抽水蓄能電站泥沙影響和處理策略的相關(guān)思考

抽水蓄能電站泥沙影響和處理策略的相關(guān)思考閔麗【摘要】通過分析泥沙對(duì)抽水蓄能電站的影響,從使用岸邊庫(kù)法、水庫(kù)防沙排沙、進(jìn)出水口防排沙、管理力度等方面,闡述了抽水蓄能電站泥沙的處理策略,從而保障抽水蓄能電站的正常運(yùn)行.【期刊名稱】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)035【總頁數(shù)】2頁(P128-129)【關(guān)鍵詞】抽水蓄能電站;泥沙;水庫(kù);電力系統(tǒng)【作者】閔麗【作者單位】國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心,北京100161【正文語種】中文X703抽水蓄能電站在我國(guó)建設(shè)的時(shí)間較晚，在20世紀(jì)60年代后才對(duì)其開發(fā)進(jìn)行了詳細(xì)研究，至今我國(guó)建設(shè)完成的抽水蓄能電站達(dá)到12余座。現(xiàn)階段因?yàn)楦餍袠I(yè)對(duì)電能的需求不斷增多，致使電力系統(tǒng)的容量明顯增加，并且電網(wǎng)內(nèi)部的峰谷差逐漸變大，為此需要對(duì)電力系統(tǒng)原有的調(diào)峰電源進(jìn)行更換。抽水蓄能電站具有調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相以及處理緊急事故的特點(diǎn)，其對(duì)電力系統(tǒng)有一定的積極作用，電力企業(yè)需要加大對(duì)其的研究力度。泥沙對(duì)抽水蓄能電站的影響主要包括以下兩方面:第一，對(duì)泥沙淤積影響進(jìn)行分析。當(dāng)水庫(kù)出現(xiàn)泥沙淤積時(shí)其庫(kù)容量會(huì)明顯減少，對(duì)引水、排沙建筑物的布置、抽水蓄能電站的出力以及水庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定不利影響。如果建筑物的出口或者進(jìn)口被泥沙淤泥堵塞時(shí)，導(dǎo)致建筑物不能進(jìn)行正常的使用，并且對(duì)整體工程安全產(chǎn)生很大的影響。抽水蓄能電站的上水庫(kù)和下水庫(kù)在水流往復(fù)運(yùn)動(dòng)和升降方面波動(dòng)較大且變化的次數(shù)較多，如果其在發(fā)電或者抽水過程中帶有一定量的泥沙會(huì)使水庫(kù)出現(xiàn)淤積的情況，抽水蓄能電站在庫(kù)水靜止時(shí)間方面比常規(guī)水電站短，并且其進(jìn)水口和出水口周圍的水流具有揚(yáng)沙作用，導(dǎo)致泥沙沉積的速度變慢，形成的淤積形狀具有不機(jī)組磨損后會(huì)出現(xiàn)一些嚴(yán)重的問題，例如:水輪機(jī)的工作效率和抽水蓄能電站的出力大大降低，并且機(jī)組檢修的次數(shù)增加，檢修周期明顯縮短。通過泥沙模型試驗(yàn)得知造成機(jī)組磨損可能和含沙水流、受損部件的速度以及泥沙沖擊過流部件的角度有泥沙粒徑大小、硬度、顆粒的形狀以及部件質(zhì)量等對(duì)機(jī)組磨損情況也有一定影響。經(jīng)過對(duì)水輪機(jī)和水泵水輪機(jī)泥沙磨損現(xiàn)象進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)組磨損的部件主要包括轉(zhuǎn)輪、抗磨板、活動(dòng)導(dǎo)葉以及止漏環(huán)等;在高水頭機(jī)組中止漏環(huán)和導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的損壞較為嚴(yán)重，上述部件被損壞后機(jī)組會(huì)出現(xiàn)大量漏水的情況，工作效率明顯降低，并且不能正常的進(jìn)行停機(jī)，這存在很大的安全隱患。第一，使用岸邊庫(kù)的方法。在抽水蓄能電站樞紐布置條件允許以及岸邊庫(kù)同河流水庫(kù)方案基本一致時(shí)需要最大程度的使用岸邊庫(kù)的方法，使用此種方法可以有效的解決水庫(kù)泥沙問題，并且使樞紐布置向簡(jiǎn)單化的方向發(fā)展，使抽水蓄能電站運(yùn)行的安全性大大提高。下面通過具體案例進(jìn)行說明:3.5×250MW，582m，轉(zhuǎn)450r/min11.6m3/s698t16.3kg/m3，泥沙的直徑在0.038mm～0.042mm之間，平均直徑為0.040mm，來沙的時(shí)間主要在汛期，6月～8月的來沙量高達(dá)651.2萬t。相關(guān)人員經(jīng)過仔細(xì)比較分析后將下水庫(kù)移至支溝中使用岸邊庫(kù)的方法，將其與河流邊的距離控制在450m～550m之間，并且將其同原河道的渾水進(jìn)行隔開處理，抽水蓄能電站選用水質(zhì)較佳的水進(jìn)行初期沖水以及運(yùn)行補(bǔ)水過程，抽出的水不僅達(dá)到了飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，并且下水庫(kù)中無泥沙存在。第二，水庫(kù)防沙排沙策略。在水庫(kù)周圍修建一些攔沙壩和擋沙砍阻擋泥沙進(jìn)入水庫(kù)中，并且設(shè)置一些排沙洞、沖沙底孔以及沖沙閘等設(shè)施對(duì)進(jìn)入水庫(kù)中的泥沙進(jìn)行排除。使用水庫(kù)蓄清排渾以及低水位拉沙的排沙調(diào)度方法減少上水庫(kù)和下水庫(kù)出現(xiàn)泥沙淤積的情況，并且對(duì)進(jìn)水口和出水口的高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在使用防沙和排沙方法時(shí)因?yàn)槟嗌秤?jì)算過程的精確度不高以及泥沙模型試驗(yàn)有一定的局限性等原因，防沙和排沙的設(shè)施不能同時(shí)進(jìn)行，工作人員需要對(duì)使用的時(shí)間進(jìn)行明確，從而達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。第三，進(jìn)水口和出水口的防沙、排沙策略。其一，對(duì)進(jìn)水口和出水口的底坎高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證其高度比出孔前緣水庫(kù)泥沙沖淤平衡時(shí)的高度大2.1m～3.1m;其二，在進(jìn)水口和出水口的上游位置修建一些擋沙坎，并且擋沙坎的高度必須高于河床泥沙淤積的高度;其三，在進(jìn)水口和出水口的下游修建沉沙池，其作為擋沙坎的有效輔助設(shè)施。第四，減少機(jī)組磨損的策略。為了最大程度的減少機(jī)組出現(xiàn)磨損的情況，管理人員需要對(duì)主要磨損的部件在設(shè)計(jì)、選購(gòu)、安裝以及修護(hù)等方面有足夠的重視，根據(jù)實(shí)際情況和需求設(shè)計(jì)正確的部件，采購(gòu)人員在購(gòu)進(jìn)部件時(shí)需要對(duì)其質(zhì)量和相關(guān)性能進(jìn)行仔細(xì)檢查，保證購(gòu)進(jìn)的部件不存在質(zhì)量問題;嚴(yán)格按照說明對(duì)相應(yīng)部件進(jìn)行安裝，并且在安裝后需要進(jìn)行多次檢查，保證部件不存在安裝錯(cuò)誤或者安裝不到位的情況;除此之外抽水蓄能電站需要定期對(duì)部件進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)，如果發(fā)現(xiàn)部件存在問題需要及時(shí)的進(jìn)行更換。通過上述方法可以使部件的質(zhì)量和抗磨性能提高，進(jìn)而保證部件可以正常的運(yùn)行發(fā)揮其應(yīng)有作用。第五，合理進(jìn)行運(yùn)用并且加大管理的力度。其一，抽水蓄能電站需要對(duì)管理人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，使其管理水平和工作能力有所提高，對(duì)電力調(diào)度和負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)、合理的分配，進(jìn)而使電站可以正常的運(yùn)行。其二，加大系統(tǒng)負(fù)荷管理的力度，從而減少低負(fù)荷運(yùn)行情況出現(xiàn)的幾率。其三，對(duì)水泵的運(yùn)行水位進(jìn)行觀察，如果其運(yùn)行水位較低時(shí)需要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，減少水泵出現(xiàn)故障問題。其四，在來沙量較大時(shí)并排沙人員需要使用正確的排沙方法以最快的速度完成減少排沙時(shí)間，從而減少對(duì)電站經(jīng)濟(jì)效益的不利影響。其五，對(duì)泥沙進(jìn)行觀測(cè)和試驗(yàn)。抽水蓄能電站需要使用一些先進(jìn)的設(shè)備和儀器對(duì)泥沙進(jìn)行觀測(cè)，并且對(duì)水庫(kù)淤積的數(shù)量、位置、形狀以及過機(jī)泥沙的含沙量、粒徑等進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，使用有效的措施及時(shí)進(jìn)行解決。從上文可知泥沙對(duì)抽水蓄能電站的影響主要有泥沙淤泥以及機(jī)組磨損兩種。此篇文章對(duì)減少泥沙影響提出了使用岸邊庫(kù)的方法、水庫(kù)防沙排沙策略、進(jìn)水口和出水口的防沙排沙策略、減少機(jī)組磨損的策略以及合理進(jìn)行運(yùn)用并且加大管理的力度等，希望抽水蓄能電站借鑒上文內(nèi)容對(duì)現(xiàn)存問題進(jìn)行調(diào)整，從而使抽水蓄能電站可以正常運(yùn)行?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】［1］［J］系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37(1)149-154.［2］梁艷萍，燕秀龍，于鴻浩，等.抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)端部磁場(chǎng)及結(jié)構(gòu)件損耗分析計(jì)算［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，20