[實用新型]一種用于泵站攔污的折形攔污柵

有效

• 申請號: 201320647272.1
• 申請日: 2013-10-19
• 公開（公告）號: CN203603125U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 仇寶云;賀淑全;馮曉莉;申劍;楊興麗
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: E02B8/02
• 分類號: E02B8/02
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本實用新型涉及一種攔污柵，尤其是大、中型泵站及水電站在引水河道內或進水流道前設置攔污柵的結構。屬于泵站攔污清污技術領域。

背景技術

目前，我國機電排灌動力保有量達8000多萬kW，其中大中型泵站5500多座。為確保水泵機組安全運行，防止河道中的污物堵塞水泵或打斷葉片，泵站一般在引水河道內或進水流道前設置攔污柵，攔截隨水流而來的來流漂浮物。傳統的攔污柵一般采用平面攔污柵，垂直安裝，或柵面與垂直面成15°。泵站污物以水草為主，比重小于水體。柵前水草首先堵塞上部柵面，由于攔污柵柵面處于垂直或基本垂直位置，后續水草很容易隨水流下潛堵塞下部柵面，柵面堵塞嚴重時會形成較大的攔污水頭損失，如某泵站攔污水位差超過1.5m，另一座泵站最大攔污水位差達到2.85m，泵站效率下降20%～35%，而且柵后流速十分紊亂，底部流速大，上部流速小并且有回流出現，同時，一定程度上也降低泵裝置效率，泵站運行費用增加。此外，平面形攔污柵柵前污物堵塞深度大，清污提升高度大，清污較為困難，清污費用高。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為克服上述背景技術存在的問題，通過理論分析、流動數值模擬和試驗研究，設計出一種用于泵站攔污的折形攔污柵，采用折形攔污柵替換目前使用的平面攔污柵，可以減小攔污柵的攔污水頭損失，改善柵后的流態，提高泵站效率，并使清污更為簡便，減少清污費用。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種用于泵站攔污的折形攔污柵，包括平面柵體，其特征在于，所述折形攔污柵由上、下平面柵體連接組合而成，下平面柵體按常規垂直或稍向順水流方向傾斜設置，上平面柵體向順水流方向傾斜較大，漂浮物可以隨水流沿上平面柵體傾斜柵面向上滑移。

所述上、下平面柵體分別由柵條（1）、橫梁（2）、邊梁（3）組成，柵條沿平面柵體的傾斜方向設置。

所述下平面柵體垂直或稍向順水流方向傾斜設置，與水平面的夾角為75°～90°。

所述下平面柵體底部與過流斷面底部接觸，兩側插入槽內定位。

所述上、下平面柵體連接為鉸接連接，兩平面柵體夾角可以改變。

所述上、下平面柵體連接處高度低于水面漂浮物的底部高度，以保證漂浮物從上部漂過下平面柵體，能在水流作用下沿上平面柵體柵面向上滑移。

所述上平面柵體與水平面的夾角為15°～45°，以使來流漂浮物能夠在水流的作用下沿上塊柵面向上滑移，防止漂浮物下潛堵塞中下部柵面，減小漂浮物對過流斷面的堵塞面積，從而減小攔污阻力，同時便于清污。

本實用新型結構簡單合理，生產制作安裝容易，攔污效果好。與傳統的平面形、垂直安裝的攔污柵相比，相同體積的漂浮物（水草）對其堵塞的深度小，攔污水位差小，攔污阻力小，柵后流速分布得到改善，主機運行費用少；由于污物積聚在水面，清污方便，清污污物提升高度小，清污費用少。本實用新型可應用于泵站引水河道內或進水流道及進水池前，預計泵站運行費用可節省6%以上。按我國泵站裝機4000萬kW類似泵站、年運行1000h、電價0.8元/kW·h計算，每年可節省320億元，具有重大的社會經濟效益。

本實用新型由上下兩塊柵面通過一橫梁鉸接組合而成，柵體由柵條、橫梁、邊梁組成。其中，下塊柵面與水平面夾角α=75°～89°，其高度要保證來流漂浮物處于上塊柵面的高度范圍。上塊柵面傾斜角較大，上塊柵面與水平面夾角β取值，以能使來流中的污物能在水流推動下沿上塊柵面向上滑移為宜，后續水草沿上部柵面向上游鋪開，β=15°～45°，流速大時取大值，流速小時取小值；上塊柵面的長度要能存放一定體積的水草污物，保證在清污之前沒有多余水草下潛堵塞下塊柵面。

根據攔污試驗得到的柵前污物的聚集形態分析，相同體積水草在折形攔污柵和平面形攔污柵柵前的聚集情況，折形攔污柵柵前污物在水平方向的長度大于平面形攔污柵，但折形攔污柵的柵面堵塞深度小。

與單扇平面形攔污柵相比，同樣體積的水草，本實用新型折形攔污柵減小了柵面的堵塞深度，攔污水頭損失減小，柵后流態改善，泵站主機運行費用降低6%以上，更易清污，清污費用減少。

根據實驗和數值模擬研究，當柵前水草污物聚集到一定厚度時，污物內部僅有很少水流通過，其造成的攔污水頭損失與柵前相同形狀的不透水的實體堵塞造成的水頭損失基本相等，前后流場相近。所以，可將柵前污物看作不透水實體對攔污模型進行簡化，運用ANSYS?CFX軟件，采用VOF方法數值計算某原型泵站采用折形和平面形攔污柵攔污引起的水頭損失及其攔污柵前后流速分布，并進行研究分析。

攔污柵攔污流動數值計算方法包括以下幾個步驟：