程中把附着在拦污栅栅面的杂草刮掉，被流水带走。
三、抓斗改造后的实际应用情况
改造后的清污抓斗实现了①在开机状态下的动水抓沉渣作业，做到二期进水口前浮渣、沉渣及时清，保证拦污栅前、后压差不超过设计值；②清污效率至少提高一倍；③改造后的抓斗抓斗及斗齿强度明显提高；④油缸密封性良好，抓斗两瓣斗齿动作时间完全同步，水下作业过程中，从未出现过因漏油导致的抓斗不能正常工作的现象；⑤改变了原抓斗升降都是同一速度的缺陷，实现了抓斗水上、水下，空载、重载采用不同速度，有效延长电机使用寿命；⑥抓斗动力电缆与桥机立柱不再发生接触，动作正常，抓斗主梁也未出现不平衡现象；⑦在二期4、5号机组同时开机的情况下，可大胆水下抓渣，不再发生抓斗动力电缆卡在拦污栅栅条和抓斗下游侧导向轮之间，损伤电缆的现象，实现完全动水作业；⑧ “铁梳子”效果显著，成功的将二号进水口压差从4米降到0.8米，增发电量显著，每小时增发电量1.6万kwh。
四、改造后的经济效益
对比改造前2010年、2011年汛期停机抓渣时间发现，2012年最少减少停机抓渣5天：
增发电量=5天×24小时×5万kwh×2台=1200万kwh；
铁梳子降低压差增发电量：持续运行4天；
每小时增发电量=0.8万kwh×2台=1.6万kwh；
4天增发电量=4天×24小时×1.6万kwh=153.6万kwh
上述1、2两项共计增发电量1353.6万kwh，按照每kwh电0.2元计算，共计折合人民币270.2万元。
五、改造后的社会效益
按照增发电量1353.6万kwh计，相当于节约标准煤1663.574吨，减少二氧化碳排放4491.65吨，为环境保护做出了积极的贡献。
六、结语
实践证明，石泉二期抓斗动水作业改造是成功的，在汉江河乃至其他水电厂相同的拦污栅型号下具有很好的借鉴意义。
参考文献：
[1]胡美玲，朱君学，张莉，等.水电站清污液压抓斗：，CN204361722U[P].2015.
[2]胡美玲.水电站无电缆供电清污液压抓斗电控系统的开发与研究[J].科技与创新，2015（21）：75-76.
论文作者:刘鋆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/4
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