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橡膠壩技術在徑流低水頭電站中的應用

發布日期:2017-01-04   17:34:24  信息來源:青島草莓视频下载app无限观看工業  瀏覽數:1821 次

徑流低水頭電站由於沒有庫容或庫容較小,無法進行徑流調節。電站發電運行調度主要決定於天然來水量,豐枯水量差別十分懸殊。特別是汛期,防洪標準要求高,發電與防洪矛盾十分突出,直接影響著電站工程的開發效益。因為對徑流低水頭電站開發而言,在規劃設計上總想盡可能高一點取得發電水頭,以提高單機容量和發電出力,盡可能降低檔水建築,減少淹沒損失,保證兩岸渡汛安全。因此,為了解決這一矛盾,過去一般都靠設置鋼閘門或水力自動轉軸、翻倒閘門進行擋水控製,平時關閘檔水發電,汛期到來開閘泄流,以滿足防洪與發電的需要。橡膠壩是一項較新型的水利水電技術,它除有鋼閘門、自動轉軸、翻倒閘門檔水泄流功能之外,還同時具有以下許多優點,可以較好的彌補上述閘門較難兼顧的一些技術缺陷,提高徑流低水頭電站的發電效益。

  l.1在同等溢流斷麵下橡膠壩較其它閘門泄流能力大橡膠壩的一個顯著結構特點是壩袋強度僅隻與壩袋高度有關,與壩袋長度無關,所以,其跨度可以很長,多數情況下不需要設置中間閘墩。我區已建橡膠填單跨長度50m,壩高1.5m,泄流塌落後隻有一薄層橡膠皮貼在砼基上,與未建壩一樣,基本沒有阻水問題。而鋼閘門和其它閘門因受結構條件限製,不可避免地要建造閘墩,這必定就要減少有效溢流斷麵,並且閘墩側麵對水流的收縮作用還要影響溢流能力,因此,與鋼閘門等其它閘門相比,采用橡壩泄流具有更好的效果。

  1.1.1如果下泄流量一定,采用橡膠壩可以縮小過流斷麵,節約工程價。

  1.1.2如果下泄流量一定,且過流斷麵也相同,采用橡膠壩可心以提高溢流能力,減少淹沒損失。

  1.2在同等防洪標準下,橡膠壩較其它閘門取得水頭高。在一次洪水過程中,橡膠壩與閘門控製的溢流道下泄流量雖然都隨著上遊水位的增加而增大,都會達到最大的下泄流量。但由於閘門邊界條件的差異,下泄流量能力的差異值,橡膠壩下泄流量最大值發生時間要比閘門控製的下泄流量提前一個時段,由此分析可以得出心以下兩個結論;

  1.2.1在同等防洪標準下,橡膠壩泄流較其它閘門的滯庫容小,庫內淹沒損失相應減少。

  1.2.2在同等防洪標準下,橡膠壩較其它閘門達到相同的滯洪庫容,那麽運用橡膠壩擋水可取得較高的發電水頭。

  1.3在同等運行功能下,橡膠壩較其它閘門具有更多的優點。

  1.3.1施工簡便

  橡膠壩袋由廠家專業化生產。現場施工隻有砼壩基平整止漏及充、排水設施和鋼錨固件的製做予理。一座30一50m軸長的壩袋一般隻要7一10天就可以安裝完成。

  1.3.2節省三材

  橡膠壩整個檔水體積除有薄薄的膠布之外,都是水或空氣,可說是以水擋水,三材用量很少,據已建橡膠壩與其它閘門分析比較,一般可節省鋼材30-75%、水泥20-80%、木材69%。

  1.3.3止水優良

  橡膠壩體是用不透水的(氣)膠布製成的,壩袋周圍連接采用密封錨固處理,沒有滑動止水帶。特別是斜坡式壩,止水性能更加優良。

  1.3.4抗震性能好。

  1.3.5運行靈活、可靠。

  1.3.6衝沙效果顯著。

  2徑流低水頭電站運用橡膠壩造價及效益

  2.1造價分析

  橡膠壩結構簡單,一般中間不需設置任何支承,操作係統可用手動閘閥,不用起臂設備,因此,其工程造價是比較低的。而對低水頭電站,充、排水設施容易布置,取水方便造價更低,根據經驗分析,橡膠壩造價介於鋼閘門與自動多鉸間門之間,低於鋼閘門,高於自動多鉸間門,居於中等水平。我區已建三座壩袋高1.5m、軸長分別50m、30m、25m的橡膠壩,其平均單位米造價為1600元。自1990年以後,橡膠壩袋廠家已翻倍長價,鋼材、水泥等材料價格也數倍增長,所以現在建同樣一座橡膠壩的造價也會翻番,但仍然遠少於鋼閘門價格。另一方麵,橡膠壩單位米造價與壩袋擋水長度有關,長度越長,單位米造價也會相應降低。綜上所述,在徑流低水頭電站開發中,橡膠壩除具有其它類型閘門應有的功能和自身獨有的特點之外,在造價分析上也是比較合理的。

  2.2橡膠壩運用效益

  橡膠壩由於具有泄洪能力大、止水性能優良、控製操作靈活諸多特點,在徑流低水頭電站開發中.與其它閘門相比,更顯示出良好的經濟效益。

  2.2.l節約工程投資。運用橡膠壩替代其它類型閘門擋水發電,由於增大了過流能力,在同等擋水運行工況下,減少了淹沒損失。如我區婁底市富公亭電站建造橡膠壩軸長50m、高1.5m,在同等溢流截麵下較之其它閘門增大過流量329.4m3/s人,從而降低行徑水頭0.5m,少征稻田40畝,節約投資12萬元。

  2.2.2增加洪水發電量。前已論證,在相同泄流條件下,橡膠壩下泄流量最大值發生時間比其它閘門要提前一個時段△t。也就是說,在采用其它閘門還沒有全部泄空滯洪庫容時,橡膠壩已完成泄流任務開始關閘蓄水。這段提前量△t在徑流低水頭電站發電運行中是極為難得的,它不僅解決了防洪與發電的矛盾,同時有效地增加了發電效益。仍以富公亭電站為例.根據該站一年內倒壩次數和時間統計分析,采用橡膠壩完成一次洪水過程時間平均提前70h(富公亭電站一次洪水過程為120h),電站裝機1000kw,即一次洪水過程就可多發電70000kw.h,一年內可多發電420000kw.h。

  2.2.3減少漏水量。橡膠壩較之其它閘門可以說是不漏水.根據采用其它閘門進行漏水推算,運用橡膠壩以後,富公亭電站一年可減少漏水量2500萬m3,折合可多發電20萬kw·h。冷水江市白楊電站原采用自動翻倒閘門,漏水嚴重,後改建斜坡式橡膠壩後,枯水期每天增加發電運行小時4h。

  2.2.4降低運行費。橡膠壩主要運行費用是充壩抽水耗電,但由於一年中倒壩次數不多,主要發生在汛期,實際耗電量也很少,年平均100kw·h左右就夠了。壩袋防治化保護塗料價格較高,但三年進行一次,平均每年約1500元,與鋼閘門比較也還是相當低的。

  3徑流低水頭電站運用橡膠現評價及改進

  橡膠壩技術運用於徑流低水頭電站開發,具有較好的經濟效益。與其它閘、壩相比,橡膠壩是充分利用水頭,提高機組出力,增加發電效益的一種更為有效的方法。在防洪溢流方麵,它較其它閘門占有顯著優勢,更能合理地解決防洪與發電矛盾。它具有的係列特點,給工程建設與運行帶來了直接的經濟效果,同時,也提供了安全可靠的保證。橡膠壩使用壽命可達20年以上,運行維護靈活方便,有利於工程管理。當然橡膠壩也有它自身的弱點,主要是外力破壞、塌壩拍打以及工作環境變壞都會影響著它的使用壽命。橡膠壩技術運用水利水電工程時間還不很長,但它在水電工程技術領域內拓寬了新的途徑,正展示出強大的生命力。在橡膠壩應用實踐中,草莓视频app下载結合實際進行了幾點技術改進,取得了較好的效果。

  3.1取消底板橡皮和錨固底墊鋼板。底板橡皮的作用是為了防止壩基滲水,在第一、二座橡膠壩中都采用了底板橡皮。但從幾年運行後看,由於壩袋內溫度高、不透氣、工作環境惡劣,底板橡皮都老化破裂,已不能起防滲水作用。因此,在第三座橡膠壩建造中,8008app幸福宝草莓视频下载取消

  了底墊橡皮,對壩基進行防滲處理,同樣達到了止漏效果。同時對錨因底墊鋼板通過提高抗壓強高和施工基礎找平處理方法也取消不用,保證了密封效果。兩項改進節約資金5000元左右。

  3.2合理設置超壓安全管。在設計中超壓管的出口高度是按壩袋設計壓力相同確定的,但實際上當壩袋充脹到設計高度時,超壓管中的水位離出口還相差較高的距離,起不到安全保護的作用。容易造成充水失職時超壓損壞壩袋,婁底市石岩壩電站30m長橡膠壩就發生了全壩袋超壓撕裂事故。為了防止這種事故,草莓改進了超壓管,其出口高度以充壩到設計高度時管中的水位為基礎,去掉多餘部分。另外,為了防止壩袋製造中強度標準不一致和單根超壓管溢流能力不夠,對橡膠壩兩端都進行設置超壓管改進,有效地保證了橡膠壩運行安全。

  3.3不設固定充水設施。徑流低水頭電站,一是大壩靠廠房都比較近,河道內取水方便;二是橡膠壩塌壩主要在汛期,一年中需要充水灌壩的時間不多。根據這一特點,對徑流低水頭電站運用橡膠壩可以不設置固定充水設施,以節約工程造價。橡膠壩的充水,可以采取移動水泵現場充準,有條件的電站還可以共用冷卻水管進行充水。因為橡膠壩的充水時間不是主要控製條件,時間長點也沒有大的影響。富公亭電站利用冷卻水充壩,效果很好,如果在豐水季節想快一點充脹壩體,就抬一台小水泵加灌,運行靈活方便。

  3.4改進采用斜坡式橡膠壩。目前橡膠壩研製發展主要為兩種類型,即堵頭式和斜坡式。根據徑流低水頭電站要用堵頭式橡膠壩運行的經驗,堵頭式橡膠壩由於汛期倒壩頻繁和堵頭人工粘接質量問題,在反複的塌壩、充壩過程中容易造成堵頭薄弱環節破壞而撕開整個壩袋,而斜坡式橡膠壩采用完全錨固,沒有堵頭擠壓止水,因此倒壩運行安全可靠。婁底市石岩壩電站橡膠壩撕裂後,草莓视频下载app无限观看在現場修補中把堵頭式改為了斜坡式,現在運行狀況得到較好的改善,已運行兩年沒有問題。但是,斜坡式橡膠壩因為兩端錨固體采用斜坡布置,會減少部分溢流斷麵,其值大小由斜坡坡降比例決定。所以,為了提高工程質量和運行可靠性,在泄流斷麵可以保證的河壩上宜優先采用斜坡式橡膠壩擋水為好。另外斜坡式橡膠壩造價更低,安裝維護更為方便。