水电站清污机设备和拦污设备的设置

随着我国水利资源的不断开发, 低水头电站的兴建越来越多, 这些电站一般在河流的中下游地区, 水流中漂浮物比较多, 尤其是在洪水期间, 随洪水而来的大量的竹枝、树枝、农作物、水草及水浮莲、生活垃圾等污物, 这些污物随发电流量积聚在电站进水口, 严重时堵塞拦污栅。一是加大过栅的水头损失, 影响发电效益; 二是影响进水流道的流态, 容易引起机组的震动。

影响水电站拦污清污设备使用效果的因素比较多, 主要应从工程总体布置、电站进水口水力学、拦污清污设备的选择等方面着手, 根据工程的具体情况来处理电站拦污清污的问题。常用的水电站拦污设备和清污设备包括拦污浮排等拦污设备、排漂孔等排漂设备、清污机清污抓斗等清污设备。

(1) 拦污浮排

在电站进水前池前端设置1道拦污浮排, 用于拦住大部分污物, 防止污物进入进水前池, 进而进入机组流道。例如国内某电站设置的拦污浮排长度80m, 布置轴线与河流主水流方向夹角约30°,后来根据实际情况, 将浮排上游锚固墩往上游移, 使得浮排布置轴线与河流主水流方向基本平行,长度约为140m, 更有利于排污。

(2) 排污设备

为了减少弃水量和利用已有设备,国内个水电站对排漂孔的设置各不相同，有些设置有专门的排漂孔，有些则利用拦河闸的检修闸门和工作闸门联合操作, 把拦在浮排前的污物排放至下游。无论设置方式如何，其目的都是使进水口前产生较大的侧向流速，从而将漂浮物利用切向流速狭运到排漂孔，随水流排至下游。

(3) 清污设备

一般在水电站进水口处设置1 道拦污栅, 并配置清污机, 清理积聚在拦污栅前的污物, 并兼作拦污栅起吊设备。例如国内某电站进水口设置4 孔拦污栅共用1 台抓斗式清污机, 用于清污和启闭拦污栅。清污机门架抓斗式, 采用机械加压抓斗式清污机,清污抓斗宽2.2m, 清污抓斗容积0.55m3。

低水头电站因缺乏调蓄能力, 主要在汛期利用来水发电, 而汛期的污物又比较多, 这是一对比较突出的矛盾, 应引起重视。大多数水电站采用“拦、排、清”模式, 即设置拦污栅浮排建立第一道防线, 当污物集聚一定时, 开启排漂闸门排放, 部分进入拦污栅前的污物则利用清污机进行清除。有些小型工程, 建设期为减少投资, 简化拦污清污设备, 如某中型工程把拦污栅设置在拦沙坎上, 不设清污机, 采用人工清污的方式, 上游不再设拦污浮排。这样投资是节省了, 但运行后人工清污强度大, 效率低, 污物较多时难以及时清污, 加大了水头损失。据实测, 水头损失可达0.3～0.8 m, 占有效发电水头的5%～10%, 直接影响电站的发电效益, 是一个得不偿失的工程教训。