關(guān)于我們

在線客服

幫助

24小時客服:010-82326699 400-810-5999

建設(shè)工程教育網(wǎng) 報錯頁面_建設(shè)工程教育網(wǎng)

您訪問的頁面已經(jīng)離家出走了

您可以:返回 上一頁或者返回首頁
9秒后跳轉(zhuǎn)到建設(shè)工程教育網(wǎng)首頁
 > 正文

嚴(yán)寒地區(qū)引水式水電站設(shè)計和安全運行經(jīng)驗

2008-07-09 11:14    【  【打印】【我要糾錯】

  阿勒泰地區(qū)位于東經(jīng)85o31'57“~91o01'15”,北緯44o59'35“~49o10'45”,地處新疆維吾爾自治區(qū)最北部,氣候特點是春旱多風(fēng),夏短不熱,秋高氣爽,冬季嚴(yán)寒而漫長,全年冬季長達5~6個月,極端最低氣溫達-51.5℃,最冷月平均氣溫達-18℃~21℃,河內(nèi)冰厚0.5~1.0m,凍土深1.2~1.5m.經(jīng)過40年的建設(shè),阿勒泰地區(qū)已建成電站20余座,除可可托海電站、富蘊縣一級電站等為壩后式電站外,其余多為明渠引水式電站,F(xiàn)結(jié)合我區(qū)幾十年來積累的經(jīng)驗,就引水式水電站的設(shè)計要求和運行管理兩個方面作一初步總結(jié)。

  1對引水式電站的設(shè)計要求

  1.1引水樞紐的布置及形式的選擇

  在地形條件允許時,應(yīng)考慮在電站上游建水庫,以便冬季蓄冰,蓄冰庫設(shè)計,不能僅以回水曲線形成的上游容積為界,應(yīng)考慮到冰凌堆積和冰蓋翹起后,來凌仍可向上游堆積一段距離,一般蓄冰靜庫容達到年輸冰量的1/3即可。對于沒有條件修建蓄冰庫的引水樞紐,需考慮泄洪、排砂、攔冰和排冰措施。進水口應(yīng)放在設(shè)計水位以下5~6m,以防止進水口控制設(shè)施的凍結(jié)。

  引水樞紐宜選擇在河床較穩(wěn)定的平直段內(nèi),以防閘前冰凌堵塞,攔河溢流壩或?qū)Я鞯绦柽m當(dāng)增加超高,應(yīng)大于河道冰厚,避免因閘前進水受阻時壩頂溢流而造成“跑水”。

  對于冬季流量較小的河道應(yīng)能使河水全部進入引水渠,采用底欄柵式進水閘較好,這樣能避免冰塊進入渠內(nèi)。對于冬季河道流量較大的電站,采用新疆常用的彎道式渠首,排冰效果較好,耗水量也小。

  1.2引水渠設(shè)計

  1.2.1渠線選擇

  為保證電站冬季順利排冰,引水渠應(yīng)盡量將渠線選擇在河谷的陽坡,利用冬季陽光的輻射來提高水溫,減少再生冰。渠線應(yīng)直、順,當(dāng)必須設(shè)置彎道時,其彎道半徑宜大于10倍設(shè)計水面寬度,以避免冰塊在彎道上堵塞;渠線宜布置在挖方段,不宜布置在填方段,避免冰蓋推力而引起渠堤滑坡、渠道決口。富蘊縣二級電站引水渠道大多為填方,冬季運行時曾發(fā)生多起渠道決口事件,嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。

  1.2.2渠道斷面

  為了防止冬季渠道水熱量的散失,形成穩(wěn)定的冰蓋,采用窄深式弧形渠底矩形或梯形斷面比較適宜,弧形渠底采用漿砌卵石結(jié)構(gòu),邊坡采用混凝土結(jié)構(gòu),這樣渠道抗凍性好,邊坡比較光滑,渠道掛冰現(xiàn)象少,對安全運行有利。渠道超高大小,要充分考慮冬季渠底和渠岸自生冰凌對過水?dāng)嗝娴挠绊,一般要求以大河的冰蓋厚度再加大30~60cm作為超高,這樣可以保證冰蓋形成以后,渠道仍有足夠的過水?dāng)嗝妗?/p>

  1.2.3流速

  渠道設(shè)計流速的大小,主要按渠道運行方式而定。當(dāng)引水渠采用輸冰運行時,渠道流速可在1.1~1.5m/s,不能大于1.5m/s.對于結(jié)冰蓋運行的的電站,渠道流速一般在0.5~0.6m/s,既緩流運行,又無冰塞現(xiàn)象。黑山頭水電站引水渠設(shè)計流速,當(dāng)初沒有考慮到冬季輸冰運行要求,引水渠除部分渠段(矩形斷面)流速能達到1.1m/s外,其余渠段(梯形斷面)流速在0.5m/s以下,因此每年冬季冰塞或決口事件多發(fā)生在此渠段。

  1.2.4糙率

  當(dāng)冰蓋下滿流輸水時,綜合糙率按下式計算:

  n=n1〔1+a(n2/n1)2/(1+a)〕1/2

  a=x2/x1

  式中n-冰蓋綜合糙率系數(shù);

  x1-渠道濕周長度,m;

  x2-冰蓋濕周長度,m;

  n1-渠底及邊坡的糙率系數(shù);

  n2-冰蓋下表面的糙率系數(shù),可按下表選用。

冰蓋下表面糙率系數(shù)n2

結(jié)冰期平均流速v(m/s)  糙率系數(shù)n2 
無冰凌,冰有裂縫  有冰凌,冰有裂縫 
0.4<v≤0.6  0.010~0.012  0.012~0.014 
0.6<v≤0.7  0.014~0.017  0.017~0.020 

  1.2.5縱坡

  結(jié)冰蓋運行時,縱坡設(shè)計要根據(jù)地形條件、水能設(shè)計和工程造價,綜合考慮選定,要以流速進行控制。

  輸排冰運行時,縱坡采用前段陡些,以滿足輸冰流速要求,后段應(yīng)在排冰閘前取20~40m的緩流段,以滿足浮冰、排冰流速的要求

  1.3前池

  冬季安全運行,前池容積應(yīng)適當(dāng)加大,容積應(yīng)計入冬季正常水位運行時冰蓋所占有的容積,這樣一是可以避免漫頂失事,二是可以降低流速,使上游所進冰凌均浮于水面之上,便于排除。前池一般需設(shè)置1~2條導(dǎo)凌筏,將渠道來冰導(dǎo)至排冰閘前集中排走,導(dǎo)凌筏與水流夾角不大于30o為宜。前池以正面排冰,側(cè)面取水形式為佳,因為這種形式排冰和來水方向一致,可以充分利用水的表面流速,因而排冰耗水量小,排冰效果也好。排冰閘應(yīng)與引水渠中心線布置在一條直線上,這樣可使閘前水流平穩(wěn),閘前無回流和旋渦。排冰閘閘前渠內(nèi)流速一般在0.7m/s左右,過閘流速一般要求大于1.5m/s,過閘排冰水深要大于最大冰塊厚度,閘孔寬度要大于最大冰塊寬度,出口應(yīng)與陡坡平順連接,陡坡寬度不小于排冰閘閘孔寬度。

  從我區(qū)幾個水電站來看,前池閘室應(yīng)設(shè)在室內(nèi),攔污柵的布置一般設(shè)在檢修閘門與工作閘門之間為好,且布置在前池閘房中,閘房用電熱或汽暖采暖,冬季室溫應(yīng)始終保持在0以上。為了使水道與前池閘房之間形成封閉,壓力前池上游承重梁的高度應(yīng)與前池正常水位相齊,目的在于水電站冬季運行時,使冰蓋結(jié)在前池正常水位以上,此承重梁與冰蓋封凍在一起,從而使冷空氣進入不到閘房中。

  1.4壓力管道和尾水室

  對于壓力管道防凍,一般采用深埋式(大于凍土深)或加蓋暖棚的辦法進行壓力管防凍。北屯一、二、三級電站利用利用下半夜甩負(fù)荷時的余電對壓力管進行電力加熱,有效地防止了冰凍問題。

  尾水室以淹沒式為優(yōu),非淹沒式圓錐鋼尾水管,管內(nèi)極易冰凍,對正常運行不利。

  2對引水式電站運行管理上的要求

  2.1流冰期應(yīng)注意的問題

  阿勒泰地區(qū)一般每年10月下旬至11月中旬為流冰期,大河引進的冰凌加上渠道的再生冰,極易發(fā)生堵塞。流冰期要特別加強巡渠和各站點的值班監(jiān)視工作,及時清除閘前和渠邊掛凌和冰塞,以保持水流穩(wěn)定,暢通無阻。若在此期間又遇上大雪,應(yīng)特別注意。其它還應(yīng)注意:

  a.使進水流量保持穩(wěn)定,可適當(dāng)加大,但不宜減少;

  b.要充分發(fā)揮排冰閘的作用,排除冰凌冰塊;

  c.若遇堵塞,應(yīng)自下游向上游進行排除,可用一小瓶內(nèi)盛100g左右的炸藥,點著投入冰塞處進行爆破,效果很好。

  2.2引水渠道結(jié)冰蓋運行

  渠道在每年11月下旬,隨著氣溫逐漸降低,特別是遇上寒流,氣溫驟降,渠道浮冰連在一起形成冰蓋,冰蓋一般呈拱形,即冰蓋表面為水平,岸邊較厚,形成以渠邊為拱座的拱形體,岸邊冰厚達30cm以上,渠中心較薄。為了保持冰蓋的穩(wěn)定,必須保持高水位運行,有時寧可少發(fā)電保持水位不下降。同時還要在各電站準(zhǔn)備好水電阻,調(diào)節(jié)保持發(fā)電機的出力穩(wěn)定,以防外網(wǎng)突然甩負(fù)荷,使渠道水位上升,當(dāng)渠道中心冰蓋厚度達到20cm左右時,即可在冰蓋上每隔100~150m打一直徑為30cm的冰洞,這樣當(dāng)渠中水位變化時,冰洞可起調(diào)壓作用,當(dāng)水位降落時,冰洞進氣消除負(fù)壓,避免垮冰;當(dāng)水位升高時,水就從冰洞溢出來,漫流在冰蓋上的水,遇冷空氣又結(jié)成冰,可以使冰蓋加厚,一般后半夜負(fù)荷較輕,這時候可減少泄水道的排水,有控制地增高渠道水位,使水流不斷從冰洞溢出來,結(jié)成70~80cm的理想冰蓋,進入冰蓋運行期。

  春季化冰期一般在4月初到4月下旬,這期間主要是防止冰蓋下塌結(jié)成冰壩而堵塞渠道。這就要求加強渠道巡視,疏通退水渠和尾水渠,打掉泄水道上的冰蓋,從下游往上游排冰,如遇堵塞處或發(fā)現(xiàn)有冰蓋下塌,盡量用人工疏通,打碎的冰塊不宜太大,防止因疏冰而造成新的堵塞;或采用人工定位爆破,將冰塊炸碎,再用人工進行疏通。

  3結(jié)語

  我區(qū)冬季嚴(yán)寒,負(fù)溫歷時長,冰害嚴(yán)重,但只要根據(jù)氣象、水溫、冰情、工程條件等,制定符合實際情況的電站設(shè)計和運行管理制度,妥善解決冰凍問題,嚴(yán)寒地區(qū)水電站的冬季運行是完全有保障的。

收藏分享:論壇
分享到:
相關(guān)新聞
  • 特色班
    4大班次+2-3套全真模擬題
    提升學(xué)習(xí)效果
  • 精品班
    4大班次+2-3套全真模擬題+1套預(yù)測試題
  • 實驗班
    3套全真模擬題+2套預(yù)測試題+考前沖關(guān)寶典
  • 定制班
    3套模擬題+3套預(yù)測題+考前沖關(guān)寶典+考前重點
  • 移動班
    以知識點為單元授課練習(xí),
    強化重點、難點、考點
版權(quán)聲明

  1、凡本網(wǎng)注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
  2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標(biāo)明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實確認(rèn)后會盡快予以處理。
  本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認(rèn)同該作品的觀點或真實性。如其他媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用,請與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負(fù)法律責(zé)任。
  3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。