抽水蓄能電站泥沙影響和處理策略的相關思考

閔麗

(國網新源控股有限公司技術中心，北京 100161)

抽水蓄能電站泥沙影響和處理策略的相關思考

閔麗

(國網新源控股有限公司技術中心，北京 100161)

通過分析泥沙對抽水蓄能電站的影響，從使用岸邊庫法、水庫防沙排沙、進出水口防排沙、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行。

抽水蓄能電站，泥沙，水庫，電力系統

0 引言

抽水蓄能電站在我國建設的時間較晚，在20世紀60年代后才對其開發進行了詳細研究，至今我國建設完成的抽水蓄能電站達到12余座。現階段因為各行業對電能的需求不斷增多，致使電力系統的容量明顯增加，并且電網內部的峰谷差逐漸變大，為此需要對電力系統原有的調峰電源進行更換。抽水蓄能電站具有調峰填谷、調頻調相以及處理緊急事故的特點，其對電力系統有一定的積極作用，電力企業需要加大對其的研究力度。

1 對抽水蓄能電站泥沙影響進行分析

泥沙對抽水蓄能電站的影響主要包括以下兩方面:第一，對泥沙淤積影響進行分析。當水庫出現泥沙淤積時其庫容量會明顯減少，對引水、排沙建筑物的布置、抽水蓄能電站的出力以及水庫的經濟效益產生一定不利影響。如果建筑物的出口或者進口被泥沙淤泥堵塞時，導致建筑物不能進行正常的使用，并且對整體工程安全產生很大的影響。抽水蓄能電站的上水庫和下水庫在水流往復運動和升降方面波動較大且變化的次數較多，如果其在發電或者抽水過程中帶有一定量的泥沙會使水庫出現淤積的情況，抽水蓄能電站在庫水靜止時間方面比常規水電站短，并且其進水口和出水口周圍的水流具有揚沙作用，導致泥沙沉積的速度變慢，形成的淤積形狀具有不規則的特點。第二，對泥沙磨損影響進行分析。過多的泥沙會對機組造成嚴重磨損，機組磨損后會出現一些嚴重的問題，例如:水輪機的工作效率和抽水蓄能電站的出力大大降低，并且機組檢修的次數增加，檢修周期明顯縮短。通過泥沙模型試驗得知造成機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很大的關系，相對速度和沖擊的角度越大機組磨損的情況越嚴重。除此之外含沙量、泥沙粒徑大小、硬度、顆粒的形狀以及部件質量等對機組磨損情況也有一定影響。

經過對水輪機和水泵水輪機泥沙磨損現象進行研究發現，機組磨損的部件主要包括轉輪、抗磨板、活動導葉以及止漏環等;在高水頭機組中止漏環和導水機構的損壞較為嚴重，上述部件被損壞后機組會出現大量漏水的情況，工作效率明顯降低，并且不能正常的進行停機，這存在很大的安全隱患。

2 抽水蓄能電站泥沙處理策略

第一，使用岸邊庫的方法。在抽水蓄能電站樞紐布置條件允許以及岸邊庫同河流水庫方案基本一致時需要最大程度的使用岸邊庫的方法，使用此種方法可以有效的解決水庫泥沙問題，并且使樞紐布置向簡單化的方向發展，使抽水蓄能電站運行的安全性大大提高。下面通過具體案例進行說明:

以某抽水蓄能電站為例，其裝機的規模是3.5×250 MW，額定水頭是582 m，轉速為450 r/min。下水庫布置在多沙的河流之上，經過調查得知此水庫的平均流量是11.6 m3/s，平均懸疑質沙量是698萬t，平均含沙量為16.3 kg/m3，泥沙的直徑在0.038 mm～0.042 mm之間，平均直徑為0.040 mm，來沙的時間主要在汛期，6月～8月的來沙量高達651.2萬t。相關人員經過仔細比較分析后將下水庫移至支溝中使用岸邊庫的方法，將其與河流邊的距離控制在450 m～550 m之間，并且將其同原河道的渾水進行隔開處理，抽水蓄能電站選用水質較佳的水進行初期沖水以及運行補水過程，抽出的水不僅達到了飲用水的標準，并且下水庫中無泥沙存在。

第二，水庫防沙排沙策略。在水庫周圍修建一些攔沙壩和擋沙砍阻擋泥沙進入水庫中，并且設置一些排沙洞、沖沙底孔以及沖沙閘等設施對進入水庫中的泥沙進行排除。使用水庫蓄清排渾以及低水位拉沙的排沙調度方法減少上水庫和下水庫出現泥沙淤積的情況，并且對進水口和出水口的高度進行適當調整。在使用防沙和排沙方法時因為泥沙計算過程的精確度不高以及泥沙模型試驗有一定的局限性等原因，防沙和排沙的設施不能同時進行，工作人員需要對使用的時間進行明確，從而達到預期目標。

第三，進水口和出水口的防沙、排沙策略。其一，對進水口和出水口的底坎高度進行適當調整，保證其高度比出孔前緣水庫泥沙沖淤平衡時的高度大2.1 m～3.1 m;其二，在進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施。

第四，減少機組磨損的策略。為了最大程度的減少機組出現磨損的情況，管理人員需要對主要磨損的部件在設計、選購、安裝以及修護等方面有足夠的重視，根據實際情況和需求設計正確的部件，采購人員在購進部件時需要對其質量和相關性能進行仔細檢查，保證購進的部件不存在質量問題;嚴格按照說明對相應部件進行安裝，并且在安裝后需要進行多次檢查，保證部件不存在安裝錯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部件進行維修和養護，如果發現部件存在問題需要及時的進行更換。通過上述方法可以使部件的質量和抗磨性能提高，進而保證部件可以正常的運行發揮其應有作用。

第五，合理進行運用并且加大管理的力度。其一，抽水蓄能電站需要對管理人員進行系統培訓，使其管理水平和工作能力有所提高，對電力調度和負荷進行科學、合理的分配，進而使電站可以正常的運行。其二，加大系統負荷管理的力度，從而減少低負荷運行情況出現的幾率。其三，對水泵的運行水位進行觀察，如果其運行水位較低時需要及時的進行調整，減少水泵出現故障問題。其四，在來沙量較大時并且故障較嚴重時需要停機進行排沙處理，此種方法是減少泥沙不利影響的最佳措施，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間，從而減少對電站經濟效益的不利影響。其五，對泥沙進行觀測和試驗。抽水蓄能電站需要使用一些先進的設備和儀器對泥沙進行觀測，并且對水庫淤積的數量、位置、形狀以及過機泥沙的含沙量、粒徑等進行仔細的檢測，使用有效的措施及時進行解決。

3 結語

從上文可知泥沙對抽水蓄能電站的影響主要有泥沙淤泥以及機組磨損兩種。此篇文章對減少泥沙影響提出了使用岸邊庫的方法、水庫防沙排沙策略、進水口和出水口的防沙排沙策略、減少機組磨損的策略以及合理進行運用并且加大管理的力度等，希望抽水蓄能電站借鑒上文內容對現存問題進行調整，從而使抽水蓄能電站可以正常運行。

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On influence of mud and sand on pumped storage power station and its treatment strategies

Min Li
(State Grid Xinyuan Company Ltd Technology Center，Beijing 100161，China)

By analyzing the influence of the mud and sand on the pumped storage power station，the paper illustrates the treatment strategies of the mud and sand in some pumped storage power station from the bank slope method，anti-sand and desilting of reservoir，anti-sand and desilting at entrance and exit，and management，so as to ensure the operation of the power station.

pumped storage power station，mud and sand，reservoir，power system

X703

A

1009-6825(2016)35-0128-02

2016-10-10

閔 麗(1981-)，女，工程師