虹吸式进水口在寒冷地区水电站的应用.docx

小水电2013年第1期(总第169期)技术交流

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虹吸式进水口在寒冷地区水电站的应用

马俊廷(新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000)

【摘要】压力管进水口采用虹吸进水方式在新疆诸多水电站取得了良好效果。虹吸式压力管不仅适用于高水头、小流量，也适用于低水头、大流量电站；该方式省去了闸门和启闭机，代以真空泵和破坏阀，运行管理方便，造价较低，进冰进砂少，事故情况断流迅速及时，值得推广。

【关键词】水电站虹吸式进水口应用寒冷地区

1概述

水电站前池压力管进水口断水的常规做法是采用快速工作闸门，或普通工作闸门加设蝶阀。在我国北方地区，由于冬季气温过低，闸门槽经常结冰，工作闸门被冻死后无法正常运行。当机组发生甩负荷，导叶又无法关闭(拒动)时，容易导致事故扩大。即便是在正常情况下，落下快速工作闸门切断水流也需要1～2min,断水时间较长。电站运行多年后，止水失效和闸门变形情况严重，造成大量漏水，加大了机组检修工作量，加长了检修时间。北方地区河流均为多泥砂河流，水流带着大量泥砂进入压力管，蝶阀由于长年磨损而导致水封失效，断水不净，造成导叶处产生射流，导叶和抗磨板磨损，缩短了过流部件的使用周期。长时间停机使大量泥砂沉淀在压力管内，阻塞压力管，使机组无法正常投入运行，给电站带来不应有的经济损失。

为了解决北方地区水电站冬季不能正常运行的困境，广大技术人员在水电站设计中提出了各种解决办法，但均由于效果不理想而失败；较为成功的方法是采用电热加温，阻止闸槽结冰，但也因冬季大河来水量小导致发电量较小；而为闸槽加温需消耗大量电能，加上管理不善，久之会使其失去作用。为此，根据有关排灌站的资料和相关水力学知

收稿日期：2012-09-03

作者简介：马俊廷(1964-),男，高级工程师，主要从事水利水电工程设计工作。

Email:xjsdymjt@

识提出了采用虹吸式进水的方式。

水电站压力管进水口采用虹吸进水方式，是利用压力输水管正弯曲部位高程高于上游前池水面，在压力输水管内人为制造真空，使上游水面的大气压强和虹吸管内压强之间产生压差，虹吸前端水位上升，水流通过虹吸管最高处驼峰段将水引入压力管内。当需要将压力输水管内水流切断时，只需破坏虹吸管内真空，使虹吸管内水位下降就会达到自动断流的目的，从而有效切断压力管内水流。由于虹吸式进水口利用真空原理进行引水，具备特殊控流功能，可以带来一系列技术经济效益。虹吸进水口采用开启真空破坏阀进行断流，断流快且断流彻底、方便、可靠，因而提高了水电站运行的安全性和可靠性。

虹吸式进水方式结构简单，无需水机主阀(蝶阀)和快速闸门，工程投资省，操作方便，能够快速彻底切断水流而不会引起水击压力，利于安全运行和机组维修。

由于虹吸式进水方式在以上方面优于常规进水方式，因此在新疆喀什地区疏附县卡甫卡水电站(Hp=11.47m,Qp=18.49m3/s,N?=1600kW,N装=2×1600kW)就采用了虹吸式进水方式，并于1991年10月正式投入运行，目前已安全稳定运行了18a,显示出了虹吸式进水方式在断流和冬季冰冻条件下运行的优越性。在卡甫卡水电站成功的基础上，1992年泽普县亚斯墩水电站(Hp=33.5m,Qp=13.95m3/s,H?=4000kW,N装=3×4000kW),1995年疏附县音萨克水电站(Hp=

技术交流SMALLHYDROPOWER2013Nol,TotalNo169

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21m,Qp=11.29m3/s,Hq=2000kW,N装=2×2000kW),1996年阿克苏地区温宿二级水电站(Hp=27.5m,Qp=16m3/s,Hq=3500kW,N装=2×3500kW)均采用了虹吸式进水方式，目前这几座电站运行正常。从目前国内资料来看，采用虹吸式进水方式的水电站越来越多，但装机容量均在几百kW,而新疆南疆片区已投入运行的水电站单机容量在1600～4000kW,单机流量大(18~12m3/s)、装机容量大(2×1600～3×4000kW),是国内目前所没有的，突破了虹吸式进水方式只适用于低水头、小流量、小容量电站的界线，为水电站采用虹吸式进水方式开拓了新的领域