特殊条件下按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用探讨

钱德虎

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 450000）

电力资源是人们生活中必不可少的运用资源之一，保障各地电力资源能够可持续发展，其中各地的水电站发展与之息息相关。目前在国内外的水电站出水口封堵采用各种各样的方式，有的涨价昂贵、施工工期较长，有的在使用过程中存在一定的风险，有的不宜拆除，都有着各种各样的缺点存在，因此，加大对危水事故闸门出水口风度的方式研究是非常有必要的。本文探讨了水电站采用锥管堵头进行封堵的优势和作用，期待能够以此为各地的水电站提供较强的借鉴信息。

1 特殊条件下按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用作用

目前国内外有许多发电站在尾水闸门出水封堵采用各种各样的方式，但这些方式都有着各种各样的缺陷，影响着发电站的发展，尤其是在特殊条件下按时发电时，很多水电站都无法满足需求。而采用锥管堵头在尾水充水中的应用于发电站而言有很多作用，可以弥补传统的出水口封堵方式中的不足。下面详细阐述几个重点的应用作用。

（1）可以提前蓄水，缩短工期。锥管堵头可以在水电站机组没有完全完成施工的情况下提前蓄水，在实际施工过程中，若有五台机组在施工过程中，由于各种原因没有同时完成施工的情况下，其中有3 台已完成施工安装好尾水闸门，另外两台机组没有安装完成，按照传统的工艺封堵出水口方式，如果需要提前蓄水发电，这可能会导致尾水闸门风水的机组尾水倒灌，严重情况下甚至会导致厂房被淹。如果使用锥管堵头提前将剩下2 台机组出水口进行封堵，可以使整个机组提前蓄水，有效地避免厂房被淹，同时也能够提前蓄水时间，缩短整个水电站施工工期。（2）可以提前发电，缓解用电压力。随着社会的发展，各地发电站都面临着用电压力的情况存在，其原因是由于工业用电的增加，尤其是一些特殊地区原本就存在电力紧缺的问题，工业用电增加会导致电力紧缺的问题更加严重，那么通过使用锥管堵头，可以使施工完成后的机组提前发电，提前缓解电力

紧缺的问题，可以极大地缓解一个地区的用电紧张困难。（3）质量保证，安全可靠。采用锥管堵头在尾水充水中进行封水时，可以在不影响机组发电的情况下，有效地避免尾水倒灌，厂房被淹的情况发生，在很大程度上能够提高基础运营的整体质量，与传统的工艺技术相比还有效地提高了整个发电站的安全运行。（4）可以有效地节约成本，使用锥管堵头在尾水充水中应用，与传统的工艺技术相比不需要再采购两套闸门，只需要现场使用已有的材料即可大大地降低材料费用及运输成本，不仅如此，还可以有效地降低施工成本。（5）与传统的工艺技术相比更加容易实现。目前在国内外很多发电站中弥补尾水闸门不足的问题时，都采用水管堵头在尾水充水中应用，因此在后续施工过程中可以有效地借鉴其他发电站的使用经验，同时这种技术方法在很多类型的发电站都是可以有效使用的。（6）易于拆卸。锥管堵头在尾水充水中应用在后续机组需要充水发电时易于拆卸，同时在拆卸施工过程中是不会影响后续机组的发电使用的。

综合上述分析可以发现，锥管堵头在尾水充水中应用无论是于发电站运营单位而言，还是发电站后续的正常运行而言，都具有质量可靠、省时节财、高效便捷的作用。合理科学的使用这种技术可以为我国后续建设的大型水电站提供有价值的参考信息，在技术不断优化过程中会大大推动水电行业施工技术及工艺的进步。

2 特殊条件下按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用分析

2.1 主要内容及关键技术

锥管堵头在尾水充水中的应用其主要目的是为了让水电站能够提前发电，同时保障水电站尾水事故闸门能够正常运作，能够在特殊情况下按时发电。特殊情况下，按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用，可以有三种方案：方案一：用导叶以及蝶阀进行封水。方案二：采用蜗壳打压实验时所使用的闷头进行封堵锥管。方案三：使用30#I 型工字钢支撑和钢板的锥管堵头进行封水。

三种方案要结合发电站的实际情况进行综合分析，在分析方案技术可行性时，要考虑以下几个方面的问题：首先，是在使用方案时能否保障及风水的密封性，在使用过程中是否存在风险。其次，是施工工艺难度情况以及拆卸工艺难度情况。最后，是施工工艺时间及施工经济效益，要从这3 个方面进行综合分析，最后确定相应符合实际发电站需求的方案，进行有效的应用。

在发电站中实现锥管堵头封堵尾水对锥管的技术方案实现要通过以下几个步骤实现，主要通过建立模型，分析数据确定锥管封堵闸门所能承受的水压限度，确定所设计方案的可行性及可靠性，确保可靠及可行以后投入使用。关键技术参数需要通过剪切应力、弯曲应力、偏转距离等理论计算参数核算。

2.2 技术方案

以上述提出的方案三为例：使用30#I 型工字钢支撑和钢板的锥管堵头进行封水，对技术方案进行详细分析：首先，要结合发电站机组的实际情况去判断和确定30#I型工字钢支撑组成部分的长度和数量，同时确定钢板长度及数量。随后采用十字连接放方式将工字钢支撑连接在一起，在连接施工完成后采用焊接技术将其焊接在一起，要保障稳固性，若稳固性无法满足实际需求可以采用肋板将其焊满加固。其次，是结合发电站机组的实际情况确定封堵板的钢板组长度、直径、高度、厚度等，堵板与尾水锥管整圈部分进行焊接，焊接过程中，要采用符合要求的焊条进行焊接，确保能够满足后续在堵水过程中的安全性。最后，是将30#I 型工字钢支撑组成部分与堵板与尾水锥管整圈部分进行焊接，形成锥管堵头在尾水咋闸门处进行工作。在以上工序施工完成后，要对整个锥管堵头的施工情况进行检查，尤其是在焊接部分采用无痕探伤的工艺对焊接部分进行检验，确保符合相应的要求。在无痕探伤检验工序完成以后，需要采用透光性进行止水密封来进行复核，以确保焊接部分能承受水压冲击，为后续的发电站在工作时提供保障，避免在尾水闸门处发生安全事故。

在此过程中，特殊条件下，按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用尤其需要注意的技术指标是：详细计算钢板及30#工字钢的尺寸及数量，同时要对详细检测钢板及30#工制钢加固情况，由此保障在实际施工过程中水倒灌时不出现由于水压问题导致的安全事故。另外，需要对30#工制钢和钢板焊接完成情况进行详细检查，保障焊接施工不会出现渗漏问题，以及封堵后要对止水进行透光检查，保障整个锥管堵头是安全可靠的。

2.3 技术创新点

无论是哪个地区水电站的建设影响都是非常大的，从设计到施工各方的管理人员都非常重视，节省资源、节省资金是水电站在施工过程中所提倡的，其中涉及的特殊条件下按时发电的问题，采用锥管堵头应用是结合了国内外各大水电站实际应用经验最后得出的技术方案，结合其他水电站应用锥管堵头的实际情况发现该应用方式是可行的，同时具有较强的实用性，另外，还有几个技术创新点。

（1）采用锥管堵头，在水电站实际施工过程中，不需要另外再重新采购闸门，可以有效地保障施工工期，在一定程度上还可以节省施工工期时间，另外，还可以满足水电站有多个机组同时施工时而其中有几种未完成施工的情况下也能够提前蓄水，由此可以有效地节省成本投入。（2）采用锥管堵头在尾水闸门中，可以有效地提高水电站工作效率，尤其是要对机组闸门不足的情况和需要在特殊条件下按时发电的情况，采用锥管堵头可以有效地减少发电工期，并且在实际使用过程中易于拆除，可以大大减少施工时间，可以有效地保障发电站机组投入使用的时间。（3）采用锥管堵头，在针对未完成施工机组进行封堵时，可以有效地采用现场已有的材料，无须再采购大量的材料来使用，节省材料的同时可以有效地保障成本投入，同时使用锥管堵头安装的过程中是非常简单便捷的。（4）采用锥管堵头在对未完成施工的基础进行封堵时是安全可靠的，不影响其他机组正常发电，可以有效地提高整个水电站的工作效益，尤其是针对电力紧缺的地区提前发电，可以有效地缓解一个地区的电力紧缺问题，进而有效地提高了社会效益。（5）采用锥管堵头的方式是借鉴国内外应对提供闸门不足的水电站时采用的方式，在实际施工过程中科学合理地采用锥管堵头，总结经验，可以为后续需要全部机组发电且提供闸门不足的水电站提供有价值的参考信息。

除此以外，特殊条件下按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用，不仅可以有效地保障使用安全可靠，还可以提高经济效益和社会效益，其经济效益表现在安装和拆卸简单便捷，减少检修闸门的使用，提高工作效率和工作质量；其社会效益表现在可以不影响其他机组正常发电，提高供电效率。

3 特殊条件下按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用前景

水电站在特殊条件下按时发电采用锥管堵头在尾水充水中应用，结合上述的分析，可以发现该方式是具有较强的应用前景的。在水电站发电过程中尾水事故检修门是电站的最后一道保护屏障，水电站在危水事故发生后检修门的使用注意事项是非常多的，首先，要在机组发生故障时或机组飞逸时能下滑关闭；其次，在机组检修时挡下游尾水，故该闸门须具有承受双向水压和双向封水的功能，并且能在发电水头作用下动水关闭，检修门的作用是为了在事故发生后能够保障检修人员的工作安全。然而，有很多水电站在修建过程中和实际使用过程中水电站的闸门是不足的，为了保障在特殊条件下能够按时发电，一方面，在水电站实际使用过程中若发生尾水事故检修人员能够有效地进行检修，保障水电站能够正常使用。另一方面，是在水电站修建过程中，让其中几个已完成施工的机组提前供电。本文主要是探讨让其他几个机组提前供电的情况，那么在水电站闸门不足的情况下，采用锥管堵头在尾水充水中应用，可以有效地实现提前供电，缓解部分地区的电力压力。

目前在国内外的水电站出水口封堵所采用的方式有很多，但是采用锥管堵头进行封水的情况还是比较少，水管堵头封水方式与传统的出水口封堵方式相比还是有很多优势存在的，节约资源、降低成本、提高工期、提高供电效率等，在实际施工过程中，若能够采用科学合理的、符合规范标准的使用这种方式进行封水，不仅可以在实际项目中取得较好的效益，还能够给整个水电站行业提供有价值的借鉴信息，其表现在采用锥管堵头进行封水，封堵施工效率高，同时封堵任务完成后，还可以快速地将闸门恢复原样，与传统的混凝土叠梁门相比，既省时又节约，是国内外水电站在应对尾水闸门不足的情况下，提前实现对机组的发电所采用新方式，具有非常强的借鉴意义，开启中国水电行业施工的新境界，体现了中国速度、质量、创造的可靠，也证明了中国水电行业的发展和创新，不仅可以有效地推动中国的水电行业发展，还能够有效地为世界各国的水电行业发展提供借鉴。

结合上述的分析情况可以证明，特殊条件下按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用前景是非常广阔的。首先，该方式为国外首创方案，打破了传统的出水口封堵工艺，开创了全新的技术模式。其表现在可以通过计算可以得出行之有效的技术方案，对于多种类型的电站均能适用，具有广泛的使用价值。其次，该方式在使用过程中缩短一些电站正常发电的工期，具有高效性，也能减少所需尾水检修闸门的数量，节约成本。

4 结语

综上所述，特殊条件下按时发电锥管堵头在尾水充水中的应用，结合水电站的实际需求采用这种方式的施工工艺及技术要求，可以有效地在水利水电及相关行业中得到广泛的应用，同时还可以有效地缩短工期、保障质量，进而有效地保障水电站的经济效益和社会效益。