3 攔污柵對泵站的影響
　　攔污柵對泵站的影響可以從水力損失、工作點的改變、空化空蝕、振動、噪音、能量和經(jīng)濟損失等不同的方面考慮。本文結(jié)合江蘇淮安二站進行分析。
　　淮安第二抽水站，位于京航大運河和蘇北灌溉總渠的交匯處，是江蘇省江水北調(diào)第二級提水工程之一。該工程于1975年1月動工興建，1978年12月竣工，工程總投資1 062萬元。該站與淮安抽水一站、淮安抽水三站共同擔(dān)負著白馬湖地區(qū)農(nóng)田的排澇及蘇北地區(qū)農(nóng)田的灌溉用水和該地區(qū)的工業(yè)、航運、城鄉(xiāng)人民生活用水的任務(wù)。
　　3.1 水流通過攔污柵產(chǎn)生水力損失
　　攔污柵的水力損失由兩部分組成：其一為固有水頭損失，即水流在通過攔污柵時，柵條對水流有局部的阻礙作用，產(chǎn)生局部水頭損失。另一部分附加水頭損失，其產(chǎn)生的原因是由于攔污柵所攔截的污物部分地堵塞柵孔，或水流的腐蝕作用而導(dǎo)致的銹蝕，使攔污柵原有的邊界條件改變，加劇了對水流的阻礙作用，致使過柵的局部水頭損失增加[3]。
　　攔污柵的水頭損失[4]可按下式計算：
　　攔污柵局部水頭損失的產(chǎn)生導(dǎo)致多種不良的影響，如工作點的改變，產(chǎn)生振動，以及由此而產(chǎn)生的其他后果。表1為淮安二站由于攔污柵的阻塞而在進出水流道產(chǎn)生的水頭損失。
　　3.3 加劇水泵空化和空蝕
　　攔污柵阻塞使水泵工況點發(fā)生改變，水泵工況點流量減小。這樣進入葉輪內(nèi)的水流方向偏離設(shè)計工況，由于葉片和葉輪室間有間隙而產(chǎn)生回流以及葉片產(chǎn)生的二次回流，導(dǎo)致水流的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)達到某種強度時旋轉(zhuǎn)流中心壓力下降而形成渦帶，當(dāng)葉輪進口壓力降到一定值時，葉片背面會發(fā)生空化現(xiàn)象，當(dāng)壓力繼續(xù)降低時，就會發(fā)生空蝕，嚴重時會導(dǎo)致葉片背面空蝕區(qū)域從葉片進口端向葉片中部發(fā)展。
　　水泵發(fā)生空化、空蝕時，大量汽泡的存在改變了流道內(nèi)特別是葉輪內(nèi)過流面積和流動方向，而使葉輪與水流之間能量交換的穩(wěn)定性遭到破壞，能量損失增加，引起流量、揚程及效率的下降，甚至達到斷流，嚴重破壞水泵工作性能。
　　另外由于氣泡連續(xù)發(fā)育膨脹和潰滅而產(chǎn)生的壓力脈動進入轉(zhuǎn)輪及導(dǎo)葉內(nèi)部，造成了轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)距的脈動，引起軸功率的波動，且發(fā)出巨大的噪音，使運行不穩(wěn)定，并影響機組效率。當(dāng)脈動頻率接近水泵或某些部件的固有頻率時，會引起較大的振幅。淮安二站的現(xiàn)場試驗表明，當(dāng)氣泡區(qū)自激振蕩的壓力脈動頻率正好與整個系統(tǒng)的水力頻率接近時，就會造成氣穴共振[4]。
　　3.4 機組頻繁開停機
　　為了排除攔污柵的阻塞就要對攔污柵進行清污，若采用人工清污，要頻繁的開停機，這不僅對泵站的基本運行不利而且對主機電的性能和絕緣設(shè)備帶來威脅。如淮安二站的主電機絕緣己經(jīng)嚴重老化，近幾年來已發(fā)生幾次定子絕緣在試驗時被擊穿、轉(zhuǎn)子線圈在運行中斷路的事故[5]。同時由于每次開停機所引起的水泵裝置的過渡過程對泵站的危害更大，由于工況的變化而產(chǎn)生的非恒定流會引起整個機組的壓力發(fā)生激烈的變化，產(chǎn)生振動破壞。
　　3.5 能量損失與經(jīng)濟損失
　　由于攔污柵的阻塞，使得進入水泵的流量減小，水頭也隨之降低，機組脫離高效區(qū)，效率減小，造成能量的損失，從而產(chǎn)生一定的經(jīng)濟損失。淮安二站在1995年到2001年由于阻塞導(dǎo)致的損失1 573.29萬元，如表2所示[4]。

　　4 攔污柵清污存在的問題
　　
　　為了解決泵站清污問題，很早就已經(jīng)開展泵站清污機的研制，但基本目標是研究機械的清污功能，沒有充分考慮排灌泵站的運行和管理特點。而排灌泵站一般年均運行時間較短,一年中大概有80%的時間清污機處于閑置狀態(tài)，在露天環(huán)境中難以達到良好的維修保養(yǎng)，所以一旦泵站開機運行，清污機卻不能保證正常工作，緊急的清污工作就只能采用人工進行[6]。這種方式需要在一定水流速度的情況下進行，且只能撈表面浮物，當(dāng)柵差在0.2 m以上時，上部水流加快，就無法打撈1.5 m水面以下的卡阻物。
　　目前淮安二站采用汽車吊撈和船撈兩種清污方式，但是由于工作橋設(shè)計的不夠合理，致使這兩種清污方式都達不到理想的效果。又因采用真空破壞閥停機斷流方式，停機時水泵內(nèi)和水泵至真空破壞閥下側(cè)出水流道的大量水?dāng)嗔骱蟮构噙M水流道，造成攔污柵面瞬時水壓差達4.58 m，倒灌水流猛然從里向外反向沖刷攔污柵，攔污柵上的雜草異物被吸入進水池，無法清污[6]。

　　5結(jié)語
　　(1) 加強泵站攔污柵結(jié)構(gòu)與水頭損失關(guān)系、柵條的優(yōu)化設(shè)計的研究力度，使得過柵流態(tài)有利于減小空化、空蝕和振動。
　　(2) 開展泵站攔污柵堵塞、銹蝕影響水頭損失的試驗研究和理論研究，尋求更高效的清污方式，保證攔污柵得到及時有效的清污。
　　(3) 南水北調(diào)工程是國家為解決我國水資源缺乏而采取的一項舉世矚目的水利工程，其東線工程以梯級泵站為基礎(chǔ)，逐級提水北送，規(guī)劃調(diào)水規(guī)模每年148億m3，以解決黃淮地區(qū)的缺水問題。這正體現(xiàn)了泵站在城市生活和農(nóng)業(yè)灌溉中所處的重要位置，因此加強對泵站的研究將有利于發(fā)揮泵站對人民生活的積極作用，因此攔污柵作為泵站安全運行的重要因素更有其研究價值。
　　參考文獻：
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　　[2] 閻詩武.水電站攔污柵的振動[J].水利水運工程學(xué)報，2001（2）：74-77
　　[3] 高金花.水電站進水口攔污柵的局部水頭損失及其研究現(xiàn)狀[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟，1997.（4）：112-113
　　[4] 淮安第二抽水站攔污柵對機組運行影響評價及對策研究報告（R）.江蘇省灌溉總渠管理處，河海大學(xué)，2003.10，1-37
　　[5] 劉躍波.淮安第二抽水站攔污柵堵塞現(xiàn)狀介析[J].江蘇水利，2003（6）：1-2
　　[6] 韓向遠.排灌泵站清污機械化的新途徑[J].中國農(nóng)村水利水電，2002（6）：1
　　江蘇省灌溉總渠管理處淮安三站攔污柵阻水研究，該項目已通過江蘇省科技廳組織的鑒定，蘇科鑒字【2003】第1193