Георгиев Л.А. Експлоатация на Водносиловите системи (болг. яз.)
Подождите немного. Документ загружается.
6
7
Фиг.
118.
Схема
на
обикновено
водохващане
1 —
масивен
яз
;
2
•—
савачен
отвор
; 3 —
входно
съоръжение
с
праг
и
груба
решетка
; 4 —
чакъло-
уловка
; «5
--
промивна
галерия
за
чакълоуловката;
б —
сапак
; 7 —
фина
решетка
; 8 —
утайник
;
9 —
преливник
; 10 —
промивна галерия
за
утайка
; // —
канал
ф
3
,
във
входното
съоръжение
навлизат водни количества
(^
в
,
по-големи
от
ф
3
.
За да не
бъдат
допуснати
те в
деривацията, непосредствено
след
входното
съоръжение
на
подходящо
място
трябва
да се
предви-
ди
преливник,
който
да
отвежда
разликата
от
водните количества
Рв—Фз«
При
наличие
на
постоянен експлоатационен пресонал постъп-
ването
на
<5з
във
входното
съоръжение
при
(?
р
>(5з
се
регулира
със
затворните органи.
Това
е
възможно
по
следните
начини:
частично
или
пълно отваряне
на
саваците
при
водоподпорното съоръжение
при
съответно
напълно отворени
или
частично затворени
саваци
на
входно-
то
съоръжение;
пропускане
на
излишната
вода
ф
в
—
ф
3
п
Р
ез
основ-
ния
изпускател
на
една
от
камерите
на
многокамерните
утайници
при
едновременното
й
промиване, което
е
възможно
и при
двете
изброени
положения
на
затворните органи.
Коя от
тези възможности
ще
бъде
възприета,
зависи
преди всичко
от
размера
на
оттока
в
реката.
Основ-
но
правило
в
случая
трябва
да
бъде
водите
в
реката
да се
регули-
рат
чрез
затворните органи така,
че да се
използува максимално вла-
151
чещата
сила
за
почистване
на
входното
съоръжение
от
отложени
пред
него наноси,
като
едновременно
се
осигури
отбиването
и на
застрое-
ното
водно
количество
<5
3
-
Особено
важно
при
експлоатацията
на
обикновени
водохващания
е
пропускането
на
високите
води.
При
неправилно манипулиране
със
затворните
органи могат
да се
получат големи
изравяния
и
разруше-
ния
в
енергогасителя
и
участъка
под
него, които
да
застрашат стаби-
литета
на
водоподпорното съоръжение.
С
оглед
на
това
трябва
да се
спазват някои основни правила
при
експлоатацията.
Високите
води
трябва
да се
пропускат през възможно най-широк
фронт
на
водоподпорното
съоръжение,за
да се
намали
до
минимум раз-
мерът
на
специфичното водно
количество
и да се
постигне най-пълно
потопяване
на
хидравличния скок
в
границите
на
водобоя.
При
нали-
чието
на
двойни
саваци
при
водоподпорното
съоръжение
водите
от
реката
да се
пропускат чрез спускане
на
горния
савак,
а не
чрез
по-
вдигане
на
долния, като
едва
при
превишаване
на
пропускателната
способност
се
премине
към
пълно освобождаване
на
отвора.
По
този
начин
се
постига по-пълно гасене
на
енергията
в
границите
на
водобоя.
При
това
трябва
да се
избягва
по
възможност
засрещането
на
водни-
те
струи
от два
съседни
отвора,
тъй
като
при
местата
на
срещането
се
създават
условия
за
интензивно изравяне
на
дъното.
Със
затворните органи трябва
да се
манипулира постепенно
и
плавно,
за да се
избегне образуването
на
вълни
в
енергогасителя
и да
се
предотврати вибрирането
и
динамичното натоварване
на
водопод-
порната
конструкция. Особено опасно
в
това отношение
е
изтичането
на
тънки водни струи
под
затворния
орган. Освен нежелани вабрации
при
това състояние
се
наблюдават
и
кавитациони
явление,
които
водят
до
бързо
износване
на
долните уплътнителни елементи.
По
тази при-
чина
отворът
под
затворния орган
при
по-продължително изтакане
не
трябва
да
бъде
с
малка височина
А
0
.
Размерът
й е
функция
от
наличния
напор
Я,
като
се
препоръчва
да се
спазза условието
А
0
^
ш
•
Когато през отвора трябва
да се
пропуска
и
лед, височината
/?
0
се
определя
и от
размера
на
ледените късове, които
при
премина-
ването
си не
трябва
да
повреждат долното уплътнение
на
затво-
рния
орган.
Като
пример
за
маневрирането
със
затворни
органи може
да се
посочи
опитът
от
експлоатацията
на
водоподпорните
съоръжения
по
канала
„Москва"
[20].
Затворни-
те
органи
се
повдигат
на
степени
от по 50
ст,
като
се
започва
от
средните
отвори
на
водоподпорното съоръжение. Когато
в
горния
иодприщен
участък
няма
лед,
отворът
под
затворните органи може
да
достигне височина
до
г
/я
от
наличния
напор
и
само
в
крайна
нужда
до
5
/2
°
т
него.
Когато
се
налага пълно освобождаване
на
отворите,
за
.
творните
органи
се
повдигат
пак по на 50 ст до
горното крайно
положение.
Затваря,
нето
се
извършва
в
обратен ред. Когато
в
горния
иодприщен
участък
има
лед,
предел_
ното повдигане
на
затворния орган
се
ограничава
до
1
/
в
от
напора,
за да не се
допусне
преминагането
на
ледени парчета
и
повреждането
на
долните уплътнителни
елементи.
При
пълно отваряне затворните органи
се
повдигат веднага
до
горното
крайно
положение
на
степени
от по 50 ст.
Не
по-малко важна
е и
втората функция
на
водохващането—да
не
допуска
във
водопровеждащите
съоръжения наноси
и
плаващи
152
тела.
За
целта
още в
проекта
се
предвижда достатъчно висок праг
за
задържане
на
влачените наноси
със или без
промивни
галерии
под
него,
входното съоръжение
се
разполага
по
възможност
на
вдлъбна-
тите
речни
брегове,
като максималната скорост
на
водата
в
него
се
Фиг.
119
Предпазване
на
входно съо-
ръжение
от
нарлизане
на
наноси
чрез
загюрни
греди
/
—
праг, недостатъчно висок,
за да
спре
наносите
; 2 --
запорни
греди
;
3 —
груба
решетка
; 4 —
савак
; 5 —
потопени стени
Фиг.
120.
Предпазване
на
деривацията
ог
навлизане
на
наноси
чрез
преливане
над )
войни
са^аци
7
—
праг
; 2 —
отложени наноси
; 3 —
груба
решетка
; 4 —
двоен савак,
задържаш
нано-
сите
; 5 —
потопени стени
огранича-а
до
0,8—1,0
т/8,
а
плаващите материали
се
задържат
чрез
потопена
стена
с
груба
решетьа
(фиг.
118).
Често пъти обаче тези
приспособления
не се
оказват достатъчни, поряди което
се
налага
да
се
вземат
по
време
на
експлоатацията допълнителни мерки
и да се
извършат
някои
преустройства.
Когато
напоените
количества
в
реката
не се
преценени правилно
по
време
на
проектирането,
височината
на
прага пред входното
съоръ-
жение
често пъти
не е
достатъчна,
за да
задържи
влачените
наноси.
В
такива случаи входното съоръжение може
да се
защити
от
навли-
зане
на
наносни
материали
при
преминаването
на
високите води, като
прагът
се
надвиши
с
помощта
на
няколко запорни греди (фиг. 119),
които
се
отстраняват
след
почистването
на
отложените пред
тях
на-
носи
при
оттичането
на
високите води.
Деривацията може
да се
предпази много
по-удобно
от
навлизане-
то на
влачени
наноси,
когато входното съоръжение
е
снабдено
с
двойни
саваци
или със
затворим
органи
от
типа
на
клапите (фиг. 120).
В
такъв
случай
в
деривацията
се
пропуска само горният воден пласт
чист
от
влачени
наноси,
като последните
се
задържат
от
спуснатия
към
дъното
затворен орган. Известна трудност представлява обаче
почистването
на
участъка пред затворния орган
от
отложените
наноси,
което може
да се
постигне най-леко чрез създаване
на
обратно
течение.
За
целта
се
затваря
саванът
в
края
на
утайника
и се
понижава
водното ниво пред
входното съоръжение,
като
се
освобождават
всички
отвори
на
яза.
При
това
положение,
което
се
постига
най-лесно
при
сравнително
ниски
води
в
реката,
се
предизвиква
изти-
чане
на
тънка напорна водна струя
от
утайника
към
входното
съоръжение
чрез
повдигане
153
на
затворния
орган
при
него.
Тази
сгруя
с
дебелина около
1
/
]0
от
водната
дълбочина
в
утаечната
камера отнася отложените
наноси
обратно
в
реката (фиг.
121).
]
При
недостатъчно висок праг влачените наноси могат
да се за-
държат
и с
помощта
на
подвижна фина решетка,
която
се
поставя
Фиг.
121. Отстраняване
на
отложени
наноси
чрез
обратьо
течение
/
—
праг, почистен
при
оттичането
на
нисо-
ките
води
; 2 —
задържани отложени наиосни
материали
; 3 —
груба
решетка
: 4 —
двоен
савак
; 5 —
промивна
волна
струя
временно
пред
грубата
при
преминаването
на
високите
води.
Поради
по-големите водни стоежи пред входното съоръжение допълнителните
хидравлични
загуби
при
фината решетка могат лесно
да се
регулират
до
допустимия размер.
Положителна роля
при
предпазването
на
входното съоръжение
от
навлизане
на
нлачени
наноси
играе
намаляването
на
скоростта
на
водата
в
него.
По
тази
причина
е за
препоръчване
застроеното
водно
количество
за
централата
0$
при
всоки води
да се
заделя
при
възможно
по-отворен савак
на
входното съоръжение, като размерът
на
(^
3
се
регулира
чрез затворните органи
при
яза.
Отложените наноси
в
подприщения
участък
на
реката
и
преди
всичко
пред
прага
на
входното съоръжение могат
до
известна степен
да се
отстраняват
от
самото водно течение, като
се
маневрира
със
затворните органи
при
яза. Когато
водата
за
централата
се
отделя
от
вдлъбнатия бряг
на
реката, естествените
напречени
циркулации
в
кривата, образуващи
се при
повдигнати затворни органи
на
водопод-
порното
съоръжение, изравят
и
отнасят отложените
пред
прага
на-
носи.
Влачещата сила
на
речното течение обаче
в
повечето случаи
не
е в
състояние
да
прочисти цялото пространство
зад
яза,
даже
ако
той е
изцяло подвижен
и
осигурява
в
повдигнато положение
свобод-
ното протичане
на
високите води през напречното сечение
на
реката.
Изравящото действие
на
водното течение
се
разпростира нормално
само
на
къси разстояния
над яза и е
толкова по-малко, колкото
по-
сбити
са
отложените материали.
По
тази
причина
се
препоръчва под-
прищеният
участък
да се
почиства по-често
от
наноси.
Като
пример
в
това отношение може
да
послужи
водохващането
на
Баксанската
водна електрическа централа (СССР), снабдено
с два
цилиндрични
яза с
пропускна
способност
при
отворено положение
от 700
т
3
/5
[21). Положението
на
напоените
отло-
жения
преди
и
след
12-часово
пропускане
на 80
т
3
/5
при
повдигане
и на
двата
цилин-
дрични
яза се
вижда
на
фиг. 122.
Обемът
на
отнесените наноси възлиза
на
около
1000
т
3
.
Както
се
вижда,
ефектът
е
сравнително малък
и се
разпростира
на
късо раз-
1)
Гидротехническое
строительство,
1960,
№ 6,
стр,
28.
154
сстояние
срещу
течението. Ясно проличава обаче благоприятното действие
на
естестве-
тната
напречна циркулация
върху
прага
на
входното съоръжение. По-основно
се
про-
чиства
гюдприщеният
участък
на
реката
от
отложени наноси
в
периода
на
пълноводия-
та,
когато
в
зависимост
от
водните количества
се
отнасят
за 12
часа
1000
=
100СО
т
3
на-
нос ни
материали
прл
2—3
пъти промиване седмично.
З
Фиг.
122. Резултат
от
почистване
на
пространството
зад яза при
водохващането
на
Баксанската
водна
електрическа
централа
пзи
р
=
80
т
3
/5
/
—
цилиндричен
яз ; 2 —
трикамерен утайиик
;
3 —
сифонен
преливник
; 4 —
праг
на
нодовземането
»
5 —
разпределителни решетки
; 6 —
камера
;
7 —
канал
; 8 и 9 —
хоризонтали
на
речното дъно
преди
и
след
промиването
; 10 —
утей
за
ледена
ката
Често
пъти
се
налага водохващането
да се
разполага
в
праволинеен
участък
на
реката.
В
такива случаи благоприятното влияние
на
есте-
ствените
напречни
циркулации
върху
почистването
на
прага пред вход-
ното съоръжение
не е
вече
на
лице, поради което
по
време
на
екс-
плоатацията
се
наблюдават съществени затруднения
по
отношение
на
наносния
режим.
Изход
от
това състояние може
да се
намери
по
раз-
лични
начини.
Основното
в
случая
е да се
предизвика
по
изкуствен
начин
необходимата напречна циркулация
при
прага.
Една възможност
за
това
представлява създаването
на
криволи-
нейно
течение пред входното съоръжение, като
при
пропускането
на
водите
се
отваря напред най-отдалеченият отвор
на
яза. (фиг. 123).
Криволинейността
на
течението
и
получаваната
в
резултат напречна
циркулация
може
да се
усили чрез изграждането
на
буна
в
подпри-
щения
участък
и
частично коригиране
на
прилежащия
й
речен бряг
(фиг.
123). Благоприятно влияние
върху
количеството
на
отложените
пред
прага наноси, както
и
върху
тяхното почистване оказва наличие-
то на
втор
праг (фиг.
124).
При
отбиването
на
водите
той е
допълни-
телно препятствие
за
движението
на
дънните наноси
по
посока
на
входното
съоръжение,
а при
почистването
на
подприщения участък
вторият праг насочва
износните
материали
към
промивния отвор.
При
по-големи наносни затруднения
добри
резултати
при
експлоа-
тацията
на
водохващанията
могат
да се
постигнат чрез струенаправ-
ляващи системи,
създаващи
изкуствени
напречни
циркулации
с
необхо-
155
димите параметри
пред
прага
на
входното съоръжение (фиг. 125). Как-
то е
известно,
по
този
начин
се
предизвиква разслояване
на
течението,
като повърхностните водни струи
се
насочват
към
входното
съоръ-
жение,
а
дънните, богати
на
влачени наноси,
се
отклоняват
в
обрат-
на
посока.
Фиг.
123.
Подобрение
на
ндьюсния
ге>ьим
при
водох!ашания
в
праволинеен
участък
чрез буна
/
—
масивен преливаем
яз ; 2 —
.чатнорен
савак
; 3 —
отворен
савак
; 4 —
буна
; 5 —
предизвикано
от
буната
и
най-отдалечения
от
нходното
съоръжение отворен савак
криволинейно
течение
; 6 —
вход-
но
съоръжение
; 7 —
течение
към
деривацията
; 8 —
продължение
на
масивния
яз ; 9 —
частична
ко-
рекция
на
брега
Фиг.
124.
Предпазване
на
входното
съоръжение
от
нанося чрез двоен праг
/ —
праг
пред
входното
съоръжение
; 2 —
втор праг
с
бетонна
или
каменна облицовка
на
речното
дъно
<?
; 4 —
входно
съоръжение
Интересен
в
това
отношение
е
примерът
с
Асакинското
водохващане
[10],
предна-
значено
за
напоителни цели (фиг, 126).
С
помощта
на
подвижен
яз от
реката
се
отбиват
необходимите
БОДНИ
количества
в ляв и
десен магистрален канал.
Тъй
като лявото вход-
но
съоръжение
е
разположено
на
изпъкнал бряг, след 8-годишна експлоатация дъното
в
началото
на
левия магистрален канал
се
повдигнало
с 2,5 т, с
което значително
се на-
малила
неговата
проьодимост.
Изградената струенаправляваща система
намалила
коли-
чеството
на
навлизащите дънни наноси
в
канала
от 3,5 до 7
пъти,
или
средно
с
35—40.
Ю
3
т
3
годишно.
156
Плаващите материали
във
водните течения, вредни
за
работата
на
хидротехническите съоръжения
и на
хидравличните машини,
се за-
държат
с
помощта
на
решетки. Обикновено
те се
изготвят
от
плоска
стомана
с
напречно сечение
от
6/50
до
15/120
тт.
Пръчките
им се
свързват
в
звена
с
ширина
1,0—1,5
т
чрез обла стомана
с
надянати
Фиг.
125. Подобрение
на
напоения
режим
при
водохващания
чрез
струенаправляващата
система
1 —
струенаправляваща
система
;
2 —
повърхностни
и
5-дънни
водни струи
; 4 —
изкуствена
на-
пречна
циркулация пред прага
на
входното съоръжение
;
5 —
отложени наноси
Фиг.
126.
Подобрение
на
напоения
режим
при
Асакинското
водохващане
(СССР) чрез
струенаправляваща
система
а
—-
състояние преди изграждането
на
струенаправляващата система
;
б—
състояние след изграждане-
то на
струенаправляващата система
; / —
подвижен
яз
;
2 —
входно
съоръжение
; 3 —
струенапраплн-
ваща
система
; 4 —
повърхностни
водни струи
; 5 —
дънни водни
струи
върху
нея
тръбни парчета (фиг. 127, детайл
А).
Напоследък
все по-
често
се
използуват изцяло заварени решетки,
при
които
напречната
връзка между пръчките
се
осъществява чрез плоска стомана (фиг.
127
детайл
А').
Отделните решетъчни звена
се
опират
върху
подпорна
конструкция
с
добре
обтекаема
форма,
за да се
намалят
хидравлич-
157
ните
загуби
(фиг. 127). Желателно
е те да се
демонтират леко,
за да
се
облекчи поддържането
и
необходимите поправки
на
решетката.
На-
клонът
й се
движи нормално
между
70 и
80°,
което
улеснява почи-
стването
на
задържаните
от нея
материали.
Фиг.
127
Конструктивно офор-
мяване
на
решели
при
входно
съоръжение
/
—
решетка
; 2 —
подпорна кон-
струкция
—
греди
с
обтекаема фор-
ма
; 3 —
гребло
на
чистачната
маши-
на
; 4 —
машинно
помещение
на чи-
стачната
машина
; 5 —
вагонетка
за
събраните
плаващи
материали
; 6 —
ниша
за
запорни
греди
; 7 —
потопена
стена
; 8 —
пръчк
\ н I
решетката
от
плоска стомана
; 9 —
обла стомана
за
напречил
връзка
на
пръчките
; Ю —
тръбни парчета
за
поддържане
раз-
стоянията
между
пръчките
; // —
гай-
ка с
подложка
шайба
за
притягане
на
решетьчното
звено
13
;
12
-
гнездо
за
решетъчните
звена
13 от
[-иро
| ил ;
14
—
напречна
връзка
от
плоска сто-
мана
при
заварени
решетки
; 15 -
запарка
Решетките
се
делят
на
фини
и
груби.
При
първите разстоянието
между пръчките
не
надвишава
10
ст,
а при
вторите
то е от 10 до
50
ст
1
и се
подбира
с
оглед
на
размера
на
плаващите материали
и
на
хидравличните загуби, които могат
да се
допуснат. Тези
две
из-
исквания
нормално
са
противоречиви,
тъй
като намаляването
на
хид-
равличните
загуби изисква голям светъл отвор между пръчките,
а за-
държането
на
възможно по-голяма част
от
плаващите материали
— по-
малък. Освен това съществено
значение
има и
размерът
на
скоростта,
с
която водният поток постъпва
в
решетката.
Енергоикономичните
из-
следвания
за
допустимия размер
на
хидравличните загуби
и за
дина-
мичното
натоварване
на
решетката
от
плаващите тела показват,
че
скоростта
при
застроеното водно количество
не
трябва
да
надминава
от
1,0
до 2,0
т/з.
От
друга
страна, максималният размер
на
плаващи-
те
материали, който определя
и
възможно най-голямото светло
раз-
стояние
между пръчките
на
решетката,
се
диктува
от
типа
на
турби-
ната.
Съгласно опита
в
СССР
[9 и 22]
максималният
отвор
между
пръчките
Ь
като функция
от
диаметъра
на
работното колело
на
тур-
бината
О
трябва
да
бъде:
при
Каплан-турбини
Ь^О/20,
но не
повече
от
&
=
20
ст; при
Францис-турбини
Ь
=
О/30,
но
не
повече
от
Ь=
10 ст.
1. У нас за
фини
решетки
се
приемат
тези
с
разстояние
на
пръчките
до 25
гшп,
а
за
груби
с
разстояние
до 10 ст.
158
при
турбини
Пелтон
Ь
=1,0—6,5
ст
в
зависимост
от
диаметъра
на
дюзата.
Хидравличните
загуби
при
решетките
се
увеличават многократно
при
задръстването
им с
шума, храсти, пънове
и
лед, като
едновремен
Фиг.
128.
Чистачка
машина
за
решетки
7
_
гребло
; 2 —
повдигателен механизъм
;
5
—
релсов
път
;
4 —
вагонетка
;
5—
решетка
но
с
това
се
намалява
и
размерът
на
пропусканото водно количество
В
резултат
се
получават често пъти съществени загуби
на
електро-
енергия,
които
при
нисконапорни
водни електрически централи могат
да
достигнат
до
4—6%
от
годишното производство.
Ето
зашо
основ-
но
задължение
на
експлоатационния персонал
е
редовното
почистване
на
решетките, което може
да
бъде
ръчно
или
машинно.
Ръчното почистване
се
прилага само
при
малки
по
площ решетки
при
скорост
на
водата
не
повече
от
1,0—1,2
т/8 и при
дълбочини,
не
по-големи
от 4,5 т. За
целта
се
използуват стоманени гребла,
прикре-
пени
към
дървени дръжки.
При
водни дълбочини
и
скорости
на
тече-
нието,
по-големи
от
споменатите по-горе, ръчното почистване
на ре-
шетките
е
много затруднено. Греблото
се
притиска
от
водното тече-
ние
към
пръчките, мъчно
се
движи, като
при
това част
от
задържа-
ните
материали
с
по-малки размери
се
увличат поради по-голямата
159
скорост
зад
решетката. Тези затруднения могат
да се
избягнат само
ако се
намали
до
минимум
водното
количество, подавано
на
централа-
та, при
което
положение задържаните
от
решетката материали
се по-
чистват по-лесно
с
греблото.
За
целта
може
да се
използува
с
успех
и
методът
на
„обратното течение" (фиг.
121),"когато
съществуват
ус-
ловия
за
неговото
създаване.
Фиг.
129. Гребло
на
съчремснна
чис-
тачна
машина
Фиг. 130.
Чистпчна
м:шшна
п
рабаIа
При
всички
по-големи решетки ръчното
почистване
е
много тру-
доемко
и о
гледна точка
на
предизвиканите загуби
на
електроенер-
гия—
стопански неизгодно.
По
тази
причина
при тях се
използуват
специални
чистачни
машини,
някои
от
които
с
напълно автоматизира-
но
действие, командувани
от
реле
при
прекрачване
на
допустимите
хидравлични
загуби
в
решетката.
Основният
елемент
на
чистачните
машини
е
греблото (фиг. 128),
което
при
по-новите конструкции
е
оформено като разтварящ
се кош
(фиг. 129).
Тсва
позволява
да се
задържа
събраният
от
решетката
ма-
териал
и да се
товари
по-удобно
на
вагонетки, както
и да се
изваж-
дат
цели пънове
или
ледени блокове
от
водата (фиг. 130). Греблото
160