摘要：诸葛洞电站机组发电引用流量经常未达到设计要求，造成经常性出力不足，其原因是发电进水口拦污栅淤塞所致。通过对发电进水口前附加一道拦污排，避免漂浮垃圾直接堵塞发电进水口拦污栅，解决生产中实际问题，同时也取得了明显的经济效益。
关键词：水电站；拦污排；建设；运行效果
一、电站工程概况
诸葛洞电站位于黔东南州施秉县境内舞阳河上游河段上，以发电为主，该电站始建于1995年，于1999年全面建成，是地方电网骨干电站之一。
诸葛洞电站是一座坝后式电站，坝长143m，最大坝高16m，溢流段长71.5m，溢流面高程517.1m。站址距施秉县城6km（县城位于站址上游，且河流穿城而过）。站址以上集雨面积为1805m2，多年平均流量30.6m3/s，水库校核洪水位519.1m，设计洪水位517.6m，正常蓄水位517m，死水位516m，水库总库容为110万m3，调节库容为56万m3，属日调节水库。电站水轮机安装高程508.6m，正常尾水位507.5m，最大水头为9.5m，设计水头8.2m，最小水头7m，装机容量2×1600kW，设计引用流量2×24.12m3/s，设计年发电量1728万kW.h。
电站压力水管为两条，采用矩形钢筋混凝土管，断面尺寸为3.5m×4.8m，长25m，单管输水流量30.2 m3/s，设计最低过水深1.2m，设计流速1.8m/s。发电引水管上设有工作闸、检修闸各一扇（闸门为平板式），各检修闸前（进水口处）设置一扇3.8m×6.4m（宽×高）固定式栏污栅，进水口底板高程为509.5m。由于该电站上游河道经过施秉县城，在不涨洪水情况下，河道中的漂浮物繁多，洪水期更泛滥成灾，大量的漂浮物积到发电洞进水口堵塞拦污栅，严重影响了机组出力及电站的安全生产。
为保证水轮机的正常运行，必须防止杂物堆积在发电洞进水口的拦污栅上，目前我站采用的措施是栅体加耙斗式清理机械进行拦、清、排等，在不涨洪水的情况下，现有拦污栅清污工作，基本每月要进行4次左右，在洪水时，3天必须清污一次，每次清理污物垃圾时必须停机进行，且每次清理工时需6小时左右。基于上述情况，我站考虑在发电洞进水口前10m处附加一道拦污排，解决生产中的实际问题。
二、拦污排安装高程的确定
拦污排是水电站重要设备之一，是保证机组正常工作不可缺少的设备。为有效利用拦污排的作用，在考虑到拦污网孔被完全堵塞及水头最小的情况下，仍要能保证电站发电设计引用流量，也就要求拦污排下端与堰槽底板间有一定的过水截面，且过水截面必须满足2台水轮机所需最大引用流量。依据上述情况，必须满足如下条件：
我站堰槽底板高程为509.5m，则附加拦污排下端高程最低要控制在514.6m，才能满足发电引用流量要求，根据以往捞渣及现场观察，垃圾污物基本上是漂浮物，漂浮物一般潜水深20~40cm，而我站死水位高程为516m，设计洪水位517.6m。为保证漂浮物不致越过拦污排，依据上述条件，按照少投资，既能满足电站发电设计引用流量要求，又能保证达到有效拦污的原则，确定拦污栅下端安装高程为515m，上端安装高程为518m。
三、拦污排的结构和工作原理
1、拦污排的结构
根据拦污排安装高程要求，拦污排高定为3m，拦污排由4根钢绳、单元网和支承件三部分组成。支承件采用10#、2×3m热轧普通槽钢分别固定在导流提、墙上（槽钢上端固定在518m处，下固定在515m处），为确保支承件的稳固性，在槽钢腿脚两则分别用8根Ф25六棱钢（每根长50cm）均布打入导流提、墙40cm，并将六棱钢显露部分与槽钢及提、墙内的钢筋焊接牢固，在一侧槽钢面上每间隔1m处焊接4个吊耳，另一侧槽钢面上每间隔1m处焊接4个带调节螺栓的卡线金具，以便连接钢绳（采用Ф16普通钢绳）。连接钢绳时，先将钢绳头穿过一侧支承件上的吊耳折合并用卡线金具卡牢固，另一侧用紧线钳将钢绳拉紧后，用带调节螺栓的卡线金具将钢绳卡牢固，然后用调节螺母将钢绳拉成一条直线。各单元网材料采用Ф6.5普通钢筋，单元网按2m×3m（宽×高）制作，以便于安装和运输，单元网横、竖格间距分别按25cm、10cm设计，网格交叉处焊接牢固。每个单元网与每根钢绳接触部分用两个锚固具连接固定，将各单元网依次排列固定在4根钢绳上并连成一片，形成一道网体。
2、拦污排的工作原理。
我站拦污排为固定式，当河道中的漂浮垃圾随水流漂至拦污排时，拦污排将其拦截在库内，并通过溢流坝面自溢至下游。在拦污排被完全堵塞情况下，水流经拦污排下端翻越至发电引水堰槽，确保电站机组正常发电，在拦污排安装高程的确定一节中，通过已计算能满足电站2台机组发电所需设计引用流量。
四、拦污排的运行效果及经济效益分析计算
从附加拦污排后几个月运行观察，发电进水口拦污栅不再被垃圾污物堵塞，已用不着按排人工捞渣清污，拦污排拦截的漂浮物完全通过侧向溢流坝自溢至下游，可见拦污排拦污效果显著。
1、不停电多发电量
未附加拦污排前，汛期平均每月需8次进行人工捞渣清污，每次捞渣按6小时计算，每年汛期为5个月，则每年多发电量76.8万kW•h。
2、未附加拦污排由于淤塞而损失的电量
通过运行观测，未附加拦污排前，原拦污栅淤塞严重，引水系统无法保证机组设计流量，机组此时不能满发，每台机只能发1100kW~1300kW，有时甚至只能发500kW~1000kW。这些情况常处于晚上，或大暴雨季节，为了安全起见人工不便下河捞渣清污，这些情况累计每年有40天时间，平均出力损失按500kW进行计算，则少损失电量48万kW•h。
3、附加拦污排后节省人工捞渣费用
在未附加拦污排前电站需专门安排两人进行捞渣，每人每月捞渣费用为700元，则每年节省人工捞渣费1.68万元。
以上1、2项合计每年多发电量124.8万kW•h，销售电价按0.25元/kW.h计，销售电量系数按0.9计，该电站年增加发电收入28.08万元，另加节省人工捞渣费1.68万元，则电站年增总收入29.76万元。
五、结束语
我站附加拦污排具有如下特点：①该拦污排结构简单，制作加工工艺要求不高；②投资省，由于该拦污排只是普通材料加工，所用材料少，同时利用现成导流堤、墙作为受拉支承体，无需另加支承设施，整个拦污排制作资金仅投入4000元左右，且施工工期短。③在运行过程中无需人力捞渣清污，减少了劳动力，提高了运行效率；④排渣只需通过溢流坝面自溢至下游，且排渣效果显著；⑤经济效益明显，该项目仅投资4000元，电站本身年增加收入29.76万元；⑥该拦污排普遍适用于低水头小型电站。
综上所述，该拦污排实用，结构简单，投资低廉，拦污效果显著，安全可靠，解决了该电站历年来生产中的实际问题，减少了能源损失，在拦污利用价值上具有一定的参考意义。
论文作者:杨秀忠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2019/1/7
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