动水启吊拦污栅启吊力计算探讨.docVIP

 动水启吊拦污栅启吊力计算探讨 陈清源 绵阳开元电厂 摘 要 根据流体力学基本计算公式 ,对动水启吊拦污栅的启吊力计算进行了探讨 。通过 与传统计算公式对比 ,指出修正后的计算公式对设备合理选型具有重要意义 。 关键词 :动水 ;拦污栅 ;启吊力 ;计算 中图分类号 :O351 ; TV73212 目前已投运的水电站拦污栅的清污 ,除极个别采用清污机外 ,绝大部分仍沿用启吊拦污栅 式 ,为了不影响机组发电 ,通常采取不停机清污方式 ,即动水启吊拦污栅清除拦污物方式 。为此 较准确地计算动水启吊拦污栅的启吊力 ,对于确定启吊排架结构尺寸 ,合理选择启吊设备尤 要 。 1 启吊力计算公式推导 图 1 所示 ,当栅前栅后水位差 ( Hs - Hx) 达到运行允许值时 ,应启吊拦污栅清污 。 以拦污栅为研究对象 ,它受到的力有 : 自重力 G、污物重力 G1 、摩擦力 f 、浮力 f 0 和启吊力 其方向如图 2 所示 。 图 1 栅体运行状况图 图 2 栅体竖方向受力图 根据牛顿第二定律 : 6 F = 0 ( 匀速启吊) 则 : T + f 0 - G - G1 - f = 0 收到日期 :1996 年 6 月 19 日 本文得到四川工业学院宋文武副教授的有益指点 ,在此致谢 。 3 陈清源 ,绵阳开元电厂 ,绵阳市 ,邮编 :621000 ( 1) T = G + G1 + f - f 0 式中 ,自重力 G、浮力 f 0 、污物自重力 G1 根据已形成的栅体和栅体拦污状况很容易确定 。 这里重点分析摩擦力 f 的计算 。 f = P ·μ 式中 , P ———栅体受到的水流正压力 ; μ———栅体与门槽的滑动摩擦系数 。 传统的计算是将栅体看成闸门体 ,其水平方向受力如图 3 所示 。 根据流体力学基本公式 P = γ·h ·s 式中 , P ———静水压力 , ( T) ; γ———流体 (水) 容重 , ( T/ m3 ) ; h ———流体 (水) 平均淹浸深度 , ( m) ; s ———受压面面积 , ( m2 ) 。 栅前水流对栅体的正压力 图 3 栅体水平方向受力图 1 P1 = ·γ·H ·H ·B s s zs 2 栅后水流对栅体的正压力 1 P2 = ·γ·H ·H ·B x x zs 2 式中 , Hs ———栅前流体淹浸深度 , ( m) ; Hx ———栅后流体淹没深度 , ( m) ; Bzs ———栅体宽度 , ( m) 。 栅体所受水流的静压合成力 1 P = P1 - P2 = ·γ·( H2 - H2 ) ·B s x zs 2 方向指向下游 代入 (1) 式 ,有 1 T = G + G1 - f 0 + ·γ·( H2 - H2 ) ·μ ·B ( 2) s x zs 2 这就是传统的计算拦污栅动水启吊力的计算公式 。 计算公式修正 2 上述公式的前提 ,是将栅体看作闸门 。作者认为实际情况是有差别的 ,下面就栅体情况作具体 分析 。 图 3 所示 , Hs —Hx 为污物堵塞段 ,该段可视为闸门体 ,所受的静压力 1 1 P′ = ·γ·( H - H ) 2 ·B = ·γ·( H - H ) ·( H - H ) ·B 1 s x s x zs s x zs 2 2 1 · γ·( Hs - H x ) + γ·Hs ·S 0形 成 和P0 = 栅 体 2 Hx 段栅后受到的反水流方向水平静压力 , P′= 1 ·γ·H ·S 。 0 x 0 2 式中 ,S0 ———Hx 段与栅叶厚度有关的有效面积 , ( m2 ) 。 显然 ,S0 与 Hx 段段面面积 S = Hx·Bzs间存在一个系数关系 , 即 : S 0 = α·S 式中 α, ———Hx 段与栅叶厚度有关的有效面积系数 。 作者通过对一段栅体有效面积系数 (α= S0 / S) 进行了统计计算 ,得 α = 0128 ～ 0133 考虑到 Hx 段仍有部分堵塞物也要对栅体产生水流方向的水压力 α, 值宜取上限 。 可取α= ?. 于是 , Hx 段栅体受到的水流方向水平压力的合力 1 ·[γ( H - H ) + γ·H ] ·S - 1 γ·H ·S P′ ′ = P0 - P0 = 2 s x s 0 x 0 2 - 2 = 1 [γ·( H 1 1 1 H ) + γ·H ] · ·H ·B - γ·H ·B · s x s x zs x zs 2 化简