水电站拦污浮筒是安装在水电站进水口前水域的一种浮动式拦污装置。它是水电站第一道也是重要的防线之一,主要用于拦截、导向和清理河流中的漂浮物,保障电站的安全、稳定和高效运行。
一、主要功能与重要性
1.拦截漂浮物:有效拦截树枝、树叶、杂草、生活垃圾、塑料制品等各类漂浮杂物,防止它们进入输水管道或水轮机流道。
2.保护核心设备:避免漂浮物缠绕、堵塞或撞击水轮机转轮、导叶、喷嘴等精密部件,防止设备损坏、效率下降甚至停机事故。
3.减少发电损失:进水口拦污栅被杂物堵塞会导致栅前栅后水位差(水头损失)增大,直接降低发电水头,影响发电效率。浮筒能大幅减少杂物靠近拦污栅,从而减小水头损失。
4.便于清理:将漂浮物集中拦阻在特定区域,方便清污船或机械清污设备进行高效、集中的打捞和清理,降低维护成本和劳动强度。
5.导引漂浮物:在一些设计中,浮筒可以引导漂浮物流向专用的排污通道或溢流堰,实现自动排漂。
二、结构与组成
一套完整的拦污浮筒系统通常由以下几部分组成:
1.浮筒本体(浮子):
•材质:通常采用高分子聚乙烯(HDPE) 或增强型复合材料制成。这些材料具有耐腐蚀、抗冲击、抗紫外线老化、重量轻、韧性好、寿命长等特点。
•结构:一般为中空密封结构,提供巨大浮力。内部有加固隔舱,即使部分隔舱受损,整体仍能保持浮力不沉没。
•连接方式:单个浮筒通过高强度不锈钢螺栓或专用铰链相互连接,形成一条长长的、柔性的浮动拦污链(排)。
2.拦污网(尼龙网/金属网):
•悬挂在浮筒下方的水中,形成一道从水面到水下一定深度的垂直屏障,防止漂浮物从水下绕过。
3.锚固系统:
•包括混凝土锚块、重力锚、锚桩以及锚链(或钢丝绳)。
•将整个浮筒拦污排的一端或两端牢固地固定在河岸或水底,使其能稳定在预设位置,并能随水位涨落而自动升降。
4.附件:
•警示装置:如太阳能警示灯、反光标志等,用于夜间航行安全。
•加强缆绳:主缆、横向拉索等,增强整体结构的强度和稳定性。
三、主要类型
1.单排式拦污浮筒:
•简单常见的形式,由单排浮筒串联而成,垂直于水流方向或与水流呈一定角度布置,用于拦截和聚集漂浮物。
2.导漂排式拦污浮筒:
•通常呈“V”形或“∧”形布置。
•其尖部指向水流来的方向,利用水流动力将漂浮物导向并集中到河道两侧或专门的泄洪闸、排漂孔处,借助水流力量自动将垃圾冲走。
3.多节柔性连接式:
•现代主流设计,各段之间采用柔性铰接连接。
•优点:能更好地适应波浪起伏和水位变化,抗风浪能力强,不易损坏。
四、特点与优势
•高浮力,高强度:设计合理,能提供足够的浮力悬挂重型拦污网,并能抵御水流和风浪的冲击。
•耐候性强:能够抵抗紫外线、油污、海水腐蚀和寒冷气候,使用寿命长(通常可达15-20年以上)。
•维护成本低:无需频繁维护,本身不易附着生物,清洁方便。单个浮筒损坏可单独更换,无需更换整条排。
•安装灵活简便:模块化设计,可根据河道宽度、流速和垃圾量灵活组装成所需长度。安装和拆卸都相对简单。
•环保:材料无毒无害,不会污染水质。
五、应用场景
主要用于:
•各类水电站(尤其是径流式水电站)的进水口前。
•水泵站、抽水蓄能电站的取水口。
•水库、湖泊、河道的景观保护和水质管理区域。
•港口、码头等需要防护水域的区域。
总结:
水电站拦污浮筒是一种经济、高效且至关重要的水工辅助设备。它通过简单的物理拦截原理,解决了水电站运行中的一个巨大难题,是保障发电效益、延长设备寿命、降低维护成本的关键设施。其模块化、柔性化的现代设计,使其能够适应各种复杂的水文环境,成为水电站安全运行的第一道“守护墙”。
