六道河水電站冬季運(yùn)行管理辦法

?

六道河水電站冬季運(yùn)行管理辦法

吳君凱1, 回建文2

(1.承德市六道河水電站，河北 承德 067101；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100)

1概述

六道河水電站位于河北省北部，為1座無(wú)調(diào)節(jié)引水式水電站，裝機(jī)容量為2×1 600 kW+1×800 kW，引水隧洞5 886 m，尾水渠61 m。

我國(guó)北方水電站冬季運(yùn)行最大的危害就是冰害。為了解決冬季發(fā)電問(wèn)題，學(xué)習(xí)兄弟電站經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)以前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，針對(duì)六道河水電站的實(shí)際情況，摸索實(shí)際可行的有效方法。經(jīng)過(guò)近幾年的運(yùn)行管理，通過(guò)不懈的努力，解決了冬季安全運(yùn)行問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了冬季發(fā)電不停機(jī)的目標(biāo)。

2冰凍的危害

六道河水電站地處河北北部，最冷的時(shí)間集中在12月初至次年的2月末，長(zhǎng)達(dá)90 d，此間極端最低溫度可達(dá)-29.9 ℃，平均氣溫-9.4 ℃，最大凍土層約1.5 m。每年都在11月20日左右出現(xiàn)冰屑，冰害主要表現(xiàn)為：

2.1冰屑堵塞渠道

此種情況發(fā)生在12月上旬、中旬，此時(shí)河道尚未結(jié)冰，氣溫驟降，冰屑在水面漂浮，且含量較大，具有粘附力，幾乎可以粘附于所有物體上(如引水渠或尾水渠的邊角、墩柱或表面凹凸等部位)，一旦粘附于物體上便停滯聚集，并迅速向上游或河道中心發(fā)展。開(kāi)始時(shí)水尚可從冰屑縫隙通過(guò)，當(dāng)冰屑越積越多，縫隙也會(huì)越來(lái)越小，最終導(dǎo)致水流斷面喪失，水流不能通過(guò)，進(jìn)而造成水位上升。嚴(yán)重一次發(fā)生在2006年(當(dāng)時(shí)電站正在建設(shè)時(shí)期)，冰屑堵塞河道，致使水位不斷上升，以至于沖毀岸上道路，影響交通；最后只能調(diào)來(lái)炸藥，炸冰疏通河道。

2.2堵塞前池及壓力管道

當(dāng)大量冰屑隨水流進(jìn)入前池時(shí)，冰凌很容易就粘附于攔污柵上，造成攔污柵前積存大量冰屑，最終占領(lǐng)整個(gè)前池，導(dǎo)致進(jìn)不來(lái)水。

當(dāng)冰屑隨水流通過(guò)攔污柵，且水中含有超過(guò)30%冰屑、導(dǎo)葉開(kāi)度小于40%時(shí)，冰屑便不能全部隨水流通過(guò)導(dǎo)葉而滯留在蝸殼內(nèi)，越存越多，最后導(dǎo)致壓力管道堵塞。

2.3冰塊塌落堵塞渠道

此種情況一般發(fā)生在4月初到4月下旬，乍暖還寒的春季化冰期。當(dāng)氣溫驟降，天氣寒冷時(shí)渠道兩岸凍結(jié)成冰直至連接成冰蓋，冰蓋一般呈拱形，即冰蓋表面為水平，岸邊較厚達(dá)30 cm以上，中心較薄，形成以岸邊為拱座的拱形體。一旦氣溫回升，天氣變暖，冰蓋與渠堤連接部融化，岸冰便失去支持塌落渠中。這種冰塊體積大，常受閘墩等建筑物阻礙而橫阻渠中。2004年山前電站就發(fā)生過(guò)一次冰塊阻礙尾水渠事故，最后也是炸冰疏通渠道。

2.4冰凍危害閘門

冰屑會(huì)使各類閘門的門葉和門槽凍結(jié)，造成啟閉困難，直至導(dǎo)致啟閉失靈。另外，還對(duì)提起閘門或翻板閘的鋼絲繩危害及其嚴(yán)重，經(jīng)常造成鋼絲繩斷裂的事故。

3防治冰害的方法措施

3.1增設(shè)排冰閘，清理渠道冰屑

在引水渠進(jìn)水閘前和前池各增設(shè)1道排冰閘，當(dāng)攔污柵冰屑較少或冰塊較薄較小時(shí)，讓其通過(guò)攔污柵運(yùn)行；當(dāng)冰屑較多或冰塊較大較厚時(shí)，讓其集中存積，當(dāng)水位壅高到攔河壩(或溢流堰)溢流時(shí)，打開(kāi)排冰閘，集中時(shí)間排冰。

針對(duì)冰屑容易粘附于邊角、墩柱及凹凸不平的障礙物上并滯留凝結(jié)的特點(diǎn)，在冬季發(fā)電運(yùn)行前疏通河道，讓其暢通無(wú)阻。

適當(dāng)?shù)募哟髮?dǎo)葉開(kāi)度，加快水流速度，使冰屑或冰塊快速通過(guò)攔污柵，進(jìn)而順利通過(guò)壓力管道及蝸殼；并配備專人及時(shí)清理柵前的滯存冰屑或冰塊，敲打柵條上的結(jié)冰，保證冰屑或冰塊過(guò)而不存。

3.2疏通尾水，防止尾水水位壅高

大量的冰屑或冰塊排放到尾水后，一旦遇到特冷的天氣，就會(huì)在尾水渠中滯留凍結(jié)阻塞出水，有時(shí)尾水渠凍成冰蓋后，冰屑就會(huì)鉆到冰蓋底下占據(jù)過(guò)流斷面，使水流從冰蓋上流出，導(dǎo)致冰蓋越來(lái)越厚，最后發(fā)展為尾水堵塞。有時(shí)還會(huì)在尾水入河口和自然河道交匯處結(jié)成冰層，阻礙尾水流出，并隨著尾水挾帶冰屑的堆積，使冰層向尾水上游發(fā)展，逐漸堵塞尾水。尾水受阻后，尾水水位上升，不但減少機(jī)組出力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及廠房安全。2006年河道堵塞就發(fā)生在尾水和自然河道交匯下游500 m處，當(dāng)時(shí)電站正在建設(shè)期，在尾水處用沙袋臨時(shí)壘砌的擋水墻阻住了倒灌的水，防止了災(zāi)難的發(fā)生。

防止此類冰害的辦法是：加強(qiáng)渠道巡視，及時(shí)疏通尾水渠，不讓尾水渠結(jié)成冰蓋。當(dāng)側(cè)墻結(jié)冰時(shí)，不等結(jié)成冰蓋就及時(shí)采取人工鑿打冰的辦法將冰打碎，隨尾水排走；尤其是入河口處更要及時(shí)打冰，必要時(shí)采取爆破的辦法炸開(kāi)冰層，疏通河道。鑿打冰時(shí)一定要從下游往上游，以利于隨打隨排，還要安排好時(shí)間，不要等冰凍三尺再打，要循序漸進(jìn)，零敲碎打，防止尾水或河道被集中沖下的大冰塊堵塞。

4設(shè)備冬季運(yùn)行的安全辦法

4.1變更相應(yīng)的運(yùn)行規(guī)程

開(kāi)機(jī)前要先打開(kāi)機(jī)組導(dǎo)葉至空載位置，然后開(kāi)啟前池閘門；停機(jī)時(shí)應(yīng)先關(guān)閉前池閘門，再關(guān)閉機(jī)組導(dǎo)葉，以防止蝸殼及壓力管道存冰。

4.2改變機(jī)組的循環(huán)水源

機(jī)組的循環(huán)水由原來(lái)的前池取水或蝸殼取水改為廠區(qū)蓄水池取水，防止冰屑堵塞管路。

4.3及時(shí)采取防凍措施

對(duì)停止運(yùn)行的機(jī)組，拆除循環(huán)水管，蝸殼放水閥全開(kāi)，水導(dǎo)油盤(pán)拆除后提起脫離水面，防止積水成冰。廠房外排水溝等要定期鑿打結(jié)冰。此外還要長(zhǎng)期備有乙炔、氧氣、噴燈和1臺(tái)水泵，以備急用。

4.4收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)

及時(shí)收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，注意天氣變化，及時(shí)處理隨時(shí)出現(xiàn)的冰害現(xiàn)象。

4.5保持通訊暢通

保持和上游兄弟水電站通訊暢通，隨時(shí)了解河道冰屑冰汛情況，防患于未然。

此外還要注意，冬季運(yùn)行也是講究經(jīng)濟(jì)效益的。北方嚴(yán)寒地區(qū)的小型引水式水電站冬季往往水量小，單位成本費(fèi)用較高，如遇入不敷出的電站或機(jī)組應(yīng)該停機(jī)大修時(shí)，就要量力而行，該大修就要大修，以免顧此失彼，得不償失。

■

責(zé)任編輯吳昊

作者簡(jiǎn)介：吳君凱(1974-)，男，助理工程師，主要從事農(nóng)村水電管理工作。E_mail：wtjwjk@163.com

收稿日期：2016-01-05