过机含沙量及级配分析

通过水泵水轮机的泥沙对机组运行磨损的影响是不可忽视的,为此需要进行过机含沙量及级配分析。

6.5.3.1　抽水工况过机泥沙计算

1.下水库入库含沙量

入库泥沙是水库泥沙淤积和过机泥沙分析的基本条件。对于抽水蓄能电站的过机泥沙则需重点分析不同水情情况下的入库含沙量,一般应分析汛期平均含沙量、最大月平均含沙量及最大日平均含沙量。可通过实测资料进行分析。

2.下水库进/出水口断面含沙量计算

进/出水口断面含沙量主要按下列方法确定。

(1)数学模型计算。采用水库泥沙冲淤数学模型,分析计算不同水沙条件下进/出水口断面含沙量。

(2)水流挟沙力公式计算。采用水流挟沙力经验公式,分析计算不同水沙条件下的进/出水口断面含沙量。当水流挟沙力小于入库含沙量时,则断面含沙量等于水流挟沙力;当水流挟沙力大于入库含沙量时,则断面含沙量等于入库含沙量。

水流挟沙力公式的相关参数采用需根据含沙量资料及附近其他参证资料进行分析验证,水流挟沙力公式一般采用韩其为公式、张瑞瑾公式等,如按韩其为公式计算,计算公式为:

式中 k0——系数;

U——断面平均流速;

W——泥沙沉降速度;

h——水深;

g——重力加速度;

γ——浑水容重;

γs——不同粒径的泥沙容重。

3.过机含沙量计算

泥沙运动规律表明,在同一断面泥沙粒径沿水深分布,上层粒径小,下层粒径大。因此,蓄能电站进/出水口高程对过机含沙量及过机泥沙粒径影响较大。为此,需分析泥沙沿水深垂直分布情况。断面含沙量分布根据断面及淤积条件等情况采用张瑞瑾方法计算泥沙垂直分布:

式中 k0——系数;

U——断面平均流速;

W——泥沙沉降速度;

h——水深;

g——重力加速度;

γ——浑水容重;

γs——不同粒径的泥沙容重。

3.过机含沙量计算

泥沙运动规律表明,在同一断面泥沙粒径沿水深分布,上层粒径小,下层粒径大。因此,蓄能电站进/出水口高程对过机含沙量及过机泥沙粒径影响较大。为此,需分析泥沙沿水深垂直分布情况。断面含沙量分布根据断面及淤积条件等情况采用张瑞瑾方法计算泥沙垂直分布:

式中 S——垂直各点含沙量;

SPJ——平均含沙量;

ζ——相对水深;

Z——悬浮指标。

由此可算出沿水深各点的含沙量,进/出水口高程的含沙量即为过机含沙量。

4.过机泥沙级配计算(www.xing528.com)

根据数学模型计算或根据下水库入库泥沙级配分组计算不同粒径泥沙的挟沙力,推求进/出水口断面不同粒径含沙量,即可求得过机泥沙级配。

6.5.3.2　发电工况过机泥沙计算

一般认为上水库集水面积小,入库泥沙不多,且库内流速很小,仅有的少量泥沙都淤积在库内,不会到达上水库进/出水口,发电工况泥沙主要由抽水工况从下水库带来的。

1.发电工况过机含沙量计算

发电工况过机含沙量按下式计算:

式中 S——垂直各点含沙量;

SPJ——平均含沙量;

ζ——相对水深;

Z——悬浮指标。

由此可算出沿水深各点的含沙量,进/出水口高程的含沙量即为过机含沙量。

4.过机泥沙级配计算

根据数学模型计算或根据下水库入库泥沙级配分组计算不同粒径泥沙的挟沙力,推求进/出水口断面不同粒径含沙量,即可求得过机泥沙级配。

6.5.3.2　发电工况过机泥沙计算

一般认为上水库集水面积小,入库泥沙不多,且库内流速很小,仅有的少量泥沙都淤积在库内,不会到达上水库进/出水口,发电工况泥沙主要由抽水工况从下水库带来的。

1.发电工况过机含沙量计算

发电工况过机含沙量按下式计算:

式中 S——发电工况过机含沙量;

Si——某一粒径泥沙含沙量;

ni——某一粒径泥沙的沉降率;

u——某一粒径泥沙沉降速度;

t——某一粒径泥沙沉降时间;

l——上水库进/出水口高程以上水深。

2.发电工况过机泥沙级配计算

计算上水库进/出水口断面不同泥沙粒径含沙量确定发电工况过机泥沙级配。

式中 S——发电工况过机含沙量;

Si——某一粒径泥沙含沙量;

ni——某一粒径泥沙的沉降率;

u——某一粒径泥沙沉降速度;

t——某一粒径泥沙沉降时间;

l——上水库进/出水口高程以上水深。

2.发电工况过机泥沙级配计算

计算上水库进/出水口断面不同泥沙粒径含沙量确定发电工况过机泥沙级配。