為了止河道污物進(jìn)入進(jìn)水口流道,堵塞攔污柵,需在進(jìn)水口前緣水域設(shè)置一道浮式攔污排,先行攔截大部分表層漂浮物,使電站能夠安全正常運(yùn)行。
攔污柵在平面上可以布置成直線形或呈半圓的折線形,在立面上可以是直立的或傾斜的,依水流挾帶污物的性質(zhì)、多少、運(yùn)用要求和清污方式?jīng)Q定。水頭較高的壩后式水電站的進(jìn)水口常用直立半圓形;進(jìn)水閘、水工隧洞、輸水管道多用直線形。
深式進(jìn)水口的攔污柵高度與水庫水位和清污方式有關(guān)。對(duì)于不需要經(jīng)常清污的,其頂部高程可略高于洪限制水位(見水庫征值);需要經(jīng)常清污的,則應(yīng)高于需要清污的高水位。高度較大的攔污柵,可做成幾節(jié),每節(jié)的尺寸可根據(jù)起吊能力確定。
由于浮式攔污排設(shè)計(jì)上具有許多不定因素及殊性,以及目前還沒有可以執(zhí)行的 浮式攔污排設(shè)計(jì)的行業(yè)規(guī)范,在許多的設(shè)計(jì)工作中帶有一定盲目型,造成攔污排工作不 可靠,攔污效果不理想,從而造成洪水期污物經(jīng)常堵塞攔污柵,電站需停機(jī)清污,造成 電量損失,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致攔污柵的破壞,更有甚者則導(dǎo)致攔污排自身結(jié)構(gòu)的破壞。因此, 設(shè)計(jì)研究適應(yīng)水庫水位的變化,本身結(jié)構(gòu)安全可靠的新型浮式攔污排十分重要。
產(chǎn)品外殼采用100%低密度聚乙烯,低密度聚乙稀浮體使用的滾塑工藝生產(chǎn)制成,產(chǎn)品一次成型焊接縫,全封閉,,老化,沖擊碰撞,泄漏開裂之憂,內(nèi)部充滿聚氨酯閉式泡沫;產(chǎn)品浮力大,即使外殼破損也不影響使用。主要用于江湖、海洋疏浚輸送管道浮力支承。是傳統(tǒng)鋼浮筒的嘴尖替代產(chǎn)品。具體用途、形狀、型號(hào)、規(guī)格、尺寸、可根據(jù)客戶要求。
攔污漂浮筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
采用浮式攔污排,主要由浮箱、攔污柵等組成。浮式攔污排的浮體采用聚乙烯攔污排。浮桶前后布置, 兩浮間用鋼絲繩支撐聯(lián)結(jié), 迎水面的浮桶上焊接攔污柵格。為了保證攔污排在水中的平衡, 將迎水面的浮桶長(zhǎng)一些, 平衡浮桶略小一些。
主浮筒與平衡浮筒均采取下圓上方的型式,即下半部分采取半徑為0.3m的半圓,上半部分為高度為0.3m的矩形與下半部分半圓連接。主浮筒壁厚采用5mm,材料采用Q345鋼板,平衡浮筒壁厚采用3.5mm。中間采用鋼支撐桁架的連接方式。攔污柵格間距采用0.31m,柵條高度為1.3m。
攔污漂浮筒吃水深度初步擬定在半圓與矩形接觸面,考慮各構(gòu)件的相互影響,經(jīng)過初步估算,浮筒以及各部件重量約為670kg,排水重量約為707kg,浮筒浮力滿足要求。
由于主浮筒掛有攔污柵格,要保持浮筒不側(cè)翻,平衡浮筒需吊掛混凝土預(yù)制塊維持結(jié)構(gòu)的整體平衡。
工程總結(jié)
本文簡(jiǎn)要介紹進(jìn)水口攔污排設(shè)計(jì)過程,根據(jù)已有的其他工程經(jīng)驗(yàn),提出了一些計(jì)算方法和改進(jìn)建議。目前,浮式攔污排在工程中應(yīng)用越來越多,在一定程度上發(fā)揮了攔污導(dǎo)漂的作用,避嚴(yán)重堵塞進(jìn)水口攔污柵,影響電站正常發(fā)電。電站運(yùn)行幾年,進(jìn)水口攔污*。
方案布置
上游采用固定錨墩錨固在進(jìn)水口上游山脊上,考慮攔污排常年運(yùn)行水位為正常蓄水位至死水位之間,水位落差為9m,錨固高程為正常蓄水位高程440.00m,另一端錨固至大壩上游壩面,錨固方式為長(zhǎng)錨桿束錨固在上游壩面,同時(shí)做好上游壩面的滲,確保錨固及后期運(yùn)行不損壞上游壩面造成滲水通道。錨點(diǎn)之間通過鋼纜連接,鋼纜上設(shè)置浮筒及攔污柵,將庫區(qū)污物攔截至進(jìn)水口前緣以外,人工定期清理浮渣。攔污排軸線長(zhǎng)度250m,距離進(jìn)水口前沿28~32m,有效攔污范圍為進(jìn)水口。
2.2 攔污排設(shè)計(jì)攔污能力
根據(jù)進(jìn)水口運(yùn)行情況分析,攔污排的表層水流設(shè)計(jì)流速為1m/s。攔污排設(shè)計(jì)水上攔污能力為0.5m,設(shè)計(jì)水下攔污能力為1.0m,設(shè)計(jì)清污高度為0.1m,設(shè)計(jì)攔污排攔污能力為200kg/m。攔污排設(shè)計(jì)重量為300 kg/m,則攔污排攔污能力為0.5kN。
考慮風(fēng)速對(duì)其影響及有可能設(shè)計(jì)能力的污物,設(shè)計(jì)攔污排受力能力為0.6kN/m,總攔污能力達(dá)到150kN。
2.3 攔污排水平設(shè)計(jì)拉力
攔污排鎖定高程為正常蓄水位440.00m,為確保攔污排在低水位運(yùn)行下也能正常發(fā)揮攔污作用,攔污排上下浮動(dòng)范圍至少應(yīng)滿足低運(yùn)行水位-死水位431.00m的要求,上下浮動(dòng)范圍至少為9m,考慮一定的富裕度,攔污排設(shè)計(jì)矢高為10m。
攔污排軸線長(zhǎng)度250m,設(shè)計(jì)攔污0.6kN/m,浮筒結(jié)構(gòu)自身于浮力平衡狀態(tài),對(duì)軸線作用力。
按浮標(biāo)纜索考慮安全系數(shù)k=2.0,即主索設(shè)計(jì)承載力為設(shè)計(jì)拉力按1000kN設(shè)計(jì)。
2.4 牽引鋼纜及鋼纜鎖定軸設(shè)計(jì)
牽引鋼纜選型為1670MPa鋼絞線,根據(jù)主索設(shè)計(jì)承載力反算鋼索直徑,設(shè)計(jì)牽引鋼纜安全系數(shù)2.5。
得到,設(shè)計(jì)為Φ50mm的鋼纜索可以滿足要求。
鋼纜大受力為1000kN,為受拉結(jié)構(gòu),鋼纜通過錨板及鎖定軸固定在錨固墩上,設(shè)計(jì)安全系數(shù)2.0。設(shè)計(jì)軸材料為Q345,直徑為d,設(shè)計(jì)軸直徑100mm滿足要求。
柏泰組合式攔污柵方案勢(shì):
污物清理可用人工或清污機(jī)。人工清污適用深度較淺,一般不過5m。當(dāng)攔污柵位于水下較深時(shí),多用清污機(jī)清污;必要時(shí)也可設(shè)置兩道攔污柵,需要清污時(shí),先將備用攔污柵放入檢修門槽內(nèi),而后將工作攔污柵吊出進(jìn)行清理。