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    小型水電站中攔污柵設計探討

    所屬分類:農業論文 閱讀次 時間:2018-06-30 10:56

    本文摘要:這篇水利工程師論文發表了小型水電站中攔污柵設計探討,攔污柵被設置來水電站的進口處,阻攔引入水道內的雜物,水電站攔污清污是一項不容忽視的問題, 攔污柵設計方案的合理與否直接影響水電站運行狀況及經濟效益。 關鍵詞:水利工程師職稱論文投稿,小型水電站

      這篇水利工程師論文發表了小型水電站中攔污柵設計探討,攔污柵被設置來水電站的進口處,阻攔引入水道內的雜物,水電站攔污清污是一項不容忽視的問題, 攔污柵設計方案的合理與否直接影響水電站運行狀況及經濟效益。

      關鍵詞:水利工程師職稱論文投稿,小型水電站;攔污柵;布置;結構

    水電站設計

      1工程簡介

      呼圖壁河渠首站多年平均徑流量4.07億m3,多年平均年輸沙量42.5萬t,青年渠首水電站位于呼圖壁河青年渠首下游處,為低壩徑流引水式電站,壩、廠址相距約750m。青年渠首為雙壩式取水樞紐,整個樞紐由上庫和下庫兩套建筑物系統組成,下庫通過布置在上壩尾部的溢流堰進水,青年渠首電站引水口即位于下庫壩體右岸,青年渠首平面示意圖見圖1。

      電站主要包括攔河壩(閘)、進水閘、沖沙閘、引水明渠、壓力前池、壓力管道、主副廠房、變電站、尾水渠等部分。引水渠長約750m,設計流量45m3/min,加大流量為50m3/min。進水閘按單管單機設計,共分3孔,設計水頭18.5m,電站單機引水流量10.0m3/min,最大設計引水發電流量為30m3/min,前池采用側向進水,正向排冰、溢流的布置形式,正向共設置閘口共2孔,1孔設置舌瓣鋼閘門排冰,1孔設置平板鋼閘門沖砂,沖砂閘緊鄰電站進水口布置,壓力前池平面示意圖見圖2。壓力水管采用露天鋼管形式,共三根,直徑均為2.067m,廠房內安裝3臺機組,水輪機采用立式軸流定漿機組,水輪機型號為ZDJP502-HL-120,裝機容量3×1500kW。

      2攔污柵設計與運行效果

      青年渠首電站進水口為矩形開敞式,共3孔,孔口寬為2.067m,高6.75m。攔污柵采取一柵一槽設置,垂直置放,每孔共設3節攔污柵,每節柵體尺寸B×H(寬×高)=2.367m×2.0m,柵條選用8m×40mm扁鋼,柵條間距6cm,柵體支承框架為雙軸對稱主梁截面,主梁采用焊接H型鋼。電站自2013年運行以來,非汛期運行正常,汛期(6-8月)電站進水口攔污柵進口附著樹枝、雜木及水草等污物較多,導致攔污柵上下游水位差較大,最大達1.6米,約占設計水頭9%,從而電站出力達不到設計值,影響電站的經濟效益。汛期電站運行時,頻繁清理柵前雜物,運行管理上造成很大不便。青年渠首電站攔污柵通過以下兩方面改造:1)在前池增設攔污排,雜物攔至排冰閘溢流沖至下游;降低進水口清污頻率,減少運行成本。2)改造攔污柵柵條間距,由6cm改造為12cm,柵前后水位差由1.6m減少為0.7m,提高了電站出力,改造后經運行取得良好效果。

      3設計中幾個問題的探討

      3.1攔污柵的布置型式

      攔污柵的設置須對河流中所挾帶的雜物、性質、數量及清理方法進行全面考慮,必要時進行多方調查及實驗查出雜物及流態的運動規律。根據進水口的形式布置,一般設置一道攔污柵,柵面通常可垂直和傾斜置放,傾斜置放可獲得較大的過水面積。當污物較多時,為取得良好效果,可采取以下幾方面優化攔污柵布置:1)可設置兩道攔污柵,對于引水式水電站,可分別在引水口處和前池進水口分別設置攔污柵。2)在進水口設置攔污排,減少進水口污物數量。3)設置機械清污設備,及時清除柵前雜物。青年渠首電站前池除前池進口處設置攔污柵外,未設置其他攔污設施,汛期樹枝、雜木及水草數量較大,通過在前池設置攔污排,較大程度減少雜物數量,減少清污頻率,較大程度滿足電站正常運行。

      3.2攔污柵的結構

      攔污柵柵葉結構是由柵面及支承框架兩部分組成。支承框架的結構在布置時,主梁與邊梁通常采用同層布置,主梁的間距考慮柵條的強度及穩定,按等荷載設置,主梁的型式通常采用實腹式梁。柵條的間距不宜過大,過大會通過有害雜物,使設備損壞,不宜過小,過小則增加攔污柵的水頭損失并易使攔污柵堵塞,影響電站的正常運行,所以柵條間距應根據水輪機的類型和尺寸以及電站的雜物性質、數量選擇最大允許極限值。

      攔污柵可通過以下幾方面優化其結構:1)主梁采用實腹式梁時,滿足其強度及穩定的條件下,采用較窄的翼緣,從而獲取最大的過柵面積。2)根據電站的雜物性質、數量,參考水輪機的尺寸及柵條間距的關系,確定允許最大柵條間距。根據柵條間距與水輪機轉輪直徑的關系,原設計柵條間距為6cm,根據電站的引水方式,汛期電站引水雜物多為樹枝、雜木及水草,柵條間距進行增大至12cm,過柵雜物不會損壞設備。

      3.3水頭損失及過柵流速

      水流過攔污柵時都會產生水頭損失,即攔污柵上下游水位差,為減少水頭損失可采用流線型的框架結構。盡可能采取措施增大攔污柵過水面積,降低過柵流速,從而減小水頭損失。運行時,往往由于污物附著、堵塞攔污柵造成柵面上下游水位差過大,及時清除柵面污物也是減少水頭損失的措施之一。

      4結語

      文章結合現行《水利水電鋼閘門設計規范》SL74-2013,以青年渠首電站攔污柵的設計及改造為實例,總結分析攔污柵布置及其結構,調查污物性質及數量,合理設計攔污柵對水電站的安全運行及效益非常重要。

      參考文獻:

      [1]劉細龍,陳福榮.閘門與啟閉機[M].北京:中國水利水電出版社,2002:69-76.

      [2]劉啟釗,胡明.水電站[M].北京:中國水利水電出版社,2010:47-52.

      作者:朱建利 單位:新疆昌吉方匯水電設計有限公司

      推薦閱讀:《水電站設計》(季刊)創刊于1985年,由國家電力公司成都勘測設計研究院主辦。本刊辦刊宗旨:貫徹理論和實際相結合的方針,結合工程實踐。

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