人工挖孔扩底桩常见问题的施工措施(刘建军).PDF
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1、对我省中南部地区多泥沙河流水电站机组冷却水供水情况的一点认识王 健(甘肃省水利水电勘测设计研究院 甘肃兰州 730000)一、问题提出多泥沙河流水电站机组冷却水所存在的问题一直困扰着管理单位的运行和管理,机组冷却水给电站运行带来了管理上的不便、经济上的损失。因此在设计阶段需进行思考和分析,针对上述问题,对我省中南部地区临夏、甘南、陇南、宁夏等地区的电站进行了调研,对不同型式的电站机组冷却水供水情况有了比较深刻地认识。有坝无压引水径流式电站有大夏河上的泄洪峡电站、老虎嘴电站;洮河上的刘家浪电站、青石山电站;白龙江上的锁儿头电站、白鹤桥电站六座电站。以上电站在机组冷却水设计时多采用压力前池取水和蜗
2、壳取水,每台机配一台滤水器净化水质,这套系统在冬春季水质较好、漂浮物较少的时段对机组冷却效果比较好,在夏秋季汛期时段河流泥沙含量较大、漂浮物很多,进水闸前部的排砂系统和前池中的排砂系统只对淤沙起一定作用,针对悬移质泥沙排砂系统不起任何作用。从多年运行情况看,每年都出现杂物和泥沙堵塞冷却水管,造成机组升温过快,甚至造成被迫停机。为了解决汛期机组冷却水问题,各电站基本上都进行了不同程度地改造。现将各电站机组冷却水改造的情况叙述如下:泄湖峡电站原设计取水方式为蜗壳取水,为解决汛期冷却水水质问题,对冷却水供取水方式进行了改造,在临近前池部位自制了一个容积为48?的钢板沉淀池,从前池取水经沉淀池后供入机
3、组。冬春季节在河流水质较清、漂浮物较少时,仍用蜗壳取水,汛期河水较深、漂浮物较多时,改用沉淀池取水。该措施采用后,冷却水供水情况有了一定改善。由于沉淀池容积较小,沉淀效果不太理想,仍有大量细粒泥沙进入机组冷却水管,水管淤塞问题仍未根本解决。漂浮堵塞拦污栅,堵塞前池取水管口问题仍频繁发生,时常影响发电。漂浮物和泥沙是冷却水供水的主要危害。老虎嘴电站原设计取水方式为前池取水,为解决汛期冷却水水质问题,对机组冷却水供水方式进行了改造,从对岸九眼泉引来了地下水作为汛期发电的冷却水备用水源,初步解决了汛期前池取水不正常情况下和水质太浑时机组冷却水用水问题。目前存在的问题是前池冷却水取水口位置较低,一旦堵
4、塞,清理困难,没有水下清理的技术手段,清污与发电出现矛盾。青石山电站冷却水除前池取水外,还在建设期间修建了水井作为备用水源,就近建于厂房旁,现还未投入使用。这是由于该电站运行时间不足三年,泥沙堵塞冷却水管问题尚未发生,但漂浮物堵塞冷却水取水管口的问题已出现过多次,每次都必须清理。刘家浪电站冷却水取水方式为蜗壳取水,从多年运行情况看,每年都出现漂浮物和泥沙堵塞冷却水管问题,甚至造成被迫停机。为了解决汛期机组冷却水供应问题,电站曾于1991年修造了一座水塔,在来水特别浑浊时临时使用水塔供水,效果较好。由于洮河汛期浑水持续时间较长,整个汛期均由水塔供水,水量不能满足需要,多数时间仍要依靠蜗壳供水,泥
5、沙和杂物堵塞冷却水管的问题并未得到较好解决。锁儿头电站由于冷却水水质不好,于1986年进行了改造,建造了一循环水池,投入运行后因进出池内的水流温差较小,只相差2,冷却效果不好,从而放弃使用。1988年以后机组冷却水供水问题日渐严重,该厂再次改造,对前池进水口方向由逆水流方向取水改为顺水流方向取水,据反映基本解决了漂浮物堵塞取水管口的问题。因该电站建于白龙江上游,引水渠道口以上地段水流湍急,河道坡降大,入渠泥沙较多,且以粗颗粒为主,加之电站引水渠道很短,只有1090m,渠道对泥沙没有多大的沉积效果,压力前池受地形限制,面积很小,汛期粗颗粒泥沙大量涌进,造成对冷却水管的严重磨损,曾出现过泥沙磨穿上
6、导推力轴承冷却器铜管的事故。白鹤桥电站原设计冷却水取水方式为蜗壳取水和井水取水,由于在汛期采用了井水取水,效果是比较好的。有坝有压引水径流式电站有洮河上的多架山电站和峡村电站,由于电站冷却水从调压井取水时,水流中的含沙量要大于从前池取水的水流含沙量,电站运行不足四年,冷却水管由于堵塞而无法疏通,电站曾将原供水管切断,另外装设了明管,由此可见泥沙问题已严重影响该电站的正常运行。且由于管理不善,负债经营,至今没有对电站冷却水供水系统进行改造。河床式电站有洮河上的三甲电站,电站自投入运行以来,初期由于水库淤积较轻,机组冷却供水状况良好,基本未出现漂浮物及泥沙堵塞冷却水管进口,机组供水如有不足的时候,
7、只要人工对冷却水管进水口稍作清理,即可恢复正常供应,运行两年以后,水库淤积日渐严重,据2001年1月1日实测,在设计水位以下实际库容只有239万?,减少库容728万?,库容损失达75.3%。水库基本失去了对入库泥沙的削减作用,泥沙及漂浮物对机组冷却水的正常供给的影响愈来愈大。沉沙池净化效果比运行初期有所下降,出入池水流含沙量目观相近,出池水流含沙量目前多在0.50.8?/?之间,最高时达到10?/?。为解决这一问题,电站对斜管沉沙池和坝前取水进行了技术改造,将坝前取水管的进水高程降低了2m,并装设了冲污管。在斜管沉沙池的减速池部位分别装设了两组PVC斜管,调整改变了入池进水管的出口方向,安装了
8、喷箱和砾石清污层,通过这些改造措施,机组冷却水供水状况比以前有所改善。今年因坝前左侧淤积面升高,淤泥将坝前进水管口堵死,冷却水中断,三台机被迫停机排沙。坝后式电站有黄河上的青铜峡电站,由于黄河水质常年处于浑浊状态,多年平均含沙量为9.8?/?,极端最高含沙量高达431.35?/?,汛期含沙量大多在10?/?左右,泥沙介质又以细颗粒为主,电站夏季运行机组温度较高,汛期通常限负荷运行。针对这一情况,该电站近年来对机组冷却水供水系统进行了改造,将机组冷却水分成两个系统供给,一是按原设计供水方式向发电机冷却器供水;二是对各部位导轴瓦、主轴密封用另组成一套系统,从库内取水经沉淀池后再送入旋流式过滤池并加
9、药物净化成清水供给机组。经过上述改造,机组冷却水供水状况有了较大改善,由于库容损失殆尽,水库已几乎失去了对径流泥沙的削减作用,出入库水流含沙量没有明显变化,为了防止坝前淤积影响取水,电站每年汛后都要进行低水位拉沙,拉沙水位降幅为9m,有的年份还要结合泄洪拉沙,从而获得坝前清的目的。具体情况可详见表一。二、问题分析经过对上述多泥沙河流水电站机组冷却水供水情况的调查,有以下几点粗浅认识:1.无论引水式电站还是水库电站,机组冷却水取水方式和水净化装置,设计采用的前池(调压井)取水、蜗壳取水、坝前取水、滤水器净化方案是基本正确的,在非汛期内其水量、水质都能满足机组冷却水的供水需要。2.在510月汛期,
10、上述冷却水取水方式都不同程度地存在问题,泥沙和漂浮物的危害具有普遍性,根治困难。直接影响到电站的安全生产和正常发电,来水不能充分利用,降低了水的利用率。对于装机容量较大的电站,损失很大。3.汛期机组冷却水的供给问题最好在工程设计时能充分考虑,采取必要防止措施和技术手段,在电站施工时一并建成。将问题尽可能地不要留给管理单位,减少其管理工作量和管理难度。三、问题解决汛期机组冷却水供水系统的技术改造主要有以下几点:建立备用水源,最好取用地下水。小机组冷却水用量不大,要建造水质净化设施,如沉淀池、过滤池等。为了便于清污冷却水进水口处的漂浮物,冷却水进水管口不宜设置太低,进口拦污装置需进行技术改造,尤其
11、是清理手段应尽可能的先进。对于容量较大的机组,将发电机组冷却用水和其它部位冷却用水分系统供应。对于从水库中提取冷却水的电站切实抓好水库排沙工作,每年可结合泄洪进行低水位拉沙,做到坝前沙清,尽可能避免泥沙进入取水口。对于从前池中提取冷却水的电站应做好不定期的排沙工作,同时还可对取水口的位置和取水方向进行改造,减少泥沙和漂浮物对取水口的影响。对于从调压井中提取冷却水的电站,由于调压井式电站没有排沙设施,所取水质对冷却水影响较大,因此在有条件的前提下尽可能建立备用水源以供汛期使用。采用新型冷却系统,建立循环冷却系统,基本原理如下所述,冷却水通过机组后,进入在尾水中所设热交换器进行冷却,冷却后的水通过
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