抽水蓄能电站泥沙影响和处理策略的相关思考

闵丽

(国网新源控股有限公司技术中心，北京 100161)

抽水蓄能电站泥沙影响和处理策略的相关思考

闵丽

(国网新源控股有限公司技术中心，北京 100161)

通过分析泥沙对抽水蓄能电站的影响，从使用岸边库法、水库防沙排沙、进出水口防排沙、管理力度等方面，阐述了抽水蓄能电站泥沙的处理策略，从而保障抽水蓄能电站的正常运行。

抽水蓄能电站，泥沙，水库，电力系统

0 引言

抽水蓄能电站在我国建设的时间较晚，在20世纪60年代后才对其开发进行了详细研究，至今我国建设完成的抽水蓄能电站达到12余座。现阶段因为各行业对电能的需求不断增多，致使电力系统的容量明显增加，并且电网内部的峰谷差逐渐变大，为此需要对电力系统原有的调峰电源进行更换。抽水蓄能电站具有调峰填谷、调频调相以及处理紧急事故的特点，其对电力系统有一定的积极作用，电力企业需要加大对其的研究力度。

1 对抽水蓄能电站泥沙影响进行分析

泥沙对抽水蓄能电站的影响主要包括以下两方面:第一，对泥沙淤积影响进行分析。当水库出现泥沙淤积时其库容量会明显减少，对引水、排沙建筑物的布置、抽水蓄能电站的出力以及水库的经济效益产生一定不利影响。如果建筑物的出口或者进口被泥沙淤泥堵塞时，导致建筑物不能进行正常的使用，并且对整体工程安全产生很大的影响。抽水蓄能电站的上水库和下水库在水流往复运动和升降方面波动较大且变化的次数较多，如果其在发电或者抽水过程中带有一定量的泥沙会使水库出现淤积的情况，抽水蓄能电站在库水静止时间方面比常规水电站短，并且其进水口和出水口周围的水流具有扬沙作用，导致泥沙沉积的速度变慢，形成的淤积形状具有不规则的特点。第二，对泥沙磨损影响进行分析。过多的泥沙会对机组造成严重磨损，机组磨损后会出现一些严重的问题，例如:水轮机的工作效率和抽水蓄能电站的出力大大降低，并且机组检修的次数增加，检修周期明显缩短。通过泥沙模型试验得知造成机组磨损可能和含沙水流、受损部件的速度以及泥沙冲击过流部件的角度有很大的关系，相对速度和冲击的角度越大机组磨损的情况越严重。除此之外含沙量、泥沙粒径大小、硬度、颗粒的形状以及部件质量等对机组磨损情况也有一定影响。

经过对水轮机和水泵水轮机泥沙磨损现象进行研究发现，机组磨损的部件主要包括转轮、抗磨板、活动导叶以及止漏环等;在高水头机组中止漏环和导水机构的损坏较为严重，上述部件被损坏后机组会出现大量漏水的情况，工作效率明显降低，并且不能正常的进行停机，这存在很大的安全隐患。

2 抽水蓄能电站泥沙处理策略

第一，使用岸边库的方法。在抽水蓄能电站枢纽布置条件允许以及岸边库同河流水库方案基本一致时需要最大程度的使用岸边库的方法，使用此种方法可以有效的解决水库泥沙问题，并且使枢纽布置向简单化的方向发展，使抽水蓄能电站运行的安全性大大提高。下面通过具体案例进行说明:

以某抽水蓄能电站为例，其装机的规模是3.5×250 MW，额定水头是582 m，转速为450 r/min。下水库布置在多沙的河流之上，经过调查得知此水库的平均流量是11.6 m3/s，平均悬疑质沙量是698万t，平均含沙量为16.3 kg/m3，泥沙的直径在0.038 mm～0.042 mm之间，平均直径为0.040 mm，来沙的时间主要在汛期，6月～8月的来沙量高达651.2万t。相关人员经过仔细比较分析后将下水库移至支沟中使用岸边库的方法，将其与河流边的距离控制在450 m～550 m之间，并且将其同原河道的浑水进行隔开处理，抽水蓄能电站选用水质较佳的水进行初期冲水以及运行补水过程，抽出的水不仅达到了饮用水的标准，并且下水库中无泥沙存在。

第二，水库防沙排沙策略。在水库周围修建一些拦沙坝和挡沙砍阻挡泥沙进入水库中，并且设置一些排沙洞、冲沙底孔以及冲沙闸等设施对进入水库中的泥沙进行排除。使用水库蓄清排浑以及低水位拉沙的排沙调度方法减少上水库和下水库出现泥沙淤积的情况，并且对进水口和出水口的高度进行适当调整。在使用防沙和排沙方法时因为泥沙计算过程的精确度不高以及泥沙模型试验有一定的局限性等原因，防沙和排沙的设施不能同时进行，工作人员需要对使用的时间进行明确，从而达到预期目标。

第三，进水口和出水口的防沙、排沙策略。其一，对进水口和出水口的底坎高度进行适当调整，保证其高度比出孔前缘水库泥沙冲淤平衡时的高度大2.1 m～3.1 m;其二，在进水口和出水口的上游位置修建一些挡沙坎，并且挡沙坎的高度必须高于河床泥沙淤积的高度;其三，在进水口和出水口的下游修建沉沙池，其作为挡沙坎的有效辅助设施。

第四，减少机组磨损的策略。为了最大程度的减少机组出现磨损的情况，管理人员需要对主要磨损的部件在设计、选购、安装以及修护等方面有足够的重视，根据实际情况和需求设计正确的部件，采购人员在购进部件时需要对其质量和相关性能进行仔细检查，保证购进的部件不存在质量问题;严格按照说明对相应部件进行安装，并且在安装后需要进行多次检查，保证部件不存在安装错误或者安装不到位的情况;除此之外抽水蓄能电站需要定期对部件进行维修和养护，如果发现部件存在问题需要及时的进行更换。通过上述方法可以使部件的质量和抗磨性能提高，进而保证部件可以正常的运行发挥其应有作用。

第五，合理进行运用并且加大管理的力度。其一，抽水蓄能电站需要对管理人员进行系统培训，使其管理水平和工作能力有所提高，对电力调度和负荷进行科学、合理的分配，进而使电站可以正常的运行。其二，加大系统负荷管理的力度，从而减少低负荷运行情况出现的几率。其三，对水泵的运行水位进行观察，如果其运行水位较低时需要及时的进行调整，减少水泵出现故障问题。其四，在来沙量较大时并且故障较严重时需要停机进行排沙处理，此种方法是减少泥沙不利影响的最佳措施，排沙人员需要使用正确的排沙方法以最快的速度完成减少排沙时间，从而减少对电站经济效益的不利影响。其五，对泥沙进行观测和试验。抽水蓄能电站需要使用一些先进的设备和仪器对泥沙进行观测，并且对水库淤积的数量、位置、形状以及过机泥沙的含沙量、粒径等进行仔细的检测，使用有效的措施及时进行解决。

3 结语

从上文可知泥沙对抽水蓄能电站的影响主要有泥沙淤泥以及机组磨损两种。此篇文章对减少泥沙影响提出了使用岸边库的方法、水库防沙排沙策略、进水口和出水口的防沙排沙策略、减少机组磨损的策略以及合理进行运用并且加大管理的力度等，希望抽水蓄能电站借鉴上文内容对现存问题进行调整，从而使抽水蓄能电站可以正常运行。

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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

闵 丽(1981-)，女，工程师