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已建水电站进水口的运行情况
从已建水电站进水口的运行情况来看,大多数进水口都能满足设计要求,保证水电站的正常运行。但也有一部分电站由于对其自然条件认识不足或受社会因素影响,设计尚欠完善,在运行后暴露出了一些问题。这些问题归纳如下:
一、污物问题
污物(impurity,trash)带来的问题主要是堵塞拦污栅,这是我国水电站进水口运行中最为普遍的问题。约有半数以上的进水口曾发生不程度的堵塞拦污栅堵塞。轻者,堵塞会加大拦污栅的水头损失,减少进水口的引进流量,严重者会造成栅条变形或被压断,拦污栅最大压差高达11~12m。
盐锅峡水电站:汛期有大量杂物被带到坝前,年总量在3000m3以上。进水口迎水流布置,无任何额外防护设施。1964年汛期,洪峰大、污物多,停机清污十分频繁,3~5天就要清污一次。8约12日,污物来势凶猛,来不及清理,先是堵塞拦污栅,接着泥沙受阻淤积,致使栅体压差达到近7米,最终将拦污栅压垮,被迫停机600多小时,折合损失240万元。1966年~1967年两年内因停机清污所造成的损失达到1569万元。
黄坛口水电站由于地形条件不好,在进水口前行程大面积回流区,并出现漏斗漩涡。洪水季节有大量污物堆积,厚度近1m,漂浮物一旦被吸入漩涡,就会被附着在拦污栅上。1961年由于拦污栅堵塞使电站出力降低4000kW,,最终导致拦污栅压坏脱落,被迫停机。
电站进水口堵塞和拦污栅被压垮的原因,归纳起来有以下几个方面:
(1) 进水口为止选择不当,有的顶冲主流,有的位于聚集污物的回流区,同时缺乏拦导污物的设施。
(2) 对河流漂浮物的漂移规律、种类、及其数量等特征调查研究不够,防污设计一般化,缺乏专门的防污设施。
(3) 缺乏与污物种类和来量相适应的清污设备。
(4) 多数拦污栅没有装置监测压差的设施,没有建立正常的清污制度,贻误了时机。
(5) 早期设计的拦污栅,对污物堵塞情况认识不足,压差荷载假定偏小,栅条强度不够。
二、泥沙问题
从已建水电站的运行情况来看,不论是低坝还是高坝的进水口,凡是没有防沙设施或防沙措施不力的,都不同程度地存在着泥沙(sediment,silt)问题,如进水口淤积、过水部件磨损、厂房管路堵塞等。即使是深孔式进水口,如果不采取有力的防沙措施,致使淤积高程高于进水孔底板高程的情况也很常见。随着淤积的发展,进入水轮机的泥沙逐渐增多,水轮机的磨损也日益加重。此外,厂房的管路堵塞还会造成厂房内的水力量测系统失灵,冷却器失效,影响机组的正常运行。
盐锅峡水电站装机8台,为低坝式水电站。该电站在运行二三年后,,占总库容的71%,坝前淤积到进水口底板高程。在其涉及中过高地估计了上游的水土保持效益,对库区的淤积形态估计不足,并寄希望于上游的刘家峡水电站先建并拦截泥沙,因此造成了大量泥沙过机,水轮机严重磨损,使机组效率降低2~5%,同时也降低了机械强度。因此检修次数增加、检修时间加长,检修费用加大。以4#机组为例,平均两年大修一次,平均每次大修工期为56d。
刘家峡水电站位于盐锅峡水电站的上游,具有高坝大库,总库容为57亿m3。由于其上游含沙量很大的支流河的汇入,使泥沙不久即推移到坝前。设计中虽然吸取了盐锅峡的教训,左右岸均设置了排沙设施,但在实际运行中,排沙设施只能拉