六道河水电站冬季运行管理办法

2016-02-23吴君凯,回建文

小水电 2016年2期

关键词：拦污栅前池冰盖

六道河水电站冬季运行管理办法

吴君凯1, 回建文2

(1.承德市六道河水电站，河北承德 067101；2.西北农林科技大学，陕西杨凌 712100)

1概述

六道河水电站位于河北省北部，为1座无调节引水式水电站，装机容量为2×1 600 kW+1×800 kW，引水隧洞5 886 m，尾水渠61 m。

我国北方水电站冬季运行最大的危害就是冰害。为了解决冬季发电问题，学习兄弟电站经验，总结以前的经验教训，针对六道河水电站的实际情况，摸索实际可行的有效方法。经过近几年的运行管理，通过不懈的努力，解决了冬季安全运行问题，实现了冬季发电不停机的目标。

2冰冻的危害

六道河水电站地处河北北部，最冷的时间集中在12月初至次年的2月末，长达90 d，此间极端最低温度可达-29.9 ℃，平均气温-9.4 ℃，最大冻土层约1.5 m。每年都在11月20日左右出现冰屑，冰害主要表现为：

2.1冰屑堵塞渠道

此种情况发生在12月上旬、中旬，此时河道尚未结冰，气温骤降，冰屑在水面漂浮，且含量较大，具有粘附力，几乎可以粘附于所有物体上(如引水渠或尾水渠的边角、墩柱或表面凹凸等部位)，一旦粘附于物体上便停滞聚集，并迅速向上游或河道中心发展。开始时水尚可从冰屑缝隙通过，当冰屑越积越多，缝隙也会越来越小，最终导致水流断面丧失，水流不能通过，进而造成水位上升。严重一次发生在2006年(当时电站正在建设时期)，冰屑堵塞河道，致使水位不断上升，以至于冲毁岸上道路，影响交通；最后只能调来炸药，炸冰疏通河道。

2.2堵塞前池及压力管道

当大量冰屑随水流进入前池时，冰凌很容易就粘附于拦污栅上，造成拦污栅前积存大量冰屑，最终占领整个前池，导致进不来水。

当冰屑随水流通过拦污栅，且水中含有超过30%冰屑、导叶开度小于40%时，冰屑便不能全部随水流通过导叶而滞留在蜗壳内，越存越多，最后导致压力管道堵塞。

2.3冰块塌落堵塞渠道

此种情况一般发生在4月初到4月下旬，乍暖还寒的春季化冰期。当气温骤降，天气寒冷时渠道两岸冻结成冰直至连接成冰盖，冰盖一般呈拱形，即冰盖表面为水平，岸边较厚达30 cm以上，中心较薄，形成以岸边为拱座的拱形体。一旦气温回升，天气变暖，冰盖与渠堤连接部融化，岸冰便失去支持塌落渠中。这种冰块体积大，常受闸墩等建筑物阻碍而横阻渠中。2004年山前电站就发生过一次冰块阻碍尾水渠事故，最后也是炸冰疏通渠道。

2.4冰冻危害闸门

冰屑会使各类闸门的门叶和门槽冻结，造成启闭困难，直至导致启闭失灵。另外，还对提起闸门或翻板闸的钢丝绳危害及其严重，经常造成钢丝绳断裂的事故。

3防治冰害的方法措施

3.1增设排冰闸，清理渠道冰屑

在引水渠进水闸前和前池各增设1道排冰闸，当拦污栅冰屑较少或冰块较薄较小时，让其通过拦污栅运行；当冰屑较多或冰块较大较厚时，让其集中存积，当水位壅高到拦河坝(或溢流堰)溢流时，打开排冰闸，集中时间排冰。

针对冰屑容易粘附于边角、墩柱及凹凸不平的障碍物上并滞留凝结的特点，在冬季发电运行前疏通河道，让其畅通无阻。

适当的加大导叶开度，加快水流速度，使冰屑或冰块快速通过拦污栅，进而顺利通过压力管道及蜗壳；并配备专人及时清理栅前的滞存冰屑或冰块，敲打栅条上的结冰，保证冰屑或冰块过而不存。

3.2疏通尾水，防止尾水水位壅高

大量的冰屑或冰块排放到尾水后，一旦遇到特冷的天气，就会在尾水渠中滞留冻结阻塞出水，有时尾水渠冻成冰盖后，冰屑就会钻到冰盖底下占据过流断面，使水流从冰盖上流出，导致冰盖越来越厚，最后发展为尾水堵塞。有时还会在尾水入河口和自然河道交汇处结成冰层，阻碍尾水流出，并随着尾水挟带冰屑的堆积，使冰层向尾水上游发展，逐渐堵塞尾水。尾水受阻后，尾水水位上升，不但减少机组出力，严重时还会危及厂房安全。2006年河道堵塞就发生在尾水和自然河道交汇下游500 m处，当时电站正在建设期，在尾水处用沙袋临时垒砌的挡水墙阻住了倒灌的水，防止了灾难的发生。

防止此类冰害的办法是：加强渠道巡视，及时疏通尾水渠，不让尾水渠结成冰盖。当侧墙结冰时，不等结成冰盖就及时采取人工凿打冰的办法将冰打碎，随尾水排走；尤其是入河口处更要及时打冰，必要时采取爆破的办法炸开冰层，疏通河道。凿打冰时一定要从下游往上游，以利于随打随排，还要安排好时间，不要等冰冻三尺再打，要循序渐进，零敲碎打，防止尾水或河道被集中冲下的大冰块堵塞。

4设备冬季运行的安全办法

4.1变更相应的运行规程

开机前要先打开机组导叶至空载位置，然后开启前池闸门；停机时应先关闭前池闸门，再关闭机组导叶，以防止蜗壳及压力管道存冰。

4.2改变机组的循环水源

机组的循环水由原来的前池取水或蜗壳取水改为厂区蓄水池取水，防止冰屑堵塞管路。

4.3及时采取防冻措施

对停止运行的机组，拆除循环水管，蜗壳放水阀全开，水导油盘拆除后提起脱离水面，防止积水成冰。厂房外排水沟等要定期凿打结冰。此外还要长期备有乙炔、氧气、喷灯和1台水泵，以备急用。

4.4收听天气预报

及时收听天气预报，注意天气变化，及时处理随时出现的冰害现象。

4.5保持通讯畅通

保持和上游兄弟水电站通讯畅通，随时了解河道冰屑冰汛情况，防患于未然。

此外还要注意，冬季运行也是讲究经济效益的。北方严寒地区的小型引水式水电站冬季往往水量小，单位成本费用较高，如遇入不敷出的电站或机组应该停机大修时，就要量力而行，该大修就要大修，以免顾此失彼，得不偿失。