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《南水北调东线源头工程江都三站进水流道加固改造技术研究与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、南水北调东线源头工程江都三站进水流道加固改造技术研究与应用2011年第3期江苏水利南水北调东线源头工程江都三站进水流道加固改造技术研究与应用1工程慨况江都抽水站工程地处江苏省江都市境内,位于京杭大运河,新通扬运河和淮河人江尾间芒稻河的交汇处,工程始建于1961年,至1977年建成.下程集泄洪,灌溉,排涝,引水,通航,发电,改善生态环境等多项功能于一体,既是江苏省江水北调的龙头,也是国家南水北调东线工程的源头.江都j站是江都四座抽水站中的一座,位于第二抽水站东侧250m处.本站安装10台套ZL13.5—8型立式全调节可逆式轴流泵,配用1600/
2、600kW立式可逆式电动,发电机,总装机容量16000kw,设计流量13.5m3]s.可逆式机组正转抽水抗旱,排涝;在淮河来水较丰,有余水下泄时,可反转发电.江都三站建成40多年来,工程运行频繁,累计平均每台机抽水运行9.5万h,共抽水288.5亿m,发电4742万kW?h,为苏北地区人民生活和经济发展作出了巨大贡献.2进水流道存在的问题江都三站建成以后,发挥了巨大的工程效益,但经过几十年长期高强度的运行,主机泵老化严重,特别是南于进水流道存在缺陷,进水流态较差,水泵气蚀严重,泵站效率低,制约了工程效益的充分发挥.南水北调东线工程实施后,江都
3、站年运行时间最长达8000h以上,因此,必须对江都二站进水流道进行改造.江都i站采用堤后式结构,进水流道原设计为蜗壳式流道.在设计时,为了减少站房开挖深度,把H/D值压缩至1.5,弯管的断面改为方形,以便施工.在建成后的试运行中发现水泵气蚀严重,有间歇性的剧烈振动姚文泉和撞击,甚至无法工作,电动机的电流值随着间歇振动而摆动,尤其在低扬程大流量的时候更为明显.根据运行中发现的问题,通过在模型上加大流量进行试验,发现进水流道中叶轮进口处有间歇的涡带产生,每5-6s产生一次,涡带直径为5mlll,从底板向上一直升入泵中.涡带进入水泵一次,水泵就发生
4、一次震动,由于进水流道不是逐步收缩的,在转弯部分反而放大,因此产生滞水区.在模型上还发现水泵进口部分的主流偏在一边,这说明水泵旋转造成的偏流一直影响到进口,使得这种进水流道对水流整流效果很差.1970年将钟形进水流道后部用块石混凝土填,改为半肘形流道,消除了原来抽水时水泵间歇性强烈震动现象,但水泵气蚀声响和震动仍较大.后来分别于1980年1月,1990年2月又对5#和2#进水流道进行了改造,用块石混凝土填补流道后部两侧涡流区,并在流道后部中间设置钢筋混凝土中隔板.改造后水泵的震动有所减小,但水泵气蚀仍较严重,泵站效率偏低.3进水流道改造优化设
5、计为了彻底解决江都三站进水流道存在的问题,满足南水北调东线工程的要求,设计部门根据装置模型试验成果对进水流道进行改造设计,即:将原进水流道钟型结构设计改造为弯肘型流道.并对进水流道进行优化水力计算研究.根据江都三站进水流道的实际尺寸和流道优化的具体要求,确定两个优化参数,即:喉管高度和流道宽度,喉管高度分别为1.0D.,0.9D,0.8D,流道宽度均从第二道闸门槽后开始收缩,B收缩方式较为平缓,B,收缩方式较快,B,收缩方式介于B和B之间,两个优化参数的各3个参数共组成9个方案,采用三维紊流模型对江都j站现状进水流道和9个优化方案的进水流道进
6、行数值模拟,推荐选用方案1-3(即喉管高度为1.0D且采用B收缩方式),并对推荐方案与原方案进行了模型对比试验.江都三站现状进水流道出口断面的流场很差,均匀度和水流人泵角度分别为88.48%和84.48.,均匀度特别差.在整个运行流量范围内,进水流道内均存在频繁发生的附侧壁涡带;方案1～3的均匀度和水流入泵角度分别为97.36%和86.27o,其目标函数计算结果完全达到正常进水流道的水平.该方案进水流道内的流态平顺均匀,无不良流态,水力损失在设计流量下仅为0.08m,较改造前减少0.03m.江都三站进水流道改造见冈l.4进水流道改造混凝土施工
7、工艺研究将原钟型结构设计的进水流道改造为弯肘形流道时,由于进水流道空间狭小,结构断面变化大且呈异型薄壳结构,钢筋密集,浇筑厚度0.1～0.3m,混凝土需从肘形流道的顶板部位开凿洞口进入浇筑仓,除了顶板洞口附近外,流道底部,侧墙,顶板等部位在浇筑混凝土时无法用人.[进行振实,因此,为保证混凝土浇筑质量,保证混凝土浇筑后不出现蜂窝,麻面,一次到位,保证内实外光,保证混凝土的新老界面粘结强度,特别是保证混凝土上口与进水流道顶板之间不f_l_{现因新浇混凝土的塑性收缩,沉降而产生缝隙等,必须克服进水流道混凝土浇筑的难点.针对进水流道混凝土浇筑的特■冒
8、匿目国_圈2011年第3期江苏水利图1江都三站进水流道改造示意图点和难点,经多方案比选论证,决定采用自密实混凝土进行浇筑施工.自密实混凝土作为一种高性能混凝土.具备
