水电站沉沙池设计中的泥沙危害粒径标准选定问题的探讨

在无调节(或调节能力差)的多泥沙河流上引水发电,为了防止水中有害的或过多的泥沙进入水电站引水系统,减少泥沙对水道的淤积和对水轮机的磨损,常修建沉沙池.目前,国内设计沉沙池尚无规范可循,大都参照前苏联等国规范或工程实践设计.因而,设计沉沙池时有关泥沙处理标准国内没有作硬性规定,尤其是选定处理泥沙的危害粒径的大小.实际上,危害粒径选定的合理与否不仅直接关系到沉沙池本身的造价,而且还关系到水机磨损带来的后期运行维修费用,以及因水机磨损带来的出力下降所造成的电能损失费用.下面将介绍沉沙池设计中的泥沙危害粒径标准的选定.1…     

水电站的防沙措施

文章通过对水电站水轮机磨损的主要因素进行分析,结合实践经验,总结出泥沙处理措施,在大坝设置排沙底孔、拦沙坎及冲沙槽,防止大量的推移质泥沙大量进入水口闸,大大减少粗沙通过水轮机含沙量。沉沙池降低挟沙水流中泥沙颗粒大于设计沉降粒径的悬移质泥沙、降低水流中含沙量。压力前池是继大坝、沉沙池后的第三道防沙,防止泥沙进入水轮机,造成水轮机的磨损。注重运行时管理水平和及时维修。     

沉沙池长度计算方法综述

对沉沙池泥沙危害粒径标准的选定问题进行分析研究,指出泥沙危害粒径标准的选定应该综合考虑微灌产品的性能指标和水轮机磨损等因素.介绍了准静水沉降法、沉降概率法和超饱和输沙法的计算方法,并分析了准静水沉降法与一维流超饱和输沙法之间的相互转化,指出一维流超饱和输沙法在实际中应用最广,但其计算结果精度直接受恢复饱和系数α的限制,为此需要对α进行更深入的理论研究,使其应用范围更加广泛.     

对水电站沉沙池设置标准的认识

本文在简介我国水电站沉沙池设计现状和存在问题后,概述了水轮机泥沙磨损与减轻磨损措施;分析了沉沙池沉沙率及减磨效果,探讨了用较少投资提高水轮机的耐磨性能取代某些造价昂贵的沉沙池的可能性。     

大盈江四级水电站水轮机抗泥沙磨损措施探析

大盈江四级水电站流域泥沙含量大,蓄水坝区库容量小,汛期泥沙得不到有效沉积,大量泥沙流入机组,造成水轮机过流部件磨损严重,严重影响电站安全运行。通过修建沉沙池、优化水轮机过流部件结构设计并对其进行喷涂抗磨层等措施,很好地解决了水轮机泥沙磨损问题,取得了良好效果。     

云南大盈江四级水电站泥沙处理措施及效果分析

云南省大盈江四级水电站水库库容小,不能起到有效调沙作用,电站机组投入运行一个汛期后,发现水轮机因泥沙磨蚀受损严重,设计单位对此进行了专题研究,提出在输水发电系统增设沉沙池的补救方案。沉沙池投运后,对电站进水口与厂房尾水含沙量、泥沙级配以及沉沙池泥沙沉降率、泥沙颗粒级配进行了分析。结果表明,沉沙池沉沙效果显著,沉沙作用明显,大大降低了机组过机泥沙含量,减少了泥沙对机组的磨损。经对导水机构过流部件检查,未发现明显磨损。     

优化水电厂排沙设施

在斯里兰卡库库利水电厂设计过程中，研究出一种经济上最优的沉沙池尺寸选择方法。为找到最经济的沉沙池尺寸，将沉积各种沙粒的沉沙池造价与因泥沙磨损导致水轮机检修、更换和停机的费用进行了比较。     

有压隧洞内沉沙池泥沙沉降特性研究——以尼泊尔尼亚迪水电站为例

目前国内水电工程的沉沙池大都为布置于枢纽首部的无压式地面沉沙池,实际工程中限于地形地质条件,在有压式隧洞内设置沉沙池可能更加经济合理。以尼泊尔尼亚迪水电站有压隧洞内沉沙池为例,采用一度流超饱和输沙法对有压隧洞内沉沙池泥沙沉降特性进行了计算分析。结果表明:在设计条件下,进入水轮机发电水中总含沙量为0.625 kg/m3,其中粒径不小于0.2 mm的泥沙含量为0.062 5 kg/m3,大于等于设计沉降粒径的泥沙沉降率为84.55%。分析结果证明有压式隧洞内设置沉沙池可实现沉降悬移质泥沙的功能,可为其他工程有压隧洞内沉沙池的设计提供参考。     

灌溉沉沙池泥沙设计标准研究

灌溉沉沙池的设计标准是沉沙池设计的重要依据,包括入池和出池泥沙设计标准,内涵含沙量和级配两个指标。确定入池设计标准时,宜以引水期分析统计得到的具有代表性的入池泥沙特征值作为设计值。自流灌溉沉沙池出池含沙量的控制,应以干、支渠不产生淤积为标准,平原区沉沙池取值可低些,可以2～7kg／m^3作参考;山区沉沙池取值可高些,可以12～50kg／m^3作参考。泵站沉沙池出池含沙量应综合考虑泵站扬程、泥沙粒径对水泵磨损的影响,并结合下游干、支渠挟沙力要求,通过论证后确定。灌溉沉沙池出池泥沙粒径宜控制在小于0．05mm以下,O．05mm以上粒径的泥沙沉降率可取80％～85％。     

沉沙池超饱和输沙法恢复饱和系数研究

恢复饱和系数αi是一度流超饱和输沙法计算的重要参数之一,理论分析和实测资料表明,αi值与泥沙分组平均沉速ωi、摩阻流速U、池段平均水力坡度J等因素有关,是一个变幅较大的系数。用实测资料建立的αi值计算公式,其泥沙粒径范围为d=0.005～0.25mm,基本覆盖了黄河及长江中下游地区的泥沙粒径。在缺少相似已建沉沙池水流和泥沙特征实测资料条件下,且悬移质泥沙粒径d<0.25mm时,可用式(13)进行αi值计算。     

燕子崖电站防沙和排沙设施的选择

传统的防沙和排沙工程措施主要有定期冲洗式沉沙池和连续冲洗式沉沙池两种,这些传统技术不能满足高效节能的防沙和排沙要求。通过定期冲洗式沉沙池、连续冲洗式沉沙池、排沙漏斗进行比选,并通过水力计算和对比论证分析。结果表明:排沙漏斗产生稳定的螺旋流,水流流速较大,加速泥沙向中心的排沙底孔和漏斗底部运动;而定期冲洗式沉沙池、连续冲洗式沉沙池中不存在稳定的螺旋流。排沙漏斗具有结构紧凑,工程量和投资最少,泥沙分离率较大,耗水率较少,所以排沙漏斗是一种经济、高效节水的防沙和排沙设施。     

大表面负荷下斜板体型对沉砂池沉降特性影响试验

通过系统试验分别对布置普通斜板、翼片式斜板和无斜板时的矩形沉砂池在表面负荷为5.6～88 m~3/h·m~2共计12个工况下的沉降特性开展研究。试验分别选用了中值粒径为0.089 mm、不均匀系数为4.01、密度为2.45 t/m~3的天然沙和均一粒径为0.8～1.2 mm、密度为1.35 t/m~3的模型沙(核桃沙)进行试验。结果表明,在表面负荷小于80 m~3/h·m~2时,翼片式斜板沉砂池受颗粒物理性质如密度、粒径和黏性的影响较小,其翼片槽间特有的涡流区和环流区使其截砂率均高于普通斜板和无斜板沉砂池。当表面负荷为48 m~3/h·m~2与56 m~3/h·m~2时,翼片式斜板沉砂池的优势最为突出,截砂率高于其他二者约15%～20%。当表面负荷高于80 m~3/h·m~2时,翼片式斜板沉砂池内的副流流速随主流流速增大,阻碍了颗粒沉降,三种沉砂池的截砂率基本相同。随表面负荷的增大,各个沉砂池的二次悬浮逃逸出的沙量随之增多,在表面负荷小于48 m~3/h·m~2时,普通沉砂池的逃逸量约是普通斜板与翼片式斜板沉砂池的1.5倍。当表面负荷大于56 m~3/h·m~2时,翼片式斜板沉砂池的逃逸量仅约为其他两沉砂池的60%。     

鸭嘴河烟岗高水头电站首部枢纽引水防沙研究

针对高水头电站对引水防沙的特殊要求,本文结合优化取水口引水防沙结构布置,合理选择水库运行方式,确保过机含沙量在允许范围内(特别是d>0.1mm粗粒径泥沙),防止有害粒径对水轮机及过流部件的磨损,泥沙计算数学模型和物理模型都表明,烟岗首部枢纽采用水库沉降悬移质粗沙是可行的,确定的烟岗低闸运行水位是合理的,在流量不超过避峰流量55 m3/s时,数学模型计算结果和物理模型试验分析结果基本一致,沉降悬移质粗沙的效果达到沉沙池的标准,过机含沙量满足规范要求。     

长流道式直线型沉沙池结构优化与数值模拟

沉沙池是保障滴灌系统正常运行的重要设施之一,但灌溉期池内水沙"固液"耦合过程比较复杂,且难以通过单一物理模型进行结构优化.为进一步提高滴灌系统沉沙效率,设计了长流道直线型沉沙池;采用物理试验与数值模拟相结合的方式,研究有无调流板和不同调流板角度对池内水沙运动规律的影响.结果 表明:Fluent软件可准确模拟池内"固液"...     

水利水电工程沉沙池的运行设计和原型观测

沉沙池作为多沙河流引水枢纽的重要建筑物,其正常运行是发挥枢纽工程效益的重要条件。沉沙池设计应根据河流泥沙情况及枢纽运行条件,提出合理的运行设计和原型观测设计。运行设计应满足沉沙池运行水位、设计入池流量、含沙量、泥沙沉降设计标准和运用时间等运用条件。原型观测设计要有针对性,根据工程等级、规模、类型、布置、水沙条件等,确定相应原型观测内容和观测布置。     

关于沉沙池计算中的水流挟沙力

一度流超饱和输沙法是考虑了超饱和输沙特点的泥沙沉降计算方法．沉沙池内水流挟沙力是一定水力和床沙组成条件下水流挟带床沙质的能力．从已建沉沙池沉降标准、池内设计水流水力以及床沙组成条件来看，沉沙池运行前期、中期水流挟沙力一般都很小．用一度流趋饱和输沙法计算沉沙池沉降率时可不考虑水流换沙力的影响．均匀流条件下，用不考虑挟沙力和考虑挟沙力的一度流超饱和输沙法分别计算沉沙池的沉降率，二者相对误差取决于挟沙力与进口含沙量之比，该比值小于0．2时，相对误差小于20％．沉沙池内挟沙力与进口含沙量之比小于0.2时，用一度流趋饱和输沙法计算沉沙池的沉降率，可不考虑水流挟沙力的影响．     

某水电站沉沙池方案比选设计研究

根据某水电站泥沙基本资料,分析本工程设置沉沙池的必要性,类比同流域类似工程;结合地形地质条件和枢纽总体布置,对沉沙池布置方案进行比选,最终选择地下连续冲洗式沉沙池布置型式,并通过水力学计算,确定沉沙池主要控制尺寸。     

高桥水电站取水口防沙设计

高桥水电站取水口防沙设计,在原束水墙结合冲沙槽设计的基础上,进行了水工、泥沙模型试验。根据模型试验成果,先后进行了沉沙池方案、潜堰方案、潜堰＋丁坝方案、圆弧形挡墙方案等的综合比较,最终选定了圆弧形挡墙方案,基本上解决了水电站取水口“门前清”和粗颗粒进入水电站取水口的问题,大坝泄洪冲沙底孔排沙效果也较好。     

含沙河流水轮机安装高程的选定试验研究

迄今为止，凡在清水条件下水轮机安装高程都是以限制空蚀条件的空数来确定的。但在含８少河流中，由于泥沙磨损及其与空蚀的相互影响，其安装高程的合理与否，将影响水是站的投资和安全稳定运行。用不同的安全高程和和水流含沙量作为试验条件，按金属磨蚀失重率来优选最有利安装高程，是一种新的方法，这在国内外还是首次。     

白龙江甘家沟泥石流过坝堆积物力学性能分析

白龙江流域是我国泥石流危害最严重的地区之一,泥石流沟分布密度和泥石流发生频率居全国首位,尽管多次治理,但仍然造成了大量的人员伤亡和财产损失。以甘家沟为研究对象,通过野外实地调查,在分析防治工程现状的基础上,通过颗分试验、流变试验和直剪试验,对比分析了坝上游和坝下游泥石流堆积物的颗粒级配变化情况、浆体流变特性与抗剪强度等性能指标。结果显示:实体拦砂坝存在调节泥石流颗粒粒径作用,但调节效果不显著;拦砂坝的拦挡作用会改变泥石流的力学性能;粒径调节作用较显著的坝体,其坝下游堆积物浆体的剪切应力小于坝上游堆积物浆体的剪切应力,坝下游堆积物抗剪强度略大于坝上游堆积物抗剪强度;泥石流颗粒级配的差异是影响其流变特性与抗剪强度的重要原因。该研究结果对今后泥石流工程坝型选择与参数设计具有一定的参考意义。