時間：2022-04-26 11:19:36
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摘要:為保障國家財產(chǎn)和人生財產(chǎn)安全,確保普及電站能安全、可靠、經(jīng)濟地運行,牢固樹立“安全第一、預防為主”的指導思想,各級領導、全體員工一定要把安全工作放在首位,切實抓好抓實。本文,結(jié)合多年來的在水電站工作經(jīng)驗,闡述了本水電站安全生產(chǎn)管理需要注意的事項、措施和方法。
關(guān)鍵詞:指導思想 安全生產(chǎn) 管理 安全第一 預防為主 水電站
1 水電站安全生產(chǎn)管理概述
1.1 現(xiàn)代水電站安全生產(chǎn)狀況
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,水電行業(yè)的運行方式也在逐步轉(zhuǎn)變。在水力發(fā)電領域,傳統(tǒng)的運行方法,主要有:動態(tài)規(guī)劃法、微增率法等。目前,我國的AGC應用主要是基于電網(wǎng)調(diào)度,針對水頭變化小(即大庫容)的水電站,根據(jù)網(wǎng)上的需要信息確定其負荷,然后用微增率法在機組間分配負荷,即從負荷到最小化流量。從以上所述的使用的情況來看,由于最初軟件設計的出發(fā)點不是基于水輪發(fā)電機組運行工況,從而導致有些電站使用效果很不理想。
所以說,由于微增率法是完全根據(jù)數(shù)學理論推導而來的,其工程實用性面臨很大的實現(xiàn)難題,在這方面,我們還需繼續(xù)不斷的創(chuàng)新,以推動提高本水電站安全生產(chǎn)。
1.2 安全生產(chǎn)的意義何在
安全生產(chǎn)在水電站安全生產(chǎn)管理中重要的地位和作用。企業(yè)要實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的基本目標是通過管理現(xiàn)代化的設備,使生產(chǎn)過程安全順利、高效率高產(chǎn)地進行,不斷提高勞動生產(chǎn)率和發(fā)展生產(chǎn)。這個最基本目標,只有通過搞好安全生產(chǎn)管理才能實現(xiàn)。勞動者工作環(huán)境好,勞動者在生產(chǎn)中感到自身安全健康有保障,自然就會發(fā)揮出主人翁的精神,提高生產(chǎn)效率,使企業(yè)取得好的經(jīng)濟效益。所以說,作為每一個企業(yè)的領導者,必須重視安全生產(chǎn)管理,把保護勞動者的安全與健康,保障生產(chǎn)設備的完好,保證生產(chǎn)順利高效進行,當作自己的神圣職責和義務,切實抓好,決不能掉以輕心。
由此可見,水電站安全生產(chǎn)管理,不僅具有十分重要的政治意義,而且也具有十分重要的經(jīng)濟意義。
2 如何做好水電站安全生產(chǎn)管理
2.1 關(guān)鍵要從安全教育做起
樹立牢固安全意識是保證水電站安全生產(chǎn)的基礎和關(guān)鍵。近幾年,我們一直把安全生產(chǎn)管理工作放在首位,把安全教育工作落到使出,把每個職工從被動的“要我講安全”轉(zhuǎn)移到“我要講安全”,具體有以下幾點做法。
2.1.1 通過正面教育、反面教育、獎勵教育和處罰教育。正面教育,就是樹立先進個人典型,以先進個人事跡為榜樣,使職工自覺增加安全責任心。反面教育,就是以常見事故案例為教材,使職工牢記血的教訓。獎勵教育,就是對工作中認真負責、遵章守紀,大力宣傳、表彰,并給予重獎、重用;處罰教育,就是對因工作失職,自由散漫,或由于“三違”造成事故者,嚴格按有關(guān)制度進行處罰,使職工感到罰得心痛,觸及靈魂。
2.1.2 通過培訓技術(shù),讓職工熟習生產(chǎn)過程,了解安全生產(chǎn)的重要性。水電站工作涉及到的很多生產(chǎn)設備,對于一個新職工而言都是陌生的,而在生產(chǎn)過程中不注意某些細節(jié),或者粗心大意,都會造成嚴重的事故。所以必須對新職工專門設立一段安全教育培訓,一方面可以初步對水電站的生產(chǎn)流程作初步了解,另一方面加深他們的安全生產(chǎn)意識。
2.2 前提是員工技術(shù)要到位
2.2.1 對新職工進行崗前培訓、跟班見習,讓新職工盡快熟習工作環(huán)境,以及技術(shù)等方面。其培訓的具體內(nèi)容包括:學習設備的構(gòu)造、運行原理、設備性能、技術(shù)狀況、操作技術(shù)要點、安全生產(chǎn)過程、規(guī)范等。通過比較詳細的培訓,進入見習期,見習期間,要不定期考察培訓期培訓的內(nèi)容。最后在見習期滿后,經(jīng)統(tǒng)一考試合格后,方可上崗。
2.2.2 定期開展全員技術(shù)培訓,不斷更新職工對新設備,新技能的掌握。由于新設備,以及新技術(shù)的不斷研發(fā)誕生,對于全體員工對于新技術(shù)的掌握還不好。所以要充分利用運行班、零點班、四點班等可利用休息時間,組織全體職工進行集中學習培訓新技術(shù)。由主管新技術(shù)的副處長授課,從基礎理論學起,結(jié)合水電站的實際情況,有安排,合理地授課,使職工都能夠從機組構(gòu)造、性能和工作原理等方面加深對新技術(shù)的學習和掌握。每年進行兩次職工統(tǒng)一考試,考試成績直接和年終考核掛鉤,極大地促進了職工學習新技術(shù)掌握安全生產(chǎn)的積極性。
2.3 重中之重是生產(chǎn)設備管理要到位
生產(chǎn)設備是水電站的主要生產(chǎn)工具,要保證安全生產(chǎn)管理,提高經(jīng)濟效益,就需要現(xiàn)代的企業(yè)安全生產(chǎn)管理技術(shù),維護好生產(chǎn)設備,以及保證生產(chǎn)設備安全、高效的運行。要做到以下三方面內(nèi)容。
2.3.1 建立健全完善的設備賬單。
其具體做法是,對每臺機組建立全面的技術(shù)檔案,記錄機組安裝時的技術(shù)參數(shù),運行中發(fā)生過哪些異常、故障或事故,是什么原因造成的,當時是怎樣處理的,需要更換過哪些零部件,機組的維修期限,以及每次維修后的試驗記錄,隨時對設備的運行狀況進行查詢和分析,做到心中有數(shù)。對設備維修備件準備充足,并及時補齊,做到檢修時能快速方便地進行。
2.3.2 動員全體職工參與設備管理。
每件設備都有職工專門負責,要求職工對所管理設備的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理必須掌握,熟悉常見故障及處理,加強正常巡視、維護,動員全體職工參與到設備管理中來。必須把每個月,每個班次的設備運行缺陷上報到管理處,及時備案處理。
2.3.3 健全問題反饋制度。
水電站需每月定期召開一次設備 運行分析會議,由各班長參加,共同研究分析問題的所在,找出解決問題的辦法。全體共同分析解決上個月上報的設備缺陷和問題,具體落實到檢修班,進行檢查維護維修,并做好實時記錄。對設備問題的備案,實行銷號制,有條件能及時解決的,就要及時銷號,短時間內(nèi)不能得不到解決的,及時記錄在案,并積極創(chuàng)造條件,待缺陷解決后再銷號。
2.4 要重視安全生產(chǎn)管理的監(jiān)督工作
對于法律,有專門負責執(zhí)法的部門,也有專門負責監(jiān)管執(zhí)法的部門。而對于一個水電站,對安全生產(chǎn)也同樣需要有管理的部門和監(jiān)督的部門。對水電站進行針對性巡視檢查,其工作也是至關(guān)重要的。
水電站需制定了內(nèi)容詳細的巡視檢查項目,由專門負責安全生產(chǎn)管理的部門執(zhí)行。要求安全生產(chǎn)管理的相關(guān)工作人員每小時進行1次巡視檢查,每4個小時進行1次全面檢查,并做好相關(guān)記錄,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,處理不了的要采取盡可能措施避免事態(tài)擴大,并及時上報。而監(jiān)管部門則對管理人員的管理工作中相關(guān)記錄進行核實,并不定期進行抽查,檢查其巡視檢查的工作。
加強監(jiān)督管理檢查是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),一個水電站如果只有安全生產(chǎn)管理制度和措施是不夠的,必須進行嚴肅認真的監(jiān)督檢查工作,促進工作的落實。通過監(jiān)督檢查工作我們能及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的不安全因素和生產(chǎn)設備的缺陷,從而提高職工安全生產(chǎn),保證安全生產(chǎn)的管理。
3 結(jié)語
安全生產(chǎn)管理是一項重要的企業(yè)管理工作,同時也是一項需要長期堅持,不能松懈的工作,需要各級領導重視,全體職工參與。我認為只要做到了以上列出的各個方面,就能最大限度地避免和控制人身傷亡及設備損壞事故的發(fā)生,實現(xiàn)電站安全生產(chǎn)管理,有效的提高水電站的經(jīng)濟效益。
摘要:概述了電站建設過程中調(diào)試總負責人地位、作用、素質(zhì)、能力及領導下的組織體系,并針對調(diào)總技能的培養(yǎng),提出了一些具體要求。調(diào)總是調(diào)試過程中責、權(quán)、利的主體,是項目管理中人、財、物、技術(shù)、信息和管理等所有生產(chǎn)要素的主要參與者。因此,調(diào)試單位和調(diào)總本人都必須認識到其地位和特殊性,要充分調(diào)動其積極性來完成調(diào)試工作。
關(guān)鍵詞:電站;調(diào)總;素質(zhì);技能;培養(yǎng)
隨著國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展,大量的新的電站建設近年來大量涌現(xiàn)?，F(xiàn)階段,為保證電源點機組的安全穩(wěn)定可靠運行,無論是火力發(fā)電機組還是其他諸如水力或核電發(fā)電機組,在機組投產(chǎn)前必須進行機組的調(diào)試。機組的調(diào)試是保證發(fā)電設備能夠得到最佳運行狀態(tài)的基本方法,分分系統(tǒng)調(diào)試和總調(diào)試。為保證調(diào)試工作的順利開展,一般調(diào)試單位都成立調(diào)試項目部,項目部需要選擇高素質(zhì)的調(diào)試總負責人(即:調(diào)總,以下同)。要做好調(diào)試工作,調(diào)總的能力和素質(zhì)是保證調(diào)試工作順利開展的基本前提。
一、調(diào)總的地位和作用
調(diào)總是調(diào)試項目的總負責人,是調(diào)試單位綜合素質(zhì)的集中體現(xiàn)。調(diào)總是調(diào)試過程中的主管人員,也是調(diào)試項目責任的主要承擔者,同時也是調(diào)試工作過程中各種要素合理投入和優(yōu)化組合的組織者。調(diào)試單位對電站設備進行調(diào)試,主要是通過各個專業(yè)來完成的,各個專業(yè)應對調(diào)試質(zhì)量直接負責。調(diào)總是為完成調(diào)試任務的總協(xié)調(diào)人,是協(xié)調(diào)各方關(guān)系、使之相互緊密協(xié)作、配合的橋梁和紐帶。
二、調(diào)總的素質(zhì)
調(diào)試是一種高素質(zhì)的技術(shù)服務工作。因此,對調(diào)總素質(zhì)的要求也應為全方位的,這種素質(zhì)主要體現(xiàn)在綜合能力上,既要有專業(yè)知識,又要有強的協(xié)調(diào)能力。
調(diào)總必須有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神。調(diào)總是項目實施過程中處于相當重要的位置,其行為及決定影響到各相關(guān)方面的利益。因此,應具有任勞任怨、廉潔奉公、為人正直和辦事公道的高尚情操和職業(yè)道德,勤于鉆研和守法敬業(yè)。
調(diào)總應有豐富的管理經(jīng)驗和良好的人際關(guān)系。調(diào)總不是專門的技術(shù)人員,是管理人員。只有有豐富的管理經(jīng)驗,才能把團隊組織好。遇到問題時,能夠協(xié)調(diào)好各方面的關(guān)系,利用良好的人脈,保證調(diào)試工作的順利開展。
調(diào)總必須有專業(yè)技術(shù)的功底和廣闊的知識面。如果沒有濃厚的專業(yè)技術(shù)功底,在技術(shù)上沒有充分的發(fā)言權(quán),就難以服人,說話就沒底氣。再說,調(diào)試涉及到的專業(yè)知識面很廣泛,沒有廣闊的知識面,很難發(fā)表意見,就會失去在項目實施中運籌帷幄的能力和機會。
調(diào)總還必須有較強的語言和文字表達能力。調(diào)試是一種技術(shù)服務行業(yè),其協(xié)調(diào)能力主要通過語言來表達,匯報和下達主要通過書面文字來表述,需要定期提交的調(diào)試總結(jié)需要較強的語言表達能力。文字要簡練,內(nèi)容要全面。因此,必須能“說”,能“寫”。
調(diào)總還必須有豐富的實踐經(jīng)驗和健康的體魄。調(diào)總僅有理論知識,缺乏實踐經(jīng)驗,完成整個調(diào)試工作是不可想象的。而且,調(diào)試工作時間長,條件差,任務繁重,常需要加班,作為調(diào)總一定要有健康的身體和充沛的精力才行。
三、調(diào)總領導下的組織體系
一個調(diào)試項目部要保證整個項目的正常運行,就應保證很好的調(diào)試質(zhì)量,保證調(diào)試工作的可控性。往往一個調(diào)試項目部在工作最繁忙的時候,可能需要幾十個人同時工作,因此,一個精干、高效的組織體系來保證項目的正常運轉(zhuǎn),這正能體現(xiàn)調(diào)總工作的重要性。
調(diào)總應組建合理的調(diào)試組織層次。一般的調(diào)試組織層次見下圖。調(diào)總和副調(diào)總是決策層和協(xié)調(diào)層;各專業(yè)負責人是執(zhí)行層;各專業(yè)技術(shù)人員是操作層。
在調(diào)試過程中,調(diào)總應明確組織內(nèi)部各自職責與權(quán)限。做到專業(yè)分工與協(xié)作的統(tǒng)一,即按照人員相應的專業(yè)來安排工作。同時明確各專業(yè)負責人的責、權(quán)、利,最大限度發(fā)揮各個技術(shù)人員的作用,形成調(diào)總領導下的高智能、高素質(zhì)的組織體系。
四、調(diào)總技能的培養(yǎng)
調(diào)試是個動態(tài)的過程,不可預知的問題很多。調(diào)總應及時通過各種有關(guān)調(diào)試信息的收集,并及時對有關(guān)方面作出反應來保證調(diào)試工作的順利完成。
調(diào)總的技能,很多人都會首先想到工程技術(shù)上的專業(yè)水平和能力的高低,這種想法并不全面。其一,工程技術(shù)人員的知識面往往比較專一,通常不會特別注意領導能力、組織能力、協(xié)調(diào)能力等方面的學習和修煉,因此,一個技術(shù)專家不一定能勝任調(diào)總職責;其二,技術(shù)工作和管理工作側(cè)重點不同,思維方式也不同,因此,一個擅長從事技術(shù)工作的人不一定適合擔當調(diào)總。
調(diào)總必須懂技術(shù),但不一定是某方面的技術(shù)專家。調(diào)總的技術(shù)是指它具有一定的專業(yè)背景,其目的是為了和項目團隊及相關(guān)方人員有共同語言,以便加強溝通、協(xié)調(diào)。調(diào)總懂技術(shù),不是靠調(diào)總的專業(yè)知識、技能去解決調(diào)試項目中的具體技術(shù)問題,而是為管理服務的,即有效地指出方向,提出建議,提供必要的幫助和信息等,能透過別人把知識發(fā)揮出來。因此技術(shù)只是技能的一個方面的要求,技術(shù)不等于技能。
調(diào)總的知識面要廣?！皬V”不等于“?！焙汀熬薄＿^于專注于某一方面的技術(shù)問題,有時反而不利于當好調(diào)總。應強調(diào)“一專多能”為宜,即使“一?！辈蛔?而“多能”有余,也適合當調(diào)總。其實一個好的調(diào)總,必定是有較強技能的人,過分強調(diào)技術(shù)上的專長不僅沒有必要,有時也不利于調(diào)試項目的實現(xiàn)。
因此,調(diào)總的技能是專業(yè)知識掌握和應用能力和豐富經(jīng)驗相結(jié)合的綜合能力,主要表現(xiàn)在領導能力、組織能力、技術(shù)能力和協(xié)調(diào)能力等四個方面(見下表)。
五、結(jié)語
調(diào)試是高技術(shù)含量的技術(shù)服務工作,而調(diào)總是調(diào)試工作的核心。確保調(diào)總的素質(zhì)和能力及技能,是保證調(diào)試工程順利完成的基礎。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,電站建設的快速發(fā)展,各種各樣發(fā)電機組及全球一體化導致的走出國門的可能需要,提高調(diào)總的素質(zhì)和技能,培養(yǎng)高水平的調(diào)總,是刻不容緩的。
[摘要]本文論述了石別水電站進水口邊坡的特征,采用剛體極限平衡法對邊坡進行數(shù)值仿真分析,評價邊坡在天然與開挖無支護、加支護及電站正常運行等工況下的穩(wěn)定性分析及評價,并對各典型剖面進行加固措施研究和支護方案設計,使邊坡治理更趨科學合理。
[關(guān)鍵詞]石別水電站 進水口邊坡 計算模型 地質(zhì)參數(shù) 穩(wěn)定性計算 防治方案
1、工程概況
引水隧洞布置在壩址左岸,進水口邊坡地形在上部岸坡較緩,自然坡度為12°~16°;公路下方岸坡較陡,自然坡度為35°~42°。邊坡無基巖出露,經(jīng)鉆探揭露,覆蓋層為第四系殘坡積碎石土,厚度為10.8~12.6m。下伏地層為二疊系上統(tǒng)玄武巖組(P2β)玄武質(zhì)凝灰?guī)r,全風化帶厚4~5m,強風化層厚4~8m,弱風化帶厚7~9m。
取水口邊坡高達40m,屬于較高的巖土合邊坡,邊坡分三臺開挖,開挖坡比從上往下分別為1:1,1:0.75和1:0.5。邊坡的穩(wěn)定性對工程而言至關(guān)重要,本文運用專業(yè)軟件就施工期、運行期及地震作用等多種復雜工況對沉砂池邊坡二維典型剖面的穩(wěn)定性進行分析,評價在當前設計開挖坡比情況下邊坡靜力工況下的穩(wěn)定安全度及建議支護方案的效果。
2、計算基本原理
假定巖土體的破壞是由于滑體內(nèi)滑面上發(fā)生滑動而造成的,滑動體被看成是剛體,不考慮其變形,滑面上巖土體處于極限平衡狀態(tài),并滿足摩爾―庫倫準則?；娴男螤羁梢詾槠矫?、圓弧面、對數(shù)螺旋面或其它不規(guī)則面,然后通過由滑裂面形成的隔離體的應力平衡方程,確定滑裂面上安全系數(shù)Fs的大小。其中安全系數(shù)Fs值最小的滑面就是最危險滑動面,其對應的安全系數(shù)值即為該邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù)值。
根據(jù)摩爾-庫倫條件應有:
由每一土條豎向力的平衡得
聯(lián)合兩式:得出
按滑動體對圓心的力矩平衡
可有
上式右端的Ni需要按式(2-3)進行計算。由于公式兩端均含有Kc,故需要迭代求解。
3、計算模型、計算參數(shù)及計算工況確定
3.1計算模型的建立
根據(jù)水工設計布置,結(jié)合邊坡地質(zhì)條件,本此研究選取坡高最大的典型邊坡剖面(Ⅶ-Ⅶ)采用Slide巖土邊坡分析軟件進行典型剖面穩(wěn)定性分析。典型剖面的工程地質(zhì)剖面圖見《進水口邊坡工程地質(zhì)剖面圖(Ⅶ-Ⅶ)》,并據(jù)此建立了二維剛體極限平衡法計算模型,剖面模型如圖1所示。根據(jù)邊坡地質(zhì)特征及巖土體分層情況,選取沖坡積層、崩坡積層、下伏基巖的全、強、弱風化、微至新鮮程度作為分區(qū)邊界建立軟件二維剛體極限平衡法計算模型,Slide提供模型的基本框架并將模型的左右邊界和底邊界設置為約束邊界。
3.2計算參數(shù)及計算要求
在靜動力計算中,邊坡巖(土)體均采用彈塑性模型,巖土體物理力學參數(shù)見表1。
石別水電站為清水江水電開發(fā)的第三級,為小(1)型工程,以發(fā)電為主。各建筑物級別分別為:永久性主要建筑物為4級,次要建筑物為5級。根據(jù)《水利水電工程邊坡設計規(guī)范》(DL/T 5353-2006)第5.0.1、5.0.4條規(guī)定,本工程邊坡屬A類樞紐工程區(qū)邊坡,其級別為Ⅲ級。持久工況下設計安全系數(shù)應不低于1.05,短暫工況下安全系數(shù)不低于1.05,偶然工況下安全系數(shù)應不低于1.00。
3.3計算荷載及計算工況
邊坡設計需考慮的荷載包括自重、岸邊外水壓力、地下水壓力、加固力、地震作用等。
巖(土)體的自重地下水位以上采用天然重度,在地下水位以下,則應根據(jù)計算方法正確選擇。坡體上的建筑物作坡體自重計。邊坡各部位地下水壓力應根據(jù)水文地質(zhì)資料和地下水位長期觀測資料確定。采用地下水最高水位作為持久狀態(tài)水位。電站擋水建筑物為四級,50年超越概率10%的場地地表峰值加速度為0.05g,相應地震基本烈度為Ⅵ度。
3.4計算假定
在邊坡的穩(wěn)定性模擬分析中,作如下假定:
(1)按彈塑性平面應變問題處理。
(2)對于巖石采用三角形六結(jié)點單元,線性函數(shù)的位移模式進行模擬。
(3)忽略巖層交界面間膠結(jié)物質(zhì)的厚度,同時用界面單元模擬邊坡結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的裂縫。
(4)當作用在接觸面上某一點處的切向力達到該方向上的最大抵抗能力時,巖層將沿該方向發(fā)生相對滑動。
(5)在整個變形過程中,接觸面上各點的位移滿足變形相容條件,即發(fā)生接觸的變形體不相互侵入。
4、邊坡巖(土)體物理力學參數(shù)的反演分析
天然條件下Ⅶ-Ⅶ剖面邊坡穩(wěn)定計算結(jié)果見圖2,計算結(jié)果表明安全系數(shù)為2.153。采用提供的巖土體物理力學參數(shù)計算得到的安全系數(shù)大于安全規(guī)范值,說明自然邊坡比較穩(wěn)定;而實際邊坡同樣是比較穩(wěn)定的,故認為提供參數(shù)的物理力學參數(shù)是合理的,因此可以使用所提的物理學力學參數(shù)進行后續(xù)的穩(wěn)定計算。
5、建議支護方案下高邊坡穩(wěn)定性分析
本節(jié)主要研究施工期(邊坡開挖支護完成狀態(tài))以及運行期(主要分析正常運行、正常運行遇地震及庫水驟降工況)下的邊坡穩(wěn)定性,驗算是否符合三級邊坡穩(wěn)定要求,同時對支護方案進行評價。
5.1開挖邊坡在無支護狀態(tài)下穩(wěn)定性分析
從圖3在當前開挖狀態(tài)下典型剖面穩(wěn)定性分析示意圖可以看出,邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù)為1.055,根據(jù)《滑坡防治工程設計與施工技術(shù)規(guī)范DZT0219-2006》規(guī)定,邊坡處于整體暫時穩(wěn)定~變形狀態(tài),潛在的推測最危險滑動面位置:滑弧穿過殘坡坡積層、全風化層并從全風化層中滑出。在施工過程中容易發(fā)生滑動現(xiàn)象,開挖過程中必須采取合理的支護措施。
5.2建議支護方案下邊坡穩(wěn)定性分析
本次計算中所采用的支護參數(shù)為:Φ=25mm,L=4.5m@3m×3m系統(tǒng)錨桿,φ6@200×200鋼筋網(wǎng),直徑50mm排水孔間排距為2m,傾角為5°(或與坡面垂直),排水孔外面采用Φ=50mmPVC排水管,深入邊坡10cm,外露20cm,噴15cm厚C20混凝土。
從圖4建議支護方案下典型剖面穩(wěn)定性分析示意圖可以看出,邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù)為1.057,符合短暫工況下安全系數(shù)不低于1.10~1.05的要求,能滿足施工期的穩(wěn)定,但很接近1.05,且從計算結(jié)果中可以看到,由于錨桿尺寸短,未能有效穿到強風化基巖,對邊坡安全系數(shù)提高不大。
所謂宇宙太陽能發(fā)電站是指在宇宙空間進行大規(guī)模的太陽能發(fā)電,然后通過無線電波將電力輸送到地面。此系統(tǒng)如果建成,人類將會獲得取之不盡的綠色能源。
1990年,日本政府在休斯頓舉行的各國政府首腦會議上提出了“地球新生計劃”,該計劃列出了今后100年可使地球環(huán)境新生的戰(zhàn)略技術(shù),這就是核聚變和宇宙太陽能發(fā)電。
所謂太陽能發(fā)電就是利用半導體將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方法,利用當前的技術(shù)可將10%的光能轉(zhuǎn)換成電能。為使發(fā)電過程不排放對人體有害的氮氧化物等氣體、放射性廢棄物及造成地球變暖的二氧化碳,人們期待著開發(fā)綠色發(fā)電技術(shù)。依靠太陽光發(fā)電不僅能滿足人類活動所需的大部分能源,而且能對地球環(huán)境問題的解決做出重大貢獻。
但是,在地面上每平方米僅能獲得約1千瓦的電力,而且太陽能的利用還要受天氣因素的影響。為了彌補這一不足,有人曾提出在日照充足的沙漠地帶建造大規(guī)模太陽光發(fā)電站的設想,但在地面上夜間不能發(fā)電。
利用陽光發(fā)電的最好方法是不斷地用太陽能在宇宙空間發(fā)電。1968年,美國人格雷齊爾提出了建造宇宙太陽能發(fā)電衛(wèi)星的設想。他提出將衛(wèi)星發(fā)射到靜止軌道,然后利用微波將太陽電池獲得的電力送到地面,這樣人類便可獲得無限的綠色能源。
靜止軌道就是位于赤道上空36000公里的圓形軌道。靜止軌道上的衛(wèi)星與地球的自轉(zhuǎn)周期是一致的,即每日自轉(zhuǎn)1周,所以從地面上看衛(wèi)星總是處在同一位置上。而且靜止軌道上的太陽光強度為地面上的大約14倍。除日食期間外,可以不分晝夜、不分季節(jié)和不管天氣好壞進行發(fā)電,因此,在宇宙空間太陽能的利用率約是地面上利用率的10倍。
宇宙空間發(fā)電所得的電力用微波送往地面。送電用的微波是光波(即電磁波)的一種,屬于衛(wèi)星廣播、微波爐、移動電話使用的波長范圍。
滿足美國的總電力需求
經(jīng)歷了70年代的石油危機后,美國能源部與美國航空航天局合作,自1976年開始實施宇宙太陽能發(fā)電的研究,其研究內(nèi)容有,假定21世紀之初美國所需的3億千瓦電力全部由宇宙太陽能發(fā)電提供的話,會對環(huán)境、經(jīng)濟、社會等方面產(chǎn)生什么樣的影響,同時還要將宇宙太陽能與火力、核能、核聚變等其他發(fā)電方法進行比較。
當時研究的發(fā)電衛(wèi)星叫做“參考系統(tǒng)”,一顆衛(wèi)星就是一個5公里×10公里的龐然大物,如果把它發(fā)射到靜止軌道上,可發(fā)電500萬千瓦。按每顆衛(wèi)星總重量50000噸計算,每年發(fā)射2顆,在30年內(nèi)計劃總計要發(fā)射60顆衛(wèi)星。
研究人員經(jīng)過對用微波送電對地球環(huán)境的影響、能效等多方面考察,最終得出了應推進陽光發(fā)電衛(wèi)星研究這一結(jié)論。但由于難以預測的巨大建造成本等問題,這項研究于1980年終止。
這一結(jié)果,使得世界各國對宇宙太陽發(fā)電的興趣急劇降溫。但是,隨著近年來地球環(huán)境問題的日益嚴重,對宇宙太陽發(fā)電的認識又有所改變,自80年代后期開始重新掀起了宇宙太陽發(fā)電熱。在日本,1987年由國家公立大學和研究所的研究人員組成了文部省宇宙科學研究所“太陽發(fā)電衛(wèi)星研究小組”。日本政府又于1990年成立了“SPS2000”宇宙太陽發(fā)電系統(tǒng)實用化研究小組,該小組的研究一直持續(xù)至今。1997年又成立了既有理學、工學,又有法學和經(jīng)濟學方面人士參加的“太陽發(fā)電衛(wèi)星研究會”。目前該研究會的事務局設在東京大學,正在從事研究信息的交換及對外信息的提供。1998年日本科技廳成立了宇宙太陽發(fā)電研究委員會,專門研究其安全性及經(jīng)濟性問題。最近美國航天局重新開始了對宇宙太陽發(fā)電的研究,雖然對其成本問題尚未進行研究,但1998年后將會大幅增加研究經(jīng)費,而且研究的進度將會加快。
日本的SPS2000計劃
所謂SPS2000是指最遲到2000年在圍繞地球的軌道上組建輸出10000千瓦的太陽能發(fā)電衛(wèi)星,首先把發(fā)射軌道定在赤道上空1100公里處,供電范圍定在赤道附近的一些國家。該計劃規(guī)定
:1)發(fā)電衛(wèi)星將成為與地面發(fā)電廠的成本可以競爭的發(fā)電站;2)發(fā)電衛(wèi)星建成后,它將發(fā)展為更大規(guī)模的發(fā)電系統(tǒng)。
迄今為止,由于SPS2000尚未列入正式的國家研究計劃之中,因此,2000年就不能實現(xiàn)發(fā)射。但在以現(xiàn)有的技術(shù)設計的宇宙太陽發(fā)電系統(tǒng)中,SPS2000是目前世界上唯一的宇宙太陽發(fā)電系統(tǒng)。
在SPS2000中所設計的太陽發(fā)電衛(wèi)星是一個邊長為336米的正三角棱柱體,柱的全長為303米,總重量為240噸,在棱柱體兩個面上鑲有太陽電池板,剩下的一面裝設有發(fā)送微波的天線。衛(wèi)星的骨架由鋁管組成,骨架用機器人和自動組裝機進行組裝。衛(wèi)星建成后由機器人進行保養(yǎng),由于采用的是1100公里的低軌道,所以發(fā)出的電力僅夠日本使用,但赤道附近的國家每天約有12次接收電力的機會。
太陽電池使用的是薄片狀非晶硅太陽電池。非晶硅太陽電池的特點是重量輕、柔軟性好、成本低、易批量生產(chǎn)?，F(xiàn)在日本原子能研究所正在給這種非晶硅電池照射相當于宇宙空間30年所承受的電子射線、質(zhì)子射線、離子束及紫外線,以研究其老化的程度。
太陽電池發(fā)的電被轉(zhuǎn)換成微波后送往地面。以現(xiàn)在的技術(shù),如果將100瓦的直流電轉(zhuǎn)換成微波,要損失30%的能量。目前所制定的目標是將轉(zhuǎn)換效率提高到75%。
送電效率約50%
在地面上接收微波需架設接收天線,接收天線可將衛(wèi)星傳送來的70%的微波轉(zhuǎn)換成電能。因此在SPS2000計劃中,太陽電池板發(fā)電的50%在地面上可得以利用。
微波送電時,受電設施需向衛(wèi)星發(fā)射誘導信號,這樣衛(wèi)星便可向受電設施傳送微波。一個地方的受電設施每2小時可接收到約230秒的微波。要想用微波接收全部電力需架設直徑2公里的接收天線。這種規(guī)模大小的受電設施所得到的電力,可連續(xù)提供約250千瓦的電力。在日本,250千瓦是300個家庭的用電量。在SPS2000計劃中,計劃將受電設施建在赤道地區(qū)的無電村。
據(jù)測試,SPS2000計劃中的微波受電地區(qū)局限于北緯3度-南緯3度的地帶。目前已對坦桑尼亞、埃及、印尼、巴布亞新幾內(nèi)亞、厄瓜多爾、馬爾代夫、馬來西亞等國家進行了預備調(diào)查。被調(diào)查的這些國家都很關(guān)注SPS2000計劃,并愿意對受電設施的建設給予協(xié)作。
送電使用的微波頻率為2.45千兆赫,這一頻率處于衛(wèi)星廣播(約12千兆赫)和地面UHF廣播(約0.77千兆赫)使用的電波頻率之間。地面上送電的能量密度最高為0.0001瓦/米2,所以2.45千兆赫符合國際安全標準。例如法律規(guī)定,使用2.45千兆赫的。
長灘河河段為重慶市永川縣境內(nèi)臨江河中游欄桿灘至水口灘河段。該河段水能理論蘊藏量為1264千瓦，理論年發(fā)電量1107萬度。這是永川縣境內(nèi)較為集中的水能資源。為了為長灘河水能資源開發(fā)可行性研究、開發(fā)方案比選和設計任務書的提出提供工程地質(zhì)資料和建議，并為進一步的工程地質(zhì)勘察打下初步基礎，重慶市水利電力學校組織有關(guān)教師對長灘河（主要是左岸地帶）進行了初步的工程地質(zhì)調(diào)查。
現(xiàn)已確定，對長灘河水能資源進行低壩（已建）引水式梯級開發(fā)。共分以下兩個梯級：
一級電站：對已建欄桿灘低壩引水式電站進行改建增容，作為一級電站。裝機容量由原來的2×55KW增至2×100KW。利用落差9.3米。
二級電站：新建付家灘低壩引水式水口電站，作為二級電站。裝機容量2×400KW。利用落差27.4米。
整個梯級電站工程位于長灘河及其左岸地帶。
本文擬對長灘河梯級電站工程地質(zhì)進行初步探討，著重對工程地質(zhì)條件和開發(fā)方案比選進行初步評價。
一、區(qū)域地質(zhì)簡介
“區(qū)域”是一個相對的概念。由于長灘河梯級電站工程范圍小，因而長灘河梯級電站工程所在區(qū)域是指永川縣及其相鄰縣份。該區(qū)域在板塊構(gòu)造上屬于揚子古板快；距今約7億年以來，地殼長期處于穩(wěn)定狀態(tài)；無深大斷裂，更無活動性斷裂。所以，沒有強烈地震震中分布，地震烈度在6度及其以下。
區(qū)域在地層分區(qū)上，屬于揚子區(qū)四川盆地分區(qū)瀘州小區(qū)。地表地層均為沉積地層。除第四系（Q）松散沉積層外，主要是侏羅系（J）陸相紅色砂、泥巖沉積地層，其次是三疊系（T）。缺失第三系（R）和白堊系（K）。
區(qū)域在地質(zhì)構(gòu)造上，屬于四川盆地東部晚燕山期新華夏系褶皺束，也就是川東南坳陷褶皺帶中的永川帚狀褶皺束。它主要由華鎣山主背斜及其一系列分支背斜與其間的向斜構(gòu)成。褶曲呈線狀和長軸狀。一系列相間排列的窄背斜和寬向斜構(gòu)成隔檔式褶皺。它的西南部主要由箕山背斜、黃瓜山背斜和云霧山背斜以及其間的臨江向斜構(gòu)成。斷層與背斜伴生。向斜中無斷層或斷層不發(fā)育。裂隙發(fā)育強度弱至中等；一般背斜比向斜強，砂巖比泥巖和頁巖強。主要為構(gòu)造裂隙，此外還有層面裂隙、風化裂隙和邊岸卸荷裂隙等。巖體結(jié)構(gòu)主要為層狀結(jié)構(gòu)，此外塊狀砂巖具有塊狀結(jié)構(gòu)。在少數(shù)背斜軸部可見層狀碎裂結(jié)構(gòu)。在斷層破碎帶中可見散體結(jié)構(gòu)。
區(qū)域內(nèi)，一般海拔在300～500米之間。長江河床為地形最低地帶?；奖〉稁X有海拔1025米的高程點。地貌成因類型主要是構(gòu)造剝蝕地貌，其次是山麓斜坡堆積地貌、河流侵蝕堆積地貌和巖溶地貌等。構(gòu)造剝蝕地貌主要受褶皺構(gòu)造控制，形成背斜低山、向斜丘陵的地貌景觀。從背斜外圍到向斜軸部，丘陵切割深度逐漸減小。河谷屬侵蝕成因類型，河曲發(fā)育。河谷構(gòu)造類型，既有構(gòu)造谷，主要是向斜谷，又有適應河谷，主要是單斜谷；既有縱谷，又有橫谷。較大河流Ⅰ級階地發(fā)育，為堆積階地或基座階地。
區(qū)域水系屬長江水系。地下水有第四系孔隙潛水、砂巖與泥、頁巖互層弱裂隙水、砂巖強裂隙水和巖溶水等四種類型。
區(qū)域物理地質(zhì)現(xiàn)象已巖石風化為主，尤以向斜丘陵比較明顯；其次是崩塌、滑坡、巖溶和沖溝等。
二、工程地質(zhì)條件
㈠、地層巖性
在長灘河梯級電站工程地帶內(nèi)，除零星分布的第四系殘坡積層（Qel-dl）、河流沖積層（Qal）和人工堆積（Qhc或Qa）外，廣泛分布的地層是中侏羅統(tǒng)沙溪廟組上亞組（J2s2）中上部。在欄桿灘水庫區(qū)，主要是沙溪廟組上亞組（J2s2）下部和沙溪廟組下亞組（J2s1）地層。沙溪廟組上亞組中上部地層分布在從欄桿灘取水口至水口廠房一帶，為一套中等堅硬的長石砂巖和軟弱的泥巖的不等厚互層。厚度為559.48米。根據(jù)巖性及其組合，從欄桿灘取水口到水口廠房，可依次分為以下10個巖性細分層：
第1層（J2s2-1）：
主要為塊狀細中粒長石砂巖，大型斜層理發(fā)育，厚約203.42米。
第2層（J2s2-2）：
主要為粉砂質(zhì)泥巖，夾中厚至厚層細中粒長石砂巖，厚為41.97米。
第3層（J2s2-3）：
主要為中厚層至塊狀細中粒長石砂巖，夾粉砂質(zhì)泥巖，底部為一層塊狀長石砂巖，厚為28.53米。
第4層（J2s2-4）：
主要為粉砂質(zhì)泥巖，夾薄至中厚層細中粒長石砂巖，厚為35.18米。
第5層（J2s2-5）：
主要為厚層至塊狀細中粒長石砂巖，上部為一層塊狀長石砂巖，厚為22.80米。
第6層（J2s2-6）：
主要為砂質(zhì)泥巖，夾厚層至塊狀細中粒長石砂巖，厚為65.61米。
第7層（J2s2-7）：
主要為塊狀中粒長石砂巖，厚為21.70米。
第8層（J2s2-8）：
主要為粉砂質(zhì)、砂質(zhì)泥巖，夾厚層至塊狀細中粒長石砂巖，厚為103.05米。
第9層（J2s2-9）：
主要為塊狀細中粒長石砂巖，厚為29.38米。
第10層（J2s2-10）：
主要為粉砂質(zhì)、砂質(zhì)泥巖，夾中厚至厚層細中粒長石砂巖，底部為一層中厚層細粒長石砂巖。該細分層上部遭受剝蝕，厚度變化較大，最大厚度約為7.84米。
㈡、地質(zhì)構(gòu)造
長灘河梯級電站工程地帶，在地質(zhì)構(gòu)造上，屬于臨江向斜西北翼，在構(gòu)造形態(tài)上為一單斜構(gòu)造。臨江向斜軸向北東－北北東，為一長軸狀寬緩向斜。核部由中侏羅統(tǒng)遂寧組（J2）構(gòu)成，J2s2廣泛分布于向斜兩翼，靠近兩側(cè)背斜外圍呈帶狀分布的J2s1。巖層一般走向北東，傾向南東；傾角較小，一般10°～15°，接近向斜軸部只有5°左右，近于水平巖層。向斜內(nèi)無斷層。裂隙發(fā)育強度弱，砂巖裂隙較泥巖稍發(fā)育，但其裂隙率仍小于2。除兩組以大角度相交的陡傾角構(gòu)造裂隙外，主要為層面裂隙和風化裂隙。巖體結(jié)構(gòu)類型主要是層狀結(jié)構(gòu)，第1、7、9層特別是第1層塊狀砂巖具有塊狀結(jié)構(gòu)。
㈢、地形地貌
臨江河中下游大體上至北向南注入長江。地形總趨勢為北高南低。一般海拔為260～330米。欄桿灘上游的碑坡，有350.80米的高程點。長灘河河床為地形最低地帶，水口河床高程在260米以下。地貌類型主要是構(gòu)造剝蝕成因的向斜丘陵。地形切割較淺，一般比高20～40米，最大50米。丘陵多為單面山坡。由塊狀砂巖構(gòu)成的反向坡，多形成陡坡或陡壁。長灘河側(cè)向侵蝕作用較強，河曲發(fā)育。河谷寬度變化較大，約為40～150米。在塊狀砂巖分布地段，反向谷坡多形成陡壁，谷底形成砂巖河灘，如欄桿灘、付家灘及水口河灘等。
㈣、水文地質(zhì)條件
臨江河為該梯級電站工程地帶內(nèi)最大的地表水體。河床寬度一般為30～50米。在欄桿灘攔河低壩以上，積水面積為291平方公里，多年平均流量為3.36米3／秒。在付家灘攔河低壩以上，積水面積為309平方公里，多年平均流量為3.57米3／秒。地下水類型主要是砂、泥巖互層弱裂隙水。地下水埋藏較淺，一般埋深1～5米。長灘河左岸谷坡下部和坡麓可見泉水出露。多為下降泉，個別為上升泉，涌水量一般較小。一般左岸地下水補給河水，右岸地下水與河水的水力聯(lián)系尚待查明。由工程地質(zhì)類比法可知，水質(zhì)一般為HCO3－Ca型，對混凝土無侵蝕性。物理地質(zhì)現(xiàn)象主要是巖石風化，其次是崩塌。巖石風化比較強烈。泥巖風化速度較快， 其強風化層一般深1～5米；砂巖風化速度較慢，其強風化層一般深0.5～3米。崩塌主要表現(xiàn)為陡坡上砂巖塊石、碎石的崩落和堆積，規(guī)模小。
㈤、天然建筑材料
J2s2中上部第1、7、9層特別是第1層塊狀長石砂巖，可采作石料。這種石料儲量大，質(zhì)量較好，開采和運輸方便。當?shù)夭墒瘓鲚^多，采石業(yè)較發(fā)達?，F(xiàn)有采自第1層的大量石料，經(jīng)欄桿灘火車站外運。長灘橋至水口河段，有質(zhì)量較好的河流沖積細中粒石英砂，估計儲量為1400立方米，離水口廠房很近，可采作砂料。礫石（卵石）料缺乏。但是，在J2s2中上部第1層中，鐵、鈣質(zhì)膠結(jié)的新鮮塊狀長石砂巖，可加工成碎石，以滿足工程的需要。
㈥、巖土物理力學性質(zhì)指標參考值
按照工程地質(zhì)類比法，提供以下砂巖、泥巖物理力學性質(zhì)指標數(shù)據(jù)，作為參考值（見表1）。
下面提供適用于新鮮或弱風化邊坡巖體的穩(wěn)定邊坡坡度（容許坡度）數(shù)據(jù)，作為參考值。
1、巖質(zhì)邊坡
一般：1∶0.25～1∶0.75
砂巖：1∶0.10～1∶0.20（坡高<8米）
1∶0.20～1∶0.35（坡高8～15米）
泥巖：1∶0.35～1∶0.50（坡高<8米）
1∶0.50～1∶0.75（坡高8～15米）
2、土質(zhì)邊坡
一般：1∶1.25～1∶1.5
3、洞門開挖邊坡值
一般：1∶0.50～1∶0.7。
三、工程地質(zhì)條件評價
綜上所述，長灘河梯級電站工程區(qū)域穩(wěn)定性較好。不會因工程興建造成環(huán)境工程地質(zhì)問題。
在長灘河電站工程地帶內(nèi)，J2s2中上部第1、7、9層中等堅硬的塊狀長石砂巖，工程地質(zhì)性質(zhì)較好；第3、5層中厚層至塊狀長石砂巖夾泥巖，工程地質(zhì)性質(zhì)次之；第2、4、6、8、10層軟弱的泥巖夾砂巖，工程地質(zhì)性質(zhì)較差。
地質(zhì)構(gòu)造簡單。巖層傾角較小。無斷層，裂隙率小。巖體結(jié)構(gòu)主要為層狀和塊狀結(jié)構(gòu)。巖體完整性和穩(wěn)定性較好。
地形高差不大。向斜丘陵一般切割深度較小。坡度較小，坡面比較開闊，坡體比較完整。
水文地質(zhì)條件簡單。地下水主要為砂、泥巖互層弱裂隙水。泥巖和無裂隙的砂巖相對隔水；砂巖含弱裂隙水。地下水位埋深較小。泉水涌水量小。地下水對混凝土無侵蝕性。
物理地質(zhì)現(xiàn)象主要是巖石風化。一般強風化層厚度不很大。泥巖風化速度較快。
石料豐富，質(zhì)量較好，開采和運輸方便，可就地取材。砂料儲量小。礫（卵）石料缺乏。
由此可見，有利的工程地質(zhì)條件較多，不利的較少?？偟恼f來，工程地質(zhì)條件是比較優(yōu)越的。長灘河水能資源的開發(fā)在工程地質(zhì)上是完全可行的。并且，在開發(fā)方案比選中，充分注意了利用有利的工程地質(zhì)條件，盡量避開不利的工程地質(zhì)條件。從而，使選定開發(fā)方案具有比較堅實的工程地質(zhì)基礎。
四、工程地質(zhì)問題及其評價
長灘河梯級電站工程地帶內(nèi)，存在的主要工程地質(zhì)問題是：
㈠、巖體穩(wěn)定問題
與倒虹管、隧洞、渠道和渡槽等水工建筑物有關(guān)的巖體穩(wěn)定問題，包括地基巖體、圍巖和邊坡巖體的穩(wěn)定問題。這主要是由于泥巖強度低，抗沖蝕和抗風化能力弱，風化速度快，易于軟化、泥化，從而易于導致巖體失穩(wěn)。特別是作為渡槽墩臺地基的砂、泥巖互層的不均勻沉降，會直接影響渡槽的安全和正常運行。
㈡、砂巖裂隙滲漏問題
與巖體穩(wěn)定問題比較，這是一個相對次要而又易于處理的問題。這主要是因為砂巖裂隙率小，透水性弱；泥巖和無裂隙塊狀砂巖都能起隔水作用。
㈢、天然建筑材料問題
天然砂料儲量小，需要外運部分優(yōu)質(zhì)砂料。礫（卵）石料缺乏。用鈣、鐵質(zhì)膠結(jié)的塊狀長石砂巖加工碎石，能否滿足質(zhì)量要求，尚待試驗驗證。
㈣、評價結(jié)論
由此可見，最主要的工程地質(zhì)問題是巖體穩(wěn)定問題。它主要受巖性和巖性組合的控制。這就是說，地層巖性條件是長灘河梯級電站工程地質(zhì)問題的主要控制因素。因此，充分利用有利的地層巖性條件，盡量避開或改造不利的地層巖性條件，就成為解決長灘河梯級電站工程地質(zhì)問題的關(guān)鍵。
五、開發(fā)方案比較選擇的工程地質(zhì)評價
對于長灘河水能資源的開發(fā)，主要提出了兩個低壩引水式開發(fā)方案。⑴一級開發(fā)方案。從欄桿灘低壩左岸引水，在下游水口附近蓮花河溝右岸甘家小橋建廠發(fā)電，利用落差36.70米。⑵二級開發(fā)方案（如前所述）。
㈠、一級開發(fā)方案工程地質(zhì)評價
從工程地質(zhì)角度看，該方案具有以下優(yōu)點：
1、已建欄桿灘低壩建于第1層塊狀長石砂巖上，經(jīng)受了20年運行的考驗，壩基巖體穩(wěn)定，也未發(fā)現(xiàn)壩區(qū)和庫區(qū)滲漏。取水口進水閘及其下游很長一段渠道，也將置于第1層塊狀長石砂巖上，有利于巖體穩(wěn)定和防滲。
2、前池及其泄水渠、壓力管道和廠房的地基巖體均為第9層塊狀長石砂巖，對基礎穩(wěn)定和防滲都比較有利。
3、地形坡度小，變化不大，坡面開闊，有利于施工。
4、石料豐富，質(zhì)量較好，可就地取材。
但是，由于一級開發(fā)方案引水渠道較長，全長3770米，因而存在以下一些比較突出的工程地質(zhì)問題：
通過第2、4、6、8層泥巖夾砂巖的各種渠系建筑物，存在巖體穩(wěn)定問題，特別是通過第6層、跨越鐵路的倒虹管及其前后短隧洞的圍巖穩(wěn)定問題，十分突出，影響重大。
引水渠道通過第1～9這九個巖性細分層，沿線巖性變化較大，工程地質(zhì)問題較多，處理工程量較大。天然建筑材料用量較大。
㈡、二級開發(fā)方案工程地質(zhì)評價
1、欄桿灘電站工程地質(zhì)評價
由于該級電站引水渠道很短，全部樞紐建筑物都建于第1層塊狀長石砂巖上，經(jīng)受了20年洪水考驗，巖體穩(wěn)定，也未發(fā)現(xiàn)滲漏。若壩下河床不再繼續(xù)采石，對引水渠左岸的人工堆積和殘坡積層進行必要的處理，工程地質(zhì)條件對于整個電站樞紐工程的安全可靠、經(jīng)濟合理和正常運行都是比較有利的。而且，在壩上游附近左岸，發(fā)現(xiàn)有砂巖裂隙泉水，估計可滿足電站全部飲用水和部分技術(shù)用水的需要。從而，能克服由于河水嚴重污染而造成的飲用水困難。
2、水口電站工程地質(zhì)評價
由于該級電站引水渠道較短，全長僅1622米，整個電站樞紐工程僅通過第7、8、9這三個巖性細分層，因而工程地質(zhì)問題較少，處理工程量較小，天然建筑材料用量也會大大減少。特別是不穿越鐵路，也不存在與倒虹管工程有關(guān)的、影響重大的圍巖穩(wěn)定問題。其主要工程地質(zhì)問題是，由于有344米的隧洞段和106米的渠道通過第8層泥巖夾砂巖，因而可能會產(chǎn)生有關(guān)的巖體穩(wěn)定問題。特別是在螺山坡溝底的隧洞段，洞頂蓋層較薄，洞頂圍巖穩(wěn)定問題更為突出，必須妥善處理。不過，其余隧洞段分別通過第7、9這兩層 塊狀長石砂巖，洞軸線大體垂直巖層走向，坡體厚大完整，洞頂巖層較厚，因而圍巖穩(wěn)定性較好。而且，進水閘、渡槽和廠區(qū)樞紐建筑物都將分別置于第7、9這兩層塊狀長石砂巖上，對與之有關(guān)的巖體穩(wěn)定和防滲都比較有利。另外，廠區(qū)樞紐地段，坡度小，坡面開闊，有利于施工。但是，由于坡度小，致使電站樞紐工程長達420～460米，才能集中27.4米落差。從而，使壓力前池和廠房工程量較大，壓力管道較長。這是地形條件不利的一面。因此，有必要進一步進行廠址優(yōu)選研究，以尋求經(jīng)濟上更加合理、技術(shù)上可行的廠址方案。
3、開發(fā)方案比較選擇結(jié)論
根據(jù)上述開發(fā)方案工程地質(zhì)評價，通過比較，初步認為，二級開發(fā)方案由于引水渠道大大縮短，能夠充分利用長灘河上、下游有利的地質(zhì)條件，避開中游不利的地質(zhì)條件，因而在工程地質(zhì)條件上，相應地在技術(shù)經(jīng)濟條件上，較一級開發(fā)方案具有較大的優(yōu)越性。因此，建議選用二級開發(fā)方案。并且，鑒于欄桿灘電站改造增容工程比較簡單易行，建議首先實施第一級開發(fā)?！堕L灘河梯級電站可行性中間報告》已采納了上述建議。有關(guān)方面已經(jīng)提出了《欄桿灘電站改造工程初設要點報告》。
在進一步的工程地質(zhì)勘察和電站工程設計、施工中，對上述二級開發(fā)方案存在的一些工程地質(zhì)問題，應作進一步的研究，做出更加詳細的評價，提出合理的處理措施的建議，并作妥善的處理，以保證整個梯級電站工程安全可靠、經(jīng)濟合理和正常運行。
核電站的設備選型和供貨商的選擇,應采用國際競爭性招標方式,在技術(shù)、經(jīng)濟、自主化、國產(chǎn)化等方面進行深入分析比較,來選定供貨商和機型。國外制造商必須選擇國內(nèi)設備制造廠作為合作伙伴,轉(zhuǎn)讓技術(shù)、合作生產(chǎn),逐步全面實現(xiàn)自主化和設備國產(chǎn)化。
經(jīng)初步研究,常規(guī)島部分可供選擇的國外主要設備潛在供貨商有:英法GEC-ALSTHOM公司、美國西屋公司、日本三菱公司、美國GE公司等。到目前為止,ALSTHOM公司已同中國東方集團公司進行合作,形成一個聯(lián)合體;美國西屋公司已同上海核電設備成套集團公司合資,組成西屋-上海聯(lián)隊。其它公司到目前尚未進行合作。
根據(jù)ALSTHOM公司、西屋公司、三菱公司和GE公司等核電設備制造商所提供的資料,按照堆型的不同和一回路的不同,可以形成四類技術(shù)方案:
方案一——三環(huán)路改進型壓水堆核電機組;
方案二——ABB-CE的系統(tǒng)80(System 80)型壓水堆核電機組;
方案三——日本三菱公司的四環(huán)路壓水堆核電機組;
方案四——先進型沸水堆(ABWR)核電機組。
下面就各類技術(shù)方案分別進行分析。
1 三環(huán)路改進型壓水堆核電機組
此方案的一回路為標準的300 MW一個環(huán)路的三環(huán)路壓水堆。此類方案包括中廣核集團公司提出的CGP1000、歐洲公司(包括EDF、FRAMATOME、GEC-ALSTHOM)推出的CNP 1000和西屋-上海聯(lián)隊推出的CPWR1000三種壓水堆核電機組。
1.1 CGP1000與 CNP1000核電機組
CGP 1000由中廣核集團提出,以大亞灣核電站為參考站,并借鑒美國西屋公司和ABB-CE公司的部分先進的設計,有選擇地吸收了用戶要求文件(URD)的要求,形成以300 MW一條環(huán)路的CGP1000技術(shù)方案。常規(guī)島部分,汽輪發(fā)電機組選用ALSTHOM的Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組。
CNP1000由歐洲制造商(EDF、FRAMA-TOME、ALSTHOM)根據(jù)法國核電計劃及大亞灣核電站、嶺澳核電站等工程的設計、制造、安裝、運行及維修:請記住我站域名中積累起來的經(jīng)驗推薦給中國的核電機組。常規(guī)島部分的汽輪發(fā)電機組也以Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組作為推薦機組。
由于CGP1000和CNP1000的常規(guī)島部分的汽輪發(fā)電機組均為Arabelle1000型,所以實際上為同一類核電機組。
ALSTHOM在總結(jié)54臺第1代汽輪發(fā)電機組的運行經(jīng)驗基礎上,組合出了Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組,參考電站為Chooz B(2臺1 450 MW機組已分別于1996年7月11月投入運行)。
1.1.1 Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
a)最大連續(xù)電功率:1 051 MW;
b)轉(zhuǎn)速:1 500 r/min;
c)機組效率:36.3%;
d)末級葉片長度:1 450 mm;
e)排汽面積:76.8 m2;
f)背壓:5.5 kPa;
g)凝汽器冷卻面積:68 633 m2;
h)發(fā)電機額定輸出功率:1 050 MW;
i)發(fā)電機視在輸出功率:1 235 MVA;
j)發(fā)電機額定功率因數(shù):0.85;
k)發(fā)電機額定端電壓:26 kV。
1.1.2 Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組的主要特點
a)缸體結(jié)構(gòu):三缸四排汽(HP/IP+2×LP94),汽輪機采用高中壓組合汽缸并直接和2個雙流低壓缸相連接,含有流向相反的高壓和中壓蒸汽流道。低壓缸為雙流式,低壓外缸體支承在冷凝器上面,不是直接裝在汽機基礎上,軸承座和內(nèi)缸體直接座[，！]于汽機基礎上;
b)由于末級葉片比較長,具有較大的排汽面積,可使蒸汽膨脹過程加長,減少余速損失,提高機組效率;
c)由于蒸汽在高/中壓缸中膨脹過程是以干蒸汽單流方向進行,另外,在高、中壓排汽口加裝抽汽擴散器以增加效率,所以,Arabelle1000型汽輪機的高中壓膨脹效率相對比較高;
d)發(fā)電機采用水氫氫冷卻方式,勵磁系統(tǒng)采用無刷勵磁方式。
1.2 CPWR1000核電機組
CPWR1000由西屋-上海聯(lián)隊推出,由上海市核電辦公室牽頭,組織上海核工程研究設計院、華東電力設計院、西屋公司等單位聯(lián)合展開CPWR1000概念設計工作,并于1997年6月份完成。
CPWR1000是建立在西屋公司成熟的、經(jīng)過設計、工程實踐驗證的技術(shù)上,以西班牙的Vandellos Ⅱ為參考電站(該電站已有50 000 h以上的高利用率的運行業(yè)績),結(jié)合西屋先進型壓水堆機組(APWR1000)技術(shù),并進行適當改進而來。
1.2.1 CPWR1000汽輪發(fā)電機組主要技術(shù)數(shù)據(jù)
a)汽輪機型式:單軸、四缸、六排汽、凝汽式、二級再熱裝置;
b)轉(zhuǎn)速:1 500 r/min;
c)主蒸汽門前蒸汽壓力:6.764 MPa;
d)主蒸汽門前蒸汽溫度:283.5 ℃;
e)主蒸汽門前蒸汽流量:5 493.5 t/h;
f)主蒸汽門前蒸汽濕度:0.25%;
g)回熱抽汽級數(shù):6級(1級高壓加熱器+1級除氧器+4級低壓加熱器);
h)給水溫度:223.9 ℃;
i)平均冷卻水溫度:23.0 ℃;
j)末級葉片長度:1 250 mm;
k)排汽壓力:5 kPa;
l)凈熱耗率:9.788 kJ/(Wh);
m)機組最大保證功率:1 071.09 MW;
n)發(fā)電機功率因數(shù):0.9;
o)短路比:0.5;
p)冷卻方式:水氫氫;
q)勵磁系統(tǒng):靜態(tài)勵磁系統(tǒng)。
1.2.2 APWR1000汽輪發(fā)電機組結(jié)構(gòu)特點 汽輪發(fā)電機組采用1個雙流式高壓汽缸及3個雙流式低壓汽缸串聯(lián)組合,汽輪機末級葉片長度為1 250 mm,六排汽口,配置2臺一級汽水分離以及兩級蒸汽再熱的汽水分離再熱器。
1.2.3 CPWR1000相對于Vandellos Ⅱ的主要改進
a)核電機組最大保證出力由982 MW改為1 071 MW;
b)主汽門前蒸汽參數(shù)由6.44 MPa、280.2 ℃改為6.76 MPa、283.5 ℃;
c)平均冷卻水溫度由17.8 ℃改為23 ℃;
d)末級葉片長度由1 117.6 mm改為1 250 mm;
e)汽輪機旁路容量由40%額定汽量改為85%;
f)汽輪機回熱系統(tǒng)由不設除氧器改為帶除氧器;
g)發(fā)電機電壓擬由21 kV改為24 kV;
h)凝汽器壓力由7 kPa改為5 kPa;
i)汽輪機凈熱耗率由10.209 kJ/(Wh)降到9.788 kJ/(Wh)以下;
j)加大凝結(jié)水精處理裝置容量;
k)常規(guī)島儀表控制采用微機分散控制系統(tǒng)。
2 ABB-CE的系統(tǒng)80(System80)型壓水堆核電機組
此方案也是壓水堆機組,較三環(huán)路方案不同之處是核島部分為雙蒸發(fā)器,由美國燃燒工程公司(ABB-CE)開發(fā)而成。此方案也為韓國核電國產(chǎn)化方案,核島部分為ABB-CE的系統(tǒng)80反應堆,相匹配的常規(guī)島部分為美國GE公司的汽輪發(fā)電機組。
摘 要 以調(diào)度監(jiān)控計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為中心的繼電保護信息管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)集成各類繼電保護二次系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)源，使用方法庫支持各個不同等級客戶的分別應用，利用 intranet 實施數(shù)據(jù)交換，并且開放 MIS 的數(shù)據(jù)接口?？蓪崿F(xiàn)“三遙”數(shù)據(jù)的實時分析處理，各部門的信息交流，二次設備圖形、試驗的管理和事故、缺陷記錄、運行狀況的分析。該系統(tǒng)實用性強，可靠性高，具有開放性和先進性。
隨著微機保護裝置的應用普及，繼電保護二次系統(tǒng)的自動化水平得到不斷提高。許多當前由人工處理的模擬信息轉(zhuǎn)化為大量的數(shù)字信息，而技術(shù)管理人員也有許多用計算機實現(xiàn)的資料和試驗記錄文檔。信息的數(shù)字化使得我們可以將不同的數(shù)據(jù)源有機地結(jié)合起來，形成一個專業(yè)化的計算機應用系統(tǒng)。通過綜合分析數(shù)據(jù)，對設備實際運行狀況加強了解，消滅故障隱患，進一步保障系統(tǒng)安全運行。
1 繼電保護信息管理系統(tǒng)的實現(xiàn)
1.1 信息數(shù)據(jù)源的分布
二次系統(tǒng)所具備的信息來源可大致分為3部分：
a)由變電站微機保護裝置經(jīng) RTU 發(fā)送至調(diào)度端的實時運行數(shù)據(jù)；
b)繼電保護管理端(生技部門和繼電保護班組)所存放的設備管理資料、各類試驗記錄和運行制度等；
c)其他系統(tǒng)中需要了解繼電保護數(shù)據(jù)或可以提供繼電保護有關(guān)數(shù)據(jù)和參考資料的數(shù)據(jù)源接口。
1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
怎樣有效地將信息數(shù)據(jù)源聯(lián)系起來，而對于各級用戶都能予以充分利用呢?我們可以考慮以調(diào)度監(jiān)控計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為中心，建立圖1系統(tǒng)。
通過數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)集成各類數(shù)據(jù)源，使用方法庫來支持各個不同等級客戶的分別應用，利用網(wǎng)絡功能實施數(shù)據(jù)交換，并且開放 MIS 的數(shù)據(jù)接口，基本實現(xiàn)對二次保護數(shù)據(jù)資源的充分利用。
1.3 系統(tǒng)方法與功能
1.3.1 數(shù)據(jù)倉庫和方法庫
a)數(shù)據(jù)倉庫是比傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫更高一級的數(shù)據(jù)組織形式，它不僅支持海量數(shù)據(jù)的處理，而且對于動態(tài)存儲、應用程序接口、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等方面都具有更強的性能。
b)方法庫是封裝了一系列分析處理方法的規(guī)則庫，也是應用程序軟件功能的集中表現(xiàn)，可通過設置各用戶權(quán)限來限制其對數(shù)據(jù)倉庫的查詢和讀、寫操作，維護數(shù)據(jù)的完整性，同時也限定了客戶的應用范圍。
1.3.2 軟件應用功能
a)“三遙”數(shù)據(jù)的實時分析處理：各類二次信息的查詢，和以前定檢、定試記錄的比較，動作時間和次數(shù)的統(tǒng)計，故障、事故等報警事件的指示和響應等。
b)二次設備試驗的記錄管理、定試預告、定值單管理、材料管理等。主要由繼電保護班組人員填寫，其他部門共享查詢。
c)二次設備圖形管理系統(tǒng)具備 GIS 功能，支持圖形和數(shù)據(jù)庫相連，直接在圖形上查詢參數(shù)。
d)二次設備事故、缺陷記錄分析，各保護裝置運行狀況分析。主要是繼電保護技術(shù)專責完成，其他部門共享查詢。
e)設立一次設備參數(shù)接口。如電流、電壓、功率因素和高壓設備試驗記錄等，配合一次主接線圖查詢，可作為二次系統(tǒng)的輔助分析數(shù)據(jù)來源。
f)可使用電子函件和新聞公告板方便各部門間的信息交流。
1.3.3 軟件開發(fā)工具
采用 Microsoft(微軟)公司系列工具軟件進行開發(fā)，在實用性和兼容性上都可以體現(xiàn)應用的先進性及廣泛性。
1.3.4 系統(tǒng)建立模式
隨著 Internet 的廣泛應用，信息資源的利用已成為企業(yè)發(fā)展的巨大動力。我們在建設繼電保護信息管理系統(tǒng)時，也必須充分考慮這一點，要向大的外部空間提供可用的信息數(shù)據(jù)，也要從外部世界汲取各種綜合信息，故考慮采用 intranet 模式。
2 系統(tǒng)特點
2.1 實用性強
針對生產(chǎn)運行中的實際問題，解決了二次部分各類數(shù)據(jù)源的共享和使用，特別對于繼電保護技術(shù)工作人員，可以更有效地進行系統(tǒng)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作，提高保護運行水平。
2.2 可靠性高
易于維護和升級。由于采用數(shù)據(jù)倉庫和方法庫。整個信息管理系統(tǒng)運行可靠性不再分散于各級用戶之間，而集中于網(wǎng)絡中心數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，任一客戶工作站的突然損壞，也不影響整個系統(tǒng)其他部分的工作性能，而且恢復非常簡單。對于軟件開發(fā)人員而言，升級換代只限于方法庫的改變，快捷方便。
2.3 開放性和先進性
數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)使得數(shù)據(jù)源的來源更加廣泛，使用更加方便，易于和 MIS 等系統(tǒng)接口。系統(tǒng)的構(gòu)造結(jié)合了 Internet/intranet 模式，具有良好的應用前景。
3 結(jié)束語
現(xiàn)在各個發(fā)供電企業(yè)的 MIS 系統(tǒng)建設已普遍考慮采用 Internet/intranet 模式，因此在建設企業(yè)內(nèi)各個專業(yè)子信息系統(tǒng)時也應采用這種模式，以統(tǒng)一系統(tǒng)的規(guī)劃及數(shù)據(jù)的流動，使企業(yè)能充分利用各種信息資源推動自身的發(fā)展 。
作者：廣州電力工業(yè)局 陳菁
摘要:洪口水電站大壩砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)原設計采用河床天然砂礫料進行篩分生產(chǎn),并進行少量軋制,因征地原因,天然砂石級配與標書有重大出入,造成生產(chǎn)能力和骨料級配不能滿足大壩澆筑需要,需對砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)進行重大改造,提高軋制能力。洪口閩浙聯(lián)合體結(jié)合系統(tǒng)喂料口為條篩的具體情況,探索出采用板式給料機輸送超徑料、新增軋石機回軋的改造辦法,滿足了生產(chǎn)要求,又節(jié)約了改造成本,較好地解決了改造難題,可為今后類似砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力提升改造提供成功借鑒思路。
關(guān)鍵詞:天然砂石料 系統(tǒng) 改造 條篩 超徑料 板式給料機 回軋 洪口水電站
1 工程概況
洪口水電站位于寧德市,是霍童溪干流梯級開發(fā)的第六級水電站,水庫總庫容約4.5億m3,總裝機容量為200MW,攔河壩為碾壓混凝土重力壩,最大壩高130m。大壩混凝土總工程量為76.8萬m3,其中碾壓砼65.7萬m3,常態(tài)混凝土11.1萬m3,施工高峰期混凝土澆筑為7.3 萬m3/月,常態(tài)0.8萬 m3/月。
2 改造原因
2.1 原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)設計配置思路
洪口水電站砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)由閩江工程局勘測設計院設計。設計依據(jù)為業(yè)主標書提供的砂石料場勘測資料。砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)模按8萬m3/月配置,主要利用河床天然砂石料進行加工,設計思路是將大于300mm的超徑料篩出作為棄料,僅把篩余的300mm以下的再進行篩分,并進行少量軋制,予以利用。
原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)具體布置見圖1。其工作流程和原理如下:
(1)將采挖上來的天然料,通過四臺喂料口條篩,分離出大于300mm的超徑料,作為棄料。
(2)將篩余的300mm以下的天然混合料,由喂料口條篩下的1#皮帶機運送到1#篩分樓篩分。
(3)1#篩分樓為一臺YKR24×60單層篩,將80mm以上的骨料分離。
80mm以下的混合料由3#皮帶和7#皮帶機直接送往3#篩分樓。
大于80mm以上的骨料由2#皮帶機輸送到粗碎車間進行破碎。
(4)粗碎車間安裝了兩臺PE750×1060,大于80mm以上的粗骨料經(jīng)破碎后,由4#皮帶機輸送到2#篩分樓。
(5)2#篩分機是一臺YKR16×45單層篩,將粗碎車間送來的破碎骨料分離成兩部分:
大于80mm骨料,由5#皮帶機送到中碎車間,由兩臺型號為PEX-300×1300的顎破進行破碎,完畢后由3#和7#皮帶機送至3#篩分樓。
而小于80mm以下的骨料,則由6#、3#、7#皮帶機,直接送到3#篩分樓。
(6)3#篩分樓由兩臺香蕉篩3WZD24×60、兩臺螺旋洗砂機XL-914和兩臺圓振動脫水ZKR12×30機組成:
香蕉篩的三層篩將前面經(jīng)破碎后的混合料篩分成大中小三種成品料,分別由相應的皮帶機送往各成品料堆。
篩余的底層的黃砂,則經(jīng)過螺旋洗砂機沖洗后,由14#、15#皮帶機運往黃砂成品料堆。
2.2 原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的實際產(chǎn)出水平
原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)建成后,由于征地等多方面的原因,投入使用的砂石料場與標書有很大出入,主要體現(xiàn)在料場砂含量遠小于標書中勘測資料數(shù)據(jù)、超徑蠻石的比率卻大大超過標書中數(shù)據(jù)、采挖范圍受到限制而大大縮小等方面,使得實際生產(chǎn)能力遠遠達不到設計能力,僅為5萬m3/月,不能滿足大壩要求實際澆筑需要,生產(chǎn)出的骨料級配也不理想,大骨料偏多,中小骨料和砂偏少,同時,因蠻石棄料增多,加大了生產(chǎn)成本,因篩余的利用料中的大石料偏多,軋制強度大,造成設備容易損壞。
由于上述原因,經(jīng)參建各方研究,決定對原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)進行改造,以提高砂石料產(chǎn)量,并增加中、小骨料產(chǎn)量。
3 改造難點和方案比選
針對系統(tǒng)改造需要和施工條件、施工難點, 設想了3個方案進行比選:
(1)改用大型顎破機直接喂料,不使用喂料口條篩,因喂料口進料平臺是填筑建成的,按此方案改造,需加高4m,進料平臺和喂料口土建需推翻重來,勢力必耽誤生產(chǎn),不可行。
(2)另在本系統(tǒng)外建成一專門大型顎破機軋石系統(tǒng),將蠻石棄料直接軋制利用或軋小后再運回,重建系統(tǒng)投資大,時間不允許,軋小后再運回,生產(chǎn)成本明顯增加,且只能增多大骨料產(chǎn)量,對增大中小骨料產(chǎn)量無幫助。
(3)將喂料口的條篩柵格間距減小到150~160mm,在原喂料口條篩棄料口下方設一臺板式給料機,在本系統(tǒng)邊緣,沿1#皮帶機,增設1臺顎破和6臺中碎,另辟一條破碎系統(tǒng),蠻石和大于150mm的較大卵石經(jīng)破碎后,由新增的18#、19#皮帶機2條皮帶機輸送到3#篩分樓。同時,增設另1條17#皮帶機,將從3#篩分樓出料皮帶上的大骨料,送往2#篩分樓旁邊的新增細碎機破碎,再送往3#篩分樓。由于本改造方案比較緊湊,做到了見縫插針,能夠滿足場地布置限制條件,同時,由于本方案能夠在生產(chǎn)間隔時間施工,基本不影響生產(chǎn),方案可行、經(jīng)濟。
經(jīng)方案比選,決定采用(3)方案。
4 改造方案的具體實施
4.1 分成大于150mm和小于150mm兩擋分別破碎處理
(1)將小于150mm天然料,用喂料口條篩下的1#皮帶機運走,通過原骨料篩分系統(tǒng)進行篩分。
(2)大于150mm的較大卵石的天然料,通過一條設置在三個喂料口棄料出口處的板式給料機,輸送給新增加破碎站
(3)經(jīng)新增的破碎站破碎后的料,通過新增的皮帶機送到3#篩分樓開始篩分,篩分之后送往成品料堆。
4.2 板式給料機配置選型
板式給料機工作原理是借助驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動,通過傳動鏈輪帶動封閉鏈帶,使其作連續(xù)移動,從而達到傳送物料的目的。由于板式給料機能夠水平或帶一定傾角運送較大直徑的毛料,使之成為改造成敗的關(guān)鍵設備。
根據(jù)目前河床天然骨料的特點,蠻石最大直徑為600~700mm,但其含量很少,可以通過挖機在采挖過程中剔除。主要粒經(jīng)為500mm以下,因此板式給料機的機型選定在帶寬B=1000mm,生產(chǎn)能力30~300m3/h、給料速度為0.03~0.25m/s、驅(qū)動電機為功率7.5kw可調(diào)速電機,板式給料機的輸送長度根據(jù)喂料口的地形情況定為20m。
4.3 破碎設備的配置
由于本次改造的目的是為了增大系統(tǒng)的破碎能力,增加中小骨料的產(chǎn)量,因此主要的投入放在破碎設備上。粗碎選用一臺PEV750×1060顎破;細碎為6臺PEX250×1200顎破,破碎后的骨料由皮帶機送往3#篩分樓,篩分后分送到各骨料堆。
4.4 大骨料回軋方案布置
由于前期大骨料產(chǎn)量太高,已超出大壩RCC澆筑所需的用量,使得大骨料無處堆放,占用了大片場地。
對大骨料過多的處理,本次改造有兩種途徑:
(1)將成品大骨料皮帶分出部分來進行內(nèi)循環(huán)回軋。即在8#皮帶機機頭,分出部分大骨料,通過新增的17#皮帶機,將料送入新增的4臺型號為PEX150×750細碎,破碎后通過6#等皮帶機,返回3#篩分樓進行內(nèi)循環(huán)。
(2)在2#篩分機進料皮帶機頭,用溜槽分出一部分骨料,通過新增的一臺PEX250×1200顎破,進行破碎,破碎后通過3條皮帶中轉(zhuǎn)返回3#篩分樓。
(3)通過裝載機,將成品大骨料裝入自卸汽車,盤運至喂料口,然后由改造后的骨料破碎系統(tǒng),對大骨料進行破碎,增加中小骨料的數(shù)量,以達到滿足大壩RCC所需骨料級配為止。
通過上述措施,可大大減少大骨料太多的問題,從而達到節(jié)約成本的目的。
4.5 改造后的系統(tǒng)平面布置圖
5 改造效果
按照上述方案 ,按期成功完成了系統(tǒng)改造。系統(tǒng)運行可靠,改造后的砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)能力有了較大的提高,系統(tǒng)日最高生產(chǎn)能力從改造前的4419噸/天,增加到改造后的6880噸/天,能夠滿足洪口水電站二枯高峰期的骨料供應,且骨料級配得到大大改善,能滿足均衡生產(chǎn)的要求,達到改造目標。
6 經(jīng)濟效益
6.1在保證材料供給、保證工期方面最經(jīng)濟:
本次改造中增加一臺板式給料機、12臺不同大小的顎破和3條皮帶輸送機共投入約150萬元,若系統(tǒng)不改造,工期將延誤約半年以上,將會給工程帶來較大的損失;若采用其它方案改造,不計新系統(tǒng)投資,拆除、砼齡期、重新制安將造成工期延誤約兩個月以上;若改用外購骨料,約需17萬m3,供應難度大,且每方骨料成本提高15元以上,需多花費255萬元以上。因而本改造方案最經(jīng)濟,是必要的。
6.2消化蠻石棄料,增加效益:
改造前每月約有10%~20%的蠻石棄料。二枯消化棄料約3.2萬m3,混合料挖運及蠻石棄料總計約12元/m3,僅此一項,節(jié)約成本約38.4萬元。
7 結(jié)語
在利用條篩喂料口的原砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)已投產(chǎn)的情況下,進行生產(chǎn)能力提升的改造,本方案經(jīng)濟可行,成功地解決了場地布置難題,不影響原系統(tǒng)的生產(chǎn),又節(jié)約了改造成本,可為今后類似砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力提升的改造提供借鑒。
摘 要 介紹一種以單片微機為核心的可測量壓力的新型智能儀器。該檢測儀可消除現(xiàn)在普遍使用的現(xiàn)場安裝壓力表或短距離毛細管傳輸壓力表所存在的觀察不便的缺陷，具有測量準確、能減輕值班人員勞動強度、可遠距離傳送測量數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)控等優(yōu)點。
發(fā)電廠(站)的壓力參數(shù)包括發(fā)電機、汽輪機、水輪機等旋轉(zhuǎn)機械設備在運行過程中需要測量的各處油壓、汽壓或水壓。由于這些壓力參數(shù)可以反映出旋轉(zhuǎn)機械設備的運行狀態(tài)，所以只有準確地加以測量，才能使上述設備的正常運行有保障?，F(xiàn)在發(fā)電廠(站)使用的各種壓力測量儀，一般都采用現(xiàn)場安裝壓力表或短距離毛細管傳輸壓力表，需要安裝在要測量的壓力現(xiàn)場附近，由值班人員定時巡查記錄。這樣的測量方式，不但值班人員勞動強度大，而且無法做到隨時觀察各處壓力參數(shù)的變化，難以預防事故發(fā)生于未然。
本文介紹的單片微機壓力檢測儀，是一種能夠遠距離測量壓力參數(shù)的智能儀器。在單片微機的管理下，檢測儀的測量過程完全是自動進行的，工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換操作也非常簡單，測量結(jié)果既可以用顯示器顯示或打印機打印，也可以送至上位計算機進行遠距離集中監(jiān)控，便于實現(xiàn)發(fā)電廠(站)管理的自動化和現(xiàn)代化。
1 電路的構(gòu)成和原理
檢測儀共有8路檢測通道，各路通道的模擬放大電路及基準電源電路均相同，而壓力傳感器的輸入則按實際需要選擇不同量程的壓力傳感器。壓力傳感器分別為各路壓力檢測通道的測壓元件，當壓力作用于傳感器時，芯片上的電橋在壓力的作用下出現(xiàn)不平衡，輸出正比于壓力變化的電壓信號，基準電源采用恒流源電路給電橋供電。從傳感器輸出的信號是比較小的，須經(jīng)過模擬放大電路放大。為了消除放大電路的輸出端的溫漂，采用了基本差動運算放大電路。
由于檢測儀具有對多路測壓點進行自動巡回檢測的功能，所以需用自動轉(zhuǎn)換開關(guān)對多個壓力傳感器送出的信號進行選取。為此，采用了CMOS 8選1多路模擬開關(guān)(選用4051)，由它控制8路通道的通斷狀態(tài)，相當于一個單刀八擲開關(guān)。從多路轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出的信號是模擬量，在把它輸入單片機運算處理之前，必須先轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，完成這一功能的電路就是A／D轉(zhuǎn)換器。檢測儀使用了MC1433雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器，其工作原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時間間隔，然后用計數(shù)器記下此時間間隔內(nèi)的時基脈沖的數(shù)目。
由于單片機本身提供的資源如I／O口、定時器／計數(shù)器、串行口等不能滿足要求，因此需要在單片機上擴展其它外圍接口芯片。由于MCS-51系列單片機的外部RAM和I／O是統(tǒng)一編址的，所以可以把單片機外部64 KB RAM空間的一部分作為擴展I／O的地址空間，這樣單片機就可以象訪問外部RAM一樣訪問外部接口芯片，對其口進行讀寫操作。檢測儀采用具有I／O接口和計時器的靜態(tài)RAM8155作為I／O并行接口電路。
撥碼盤分為始點值撥碼盤和終點值撥碼盤，其作用是根據(jù)實際需要設置當檢測儀進行巡回檢測時的輸入通道始點值和終點值。
撥碼開關(guān)的每一位數(shù)碼開關(guān)對應一路輸入通道，并用來設置該通道的測量范圍。當一輸入通道壓力輸入量程不大于2.000 MPa時，該通道的撥碼開關(guān)設置為“OFF”；當一輸入通道壓力輸入量程大于2.000 MPa時，該通道的撥碼開關(guān)設置為“ON”。檢測儀將根據(jù)撥碼開關(guān)設置的量程進行運算，以提高低壓力量程范圍的數(shù)據(jù)精度。
顯示譯碼電路(74LS247)則將BCD碼譯成十進制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示壓力檢測通道的序號和各測壓點的壓力值。
操作顯示電路的作用是用來切換及顯示檢測儀的工作狀態(tài)。
打?。ㄐ沤涌陔娐返淖饔檬前褱y量結(jié)果用打印機打印出來，或把測量數(shù)據(jù)傳至上位計算機進行遠距離監(jiān)控。
檢測儀的工作原理是這樣的：每一路通道的壓力傳感器的輸出信號經(jīng)模擬放大電路進行線性放大，然后由多路轉(zhuǎn)換器的模擬電子開關(guān)進行選擇，并經(jīng)濾波后，由A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再經(jīng)I／O并行接口輸入到單片微機進行運算，運算處理后的通道號和壓力值最后經(jīng)I／O并行接口送至顯示譯碼器進行譯碼顯示。
2 壓力檢測主程序
按照檢測儀的工作原理而設計的壓力檢測主程序的流程圖如圖2所示。
3 抗干擾措施
3.1 硬件的抗干擾措施
在電源方面，一是在交流部分連接了壓敏電阻，從而隔離了可能出現(xiàn)的尖峰過電壓；二是對某些單元電路采用恒壓集成塊供電，如恒流源電路的基準電壓和A／D轉(zhuǎn)換器的參考電壓均是這樣處理。其次，在多路轉(zhuǎn)換器輸出線與A／D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓Ux引腳之間，串接了一個二階有源低通濾波器，它能夠有效地抑制高頻干擾信號。此外，檢測儀采用的A／D轉(zhuǎn)換器是雙積分型，其轉(zhuǎn)換結(jié)果與輸入電壓在采樣階段所經(jīng)歷的時間內(nèi)的平均值成正比，故對對稱交流干擾或尖峰脈沖干擾具有很強的抑制能力。
3.2 軟件的抗干擾措施
對于來自被測信號源本身、傳感器或外界干擾等干擾源的不規(guī)則的隨機干擾信號，可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或消除。由于在工業(yè)測量和控制等應用場合，經(jīng)常會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象，這種干擾通常只會影響個別采樣點的數(shù)據(jù)，使此數(shù)據(jù)與其它采樣點的數(shù)據(jù)相差較大，所以采用了防脈沖干擾平均值法。此法類似于體操比賽等采用的評分方法，既可濾去脈沖干擾，又可濾去小的隨機干擾。
4 技術(shù)指標和性能評價
本檢測儀可在0～50 ℃的環(huán)境下正常工作，壓力測量范圍為0～10 MPa，測量分辨率為0.001 MPa，壓力傳感器的輸入通道可達8個。為了便于安裝和使用，其外殼采用了面板式儀表的國際標準外形結(jié)構(gòu)。
這種檢測儀已在某水電站2臺1.6 MW水輪發(fā)電機組上連續(xù)運行了超過2 a時間，工作情況一直正常。
與現(xiàn)在普遍使用的發(fā)電站壓力檢測儀相比，本檢測儀有著顯著的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在如下方面：
a)是一種由單片微機控制的智能儀器，完全實現(xiàn)對發(fā)電廠(站)壓力參數(shù)的現(xiàn)場外全自動檢測。利用其配備的打?。ㄐ沤涌?，可以很方便地隨時把檢測結(jié)果送至打印機列表打印，或送至上位計算機進行遠距離集中監(jiān)控。
b)具有多通道壓力檢測功能，每一通道的壓力傳感器均配置相同且獨立的模擬放大電路與恒流源電路，并采用了多路轉(zhuǎn)換的電子模擬開關(guān)，使得檢測儀能長期穩(wěn)定和可靠地運行。
c)結(jié)構(gòu)簡單，成本不高，工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換操作方便；抗干擾能力強，測量準確度高；性能穩(wěn)定，不需要專門的維護保養(yǎng)。
作者：華南理工大學電力學院 何志偉 黃少先 張岳勻
自從改革開放以來,隨著我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,電力供應日趨緊張,峰谷差逐漸加劇,部分電網(wǎng)已出現(xiàn)拉閘限電的局面?；诒ＷC電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的要求,抽水蓄能電站作為一種擁有調(diào)峰填谷,調(diào)頻、調(diào)壓、事故備用、黑啟動等功能的電站,將是我國電網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略重點。
一、我國抽水蓄能電站發(fā)展的現(xiàn)狀
80年代起在我國廣東、華東和華北等東部經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū),且以火電為主的電網(wǎng)開始開工建設一批大中型抽水蓄能電站,廣州(一、二期)、十三陵、天荒坪等大型抽水蓄能電站陸續(xù)建成,對改善廣東電網(wǎng)、京津塘電網(wǎng)和華東電網(wǎng)的運行條件起了重要作用,并使20世紀90年代成為我國抽水蓄能電站建設的第一個高潮。
跨入21世紀后,中央十六大提出到2020年GDP再翻兩番的宏偉目標,這次經(jīng)濟增長的特點是重化工業(yè)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)共同迅猛發(fā)展,進入了新一輪以鋼鐵、有色金屬和汽車制造等為主的重工業(yè)化時期。相應電力負荷也迅猛增加,抽水蓄能電站投入運行后在電網(wǎng)中發(fā)揮了很好的作用,深受電網(wǎng)調(diào)度管理人員歡迎,成為電網(wǎng)管理的有力工具。抽水蓄能電站分布范圍從東部沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)擴展到華中和東北地區(qū);不僅在火電比重大的電網(wǎng),也開始在水電比重較大但調(diào)節(jié)性能并不好的電網(wǎng)建設抽水蓄能電站。這批抽水蓄能電站將在2010年前后全部投入運行,屆時中國抽水蓄能電站總裝機容量將達到16955MW,預計將超過德國和意大利,晉升至世界第三位。即使如此,我國抽水蓄能電站裝機容量比重仍然不高,仍有較大發(fā)展空間。
目前,我國各地對建設抽水蓄能電站的熱情較高,一大批的抽水蓄能電站項目正在積極開展前期工作。1999年3月國家電力公司頒布了《抽水蓄能電站經(jīng)濟評價暫行辦法實施細則》。 2005年3月國家電網(wǎng)公司成立了國網(wǎng)新源控股有限公司,其主要職責是開發(fā)和運營國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)抽水蓄能項目。2006年8月國家電網(wǎng)公司向國家發(fā)改委報送了《關(guān)于抽水蓄能電站建設有關(guān)問題建設的請示》,均有效的指導了我國抽水蓄能電站的發(fā)展。在“十一五”規(guī)劃綱要中, 更是明確提出“適當建設抽水蓄能電站”,表明抽水蓄能電站發(fā)展已成為我國“十一五”電力發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。
盡管抽水蓄能電站的建設在我國大有方興未艾,蒸蒸日上之勢,并且滿足我國電力需求和環(huán)境等各方面的要求,但總體效益卻不樂觀,影響了對抽水蓄能電站的投資積極性,不利于抽水蓄能電站在我國的持續(xù)發(fā)展。歸結(jié)其原因,主要有兩個,一是由于目前僅以上網(wǎng)電價作為經(jīng)濟評價指標存在不足,二是電價高低的制定未能充分反應抽水蓄能電站的優(yōu)越性。
二、上網(wǎng)電價作為抽水蓄能電站的唯一經(jīng)濟效益評判指標的局限性
對抽水蓄能電站在系統(tǒng)中的功能定位認識不到位,以上網(wǎng)電價的高低論經(jīng)濟性,影響了對抽水蓄能電站的客觀評價。不區(qū)分抽水蓄能電站與常規(guī)電廠在系統(tǒng)中的功能差異,用抽水蓄能電站的短處與常規(guī)電廠的長處進行對比,忽略其系統(tǒng)經(jīng)濟性,以及在系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和供電質(zhì)量保障中的作用,從而形成了抽水蓄能電站上網(wǎng)電價高、經(jīng)濟性差的概念,嚴重影響了對其評價的客觀性。
我國常規(guī)水電站財務評價方法是根據(jù)原國家計委和建設部頒發(fā)的《建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》及水電水利規(guī)劃設計總院編制的《水電建設項目財務評價暫行規(guī)定》,主要是以電站的發(fā)電量來計算項目的銷售收入,其上網(wǎng)電價根據(jù)資金來源不同,按照滿足貸款償還期要求反推上網(wǎng)電價;還清貸款以后,按滿足投資利潤率12%測算上網(wǎng)電價。
抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的效益是以動態(tài)效益為主,用常規(guī)水電方法評價抽水蓄能,沒有真正體現(xiàn)抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的動態(tài)功能;另外,用反推上網(wǎng)電價來評價抽水蓄能是否可行,也是不客觀的,上網(wǎng)電價只反映抽水蓄能電站發(fā)電量的多少,而抽水蓄能電站的發(fā)電量與常規(guī)水電站相比往往是比較低的,只相當于常規(guī)水電站發(fā)電量的25%左右,并且抽水蓄能電站的發(fā)電量往往是不確定的,它與電網(wǎng)的負荷水平、電源結(jié)構(gòu)以及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展等有很大關(guān)系;抽水蓄能電站發(fā)電量少,并不是電站本身造成的,而是系統(tǒng)優(yōu)化的必然結(jié)果,也就是說,抽水蓄能電站多發(fā)電量,從系統(tǒng)優(yōu)化角度來說是不經(jīng)濟的,廣蓄和十三陵等抽水蓄能電站的運行經(jīng)驗已充分說明了這一點。
所以用上網(wǎng)電價作為唯一指標來評判抽水蓄能工程,勢必造成抽水蓄能電站上網(wǎng)電價過高,給抽水蓄能電站的立項帶來很大困難,對當前電源結(jié)構(gòu)調(diào)整也極為不利;而對電網(wǎng)來說,往往對提供電量多的電源感興趣,而抽水蓄能電站電量少,反推電價必然高;另外,投資越大,電價也越高,必要報酬率也大等等。這些問題的出現(xiàn),使得人們對抽水蓄能電站的效益未能充分意識,影響了對興建抽水蓄能電站的積極性。
三、合理的電價政策是我國抽水蓄能電站健康發(fā)展的關(guān)鍵
據(jù)我國國務院“71號文”明確提出,廠網(wǎng)分開后,電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)建設和管理的抽水蓄能電站,由電網(wǎng)統(tǒng)一管理和核算,其建設和運行成本納入電網(wǎng)運行費用統(tǒng)一核定。而對于其他投資主體建設的抽水蓄能電站,該文件規(guī)定,要作為獨立電廠參與電力市場競爭。而業(yè)內(nèi)人士普遍認為,現(xiàn)行電價體制基本無論是單一電量核算方法,還是兩部制電量核算方法,不能給抽水蓄能調(diào)峰填谷的靜態(tài)效益以足夠的補償。
發(fā)電側(cè)沒有形成科學的峰谷電價,影響了抽水電價機制和抽水蓄能電站上網(wǎng)電價水平。目前競價上網(wǎng)還沒有普遍推行,能夠反映供需關(guān)系的分時上網(wǎng)電價機制沒有形成;在實行政府定價的地區(qū),部分電網(wǎng)試行發(fā)電側(cè)峰谷電價,峰谷電價差比較小,難以反映峰谷發(fā)電成本、價值和供需關(guān)系,推行的阻力也比較大,導致合理的低谷抽水電價機制難以形成。一般按平均上網(wǎng)電價核定抽水電價,不僅不能反映低谷電能價值,而且直接導致了抽水高成本,影響發(fā)電價格,以致抽水蓄能電站在峰荷時間所提供的優(yōu)質(zhì)電得不到必要的補償。 現(xiàn)在應該使用科學的方法,首先制定更能反映不同時段實際發(fā)電成本的電價。
首先,抽水蓄能電站優(yōu)越的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、負荷和事故備用、快速跟蹤負荷等性能,對電力系統(tǒng)的電力結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高供電可靠性、促進電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行起到重要作用,應在電價政策上得到體現(xiàn)。
其次,隨著電力市場的逐步完善,應研究發(fā)電端電力市場的完全兩部制電價結(jié)構(gòu)。需要針對抽水蓄能電站的各種效益,制定完整的抽水蓄能電站上網(wǎng)兩部制電價體系,以真實反映其市場競爭力。應在兩部制上網(wǎng)電價結(jié)構(gòu)中考慮機組分類,動態(tài)效益,社會對抽水蓄能電站的綜合利用效益和社會效益給予合理補償回報。兩部制上網(wǎng)電價可充分反映抽水蓄能電站開發(fā)、運行的特點,可促進電力結(jié)構(gòu)和資源優(yōu)化配置,發(fā)揮抽水蓄能電站的容量效益優(yōu)勢,提高其上網(wǎng)的競爭力。
此外,也可以考慮容量成本轉(zhuǎn)入的電量電價、機組分類容量電價、增收輔助電價等情況分析,構(gòu)成“三部制”的電價結(jié)構(gòu)。在這種構(gòu)想的電價結(jié)構(gòu)體系下,電價結(jié)構(gòu)由三部分組成:
電價= 容量電價+ 電量電價+ 輔助服務電價
對應的抽水蓄能電站效益也將由三部分構(gòu)成:
效益= 容量效益+ 電量效益+ 輔助服務效益=(容量*容量電價)+(電量*電量電價)十(輔助服務量*輔助服務電價)
三部制電價不但有利于對資源的有效利用和能源的節(jié)約,還有利于抽水蓄能電站的市場開拓,增加其開發(fā)收益。
最后,在電力市場還不完善的過渡階段,可以通過效益分攤的方法來回收抽水蓄能電站的外部經(jīng)濟。在經(jīng)濟評價和效益分攤的前提下,明確不同經(jīng)營模式下抽水蓄能電站各項效益的受益主體和回收方式,并提出符合其經(jīng)營特性的價值補償政策。
綜上所述,目前我國大部分抽水蓄能基本上只能回收靜態(tài)效益,抽水蓄能電站的動態(tài)效益一直存在“看得見,算得出,拿不到”的現(xiàn)象,導致我國抽水蓄能電站的經(jīng)營業(yè)績較差,投資吸引力差,發(fā)展緩慢,甚至難以生存,這與我國電力系統(tǒng)中要大力建設抽水蓄能電站的意圖相矛盾。因而正確衡量抽水蓄能電站的效益,建立合理的電價政策,對抽水蓄能電站的發(fā)展具有十分重要的意義。
系統(tǒng)軟件功能
水泵機組自動化軟件功能水泵機組在無故障工況下,閉合全部刀閘與保護用斷路器;電動閘閥與旁通電磁閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。水泵監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出運行指令后;啟動真空泵,當給水泵充水達到啟動條件時,監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出一號軟啟動器指令,停止真空泵,并按軟啟動規(guī)律啟動水泵機組。當完成啟動過程后,監(jiān)控系統(tǒng)再發(fā)出旁通電磁閥開通指令,隨后再發(fā)出電動閘閥開通指令,電動閘閥全部開通后,自行保持全開狀態(tài),旁通電磁閥關(guān)閉。這一自動開機過程即完成,處于正常抽水運行工況。監(jiān)控系統(tǒng)處于實時在線監(jiān)控狀態(tài)。實時在線監(jiān)控狀態(tài)下實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)有:電壓、電流、有功、功率因數(shù)、水塔水位、泵出口壓力、地下水庫水位、水泵瓦溫、電機定子溫度、泵與各斷路器的運行狀態(tài)。當需停止水泵運行時,由監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出停運指令,先關(guān)閉電動閘閥,完成后再轉(zhuǎn)到軟停機進程,由軟啟動器完成對電動機的停機過程。監(jiān)控系統(tǒng)則處于熱機備用工況,時刻監(jiān)測著泵站的全部參數(shù)并準備再次啟動與自動運行。水電機組自動化軟件功能水電機組計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布結(jié)構(gòu),由中央監(jiān)控和現(xiàn)地監(jiān)控組成。主要具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及安全監(jiān)視、控制與調(diào)節(jié)、人機聯(lián)系、運行管理、系統(tǒng)診斷自恢復等功能。電站的人員可通過工作站完成機組的工況自動轉(zhuǎn)換、測量機組的轉(zhuǎn)速、各處溫度、電信號、液壓信號、機組狀態(tài)等自動測量與顯示、機組的功率調(diào)節(jié)、打印制表、參數(shù)設置、輔機系統(tǒng)的自動控制、實驗計算等功能[3,4]。
實驗平臺的應用
該實驗平臺由水力系統(tǒng)、動力設備及電氣與自動化系統(tǒng)三部分組成,能夠真實模擬水電站發(fā)電過程,可以達到一鍵開機和無人值守。實驗電站建成后,能夠?qū)崿F(xiàn)電能的正常生產(chǎn),系統(tǒng)能夠并網(wǎng)運行。實驗電站的主要設備均由教師自主研發(fā)完成,如此規(guī)模的實驗電站在國內(nèi)高校中尚屬首次。該系統(tǒng)建成后可進行以下教學實驗和科學研究:(1)水輪發(fā)電機組的開機、停機過程試驗;(2)水輪發(fā)電機組的發(fā)電運行試驗;(3)水輪發(fā)電機組的空載擾動及甩負荷試驗;(4)調(diào)速器的靜特性試驗;(5)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動特性試驗;(6)勵磁系統(tǒng)的靜特性試驗;(7)勵磁系統(tǒng)的動特性試驗;(8)水輪機的能量試驗;(9)水輪機蝸殼測流試驗;(10)發(fā)電機的自動準同期并列試驗;(11)保護動作試驗:(12)發(fā)電機機組振動監(jiān)測研究:實驗電站除滿足課程實驗外,還可以補充學生在電站實習時,無法實際操作的不足,如開停機過程、甩負荷、同期并列等,同時學生所編制的調(diào)速器、勵磁、監(jiān)控等相關(guān)程序也可在此進行驗證。實驗電站對水電站中的水輪機過渡過程、水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)、勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠進行試驗研究、監(jiān)測分析等,為水電站在線監(jiān)測與故障診斷研究提供試驗條件。在進行各種科學研究和實驗中,能夠滿足水電站的安全要求,實現(xiàn)各種過程的自動控制。
結(jié)語
實踐證明,該實驗平臺的開發(fā)建設是成功的。既為水利水電類專業(yè)的本科生和水電站的技術(shù)人員培訓提供認識實習、教學實驗和運行培訓基地,亦為水利水電工程重點學科對水電站動力設備及其控制系統(tǒng)運行特性的進一步研究提供強有力的技術(shù)手段,也可為水利水電工程學科碩、博士研究生論文研究提供實驗平臺,同時亦是水電工程建設部門考察西安理工大學水電站動力設備及其控制系統(tǒng)教學科研水平及開發(fā)能力的一個窗口。更重要的是,通過水電站動力設備及其控制系統(tǒng)的建設,將使西安理工大學成為西北乃至全國水利水電動力工程實驗研究和中小水電站水輪發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)定點開發(fā)基地,擴大了西安理工大學在水利水電教學及科學研究領域的影響,使教學和學科建設邁上一個新臺階。
一、水電站建設施工安全管理的必要性
水電工程項目的施工，是一項復雜的系統(tǒng)工程，參與人員較多，大型機具多，工程占地范圍大，施工復雜，涉及爆破、高空操作等特種作業(yè)，工程本身的特點決定了安全管理的重要性，稍有不慎，便會發(fā)生事故。最近一兩年來，雖然各級政府部門加大了對安全生產(chǎn)的監(jiān)管力度，但事故仍不斷發(fā)生。如目前在建的三峽樞紐工程，曾發(fā)生塔帶機斷裂造成死亡3人的重大事故；前不久，三峽工地378聯(lián)營體120工地澆筑道路混凝土時發(fā)生塌方，死亡5人。我省的類似事故也不少，如某電站用運送土石料的纜車載人，因纜繩斷造成5人死亡；甘孜州熱足電站3#機堵頭爆裂，造成水淹廠房、3人死亡；甘孜州一裝機僅120千瓦的小電站邊坡垮塌，造成12人死亡等。類似的例子還有不少，血的教訓給我們敲響了警鐘。
我省各級水行政主管部門多年來為水電建設做了大量工作，取得了顯著成績。但是近一兩年來，由于機構(gòu)改革過程中的一些調(diào)整，使得水電項目的建設管理出現(xiàn)了脫節(jié)現(xiàn)象，許多在建項目施工安全與工程質(zhì)量無人過問。尤其是近年來非水利系統(tǒng)企業(yè)甚至私營企業(yè)投資水電建設的越來越多，部分業(yè)主不清楚我國的基本建設程序，不懂得工程本身的安全和質(zhì)量涉及公眾安全和公共利益(水電工程一旦發(fā)生事故，將會給河道下游的人民生命財產(chǎn)造成巨大損失)。因此，新的形勢下，作為政府水行政主管部門，安全管理仍應常抓不懈，絲毫不能放松，要義不容辭地搞好水電建設管理，保證工程施工安全，保障社會公共利益，維護社會穩(wěn)定。
二、搞好水電施工安全管理的措施
(一)提高認識，明確職責。建設項目法人、施工單位和設計、監(jiān)理單位的法人代表是安全工作的第一責任人，對建設項目或本單位的安全工作負全面責任。各單位在工程項目上的負責人分別對本單位在工程建設中的安全工作負直接責任。項目法人和施工單位是施工安全管理的重點單位。項目法人應做好以下各項工作：
1.貫徹國家、部、省有關(guān)安全生產(chǎn)的規(guī)定、辦法和工作部署。
2.根據(jù)工程實際情況，明確項目法人在安全管理工作中的具體職責，制定工程項目安全管理制度。
3.制定工程建設中的重大安全技術(shù)措施，協(xié)調(diào)有關(guān)經(jīng)費的落實；加強與建設項目所在地政府和有關(guān)部門聯(lián)系。
4.為施工單位的安全生產(chǎn)創(chuàng)造必要條件。
施工單位應做好以下各項工作：一是認真執(zhí)行國家和部、省有關(guān)部門頒發(fā)的安全生產(chǎn)法規(guī)和規(guī)定；二是建立、健全適應工程建設的安全管理機構(gòu)、安全工作體系和以安全生產(chǎn)責任制為核心的安全管理制度；三是在制定施工組織設計時，必須制定安全技術(shù)措施計劃，經(jīng)逐級審核、審定后組織實施，并報項目法人和監(jiān)理單位核備；四是堅持在計劃、布置、檢查、總結(jié)和評比生產(chǎn)的同時，計劃、布置、檢查、總結(jié)和評比安全工作。
(二)理順體制，規(guī)范管理。水行政主管部門作為中、小水電建設的行業(yè)行政管理部門，在機構(gòu)改革中和改革完成后，應繼續(xù)履行職能，加強管理。我省于去年設立了省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，對全省安全生產(chǎn)進行綜合性管理。綜合性管理與專業(yè)管理彼此不能替代，應相互補充，互相配合，共同作好工作。
(三)依法管理。安全生產(chǎn)年年都講，但重特大事故年年都在發(fā)生。要改變這種現(xiàn)狀，應實施依法管理，以法規(guī)代替行政命令。我省應制定相應的法規(guī)條例，以利于安全監(jiān)管部門和省水利廳、市州水利局從執(zhí)法的角度進行水電工程強制安全管理，對違法者給予懲罰。除了省級法規(guī)外，行業(yè)管理部門應制定專業(yè)性的管理規(guī)定作為補充。目前，四川省地方電力局正在起草《四川省水利地方電力建設施工安全管理暫行規(guī)定》，有望近期出臺。
(四)加強日常檢查。水行政主管部門要對在建水電工程進行定期或不定期安全檢查，督促參與工程建設的各單位提高認識，加強管理。檢查的內(nèi)容主要包括：各單位的施工安全管理體系建立情況；施工安全規(guī)章制度及執(zhí)行情況；職工安全教育培訓情況；安全管理檔案等。
(五)設計、監(jiān)理單位要積極參與工程施工安全管理。項目法人、施工單位是施工安全管理主要單位，但設計監(jiān)理也應從自身出發(fā)，積極參與安全管理。
設計單位主要應從以下幾個方面為施工安全服務：一是工程設計必須符合國家、行業(yè)標準以及部、省規(guī)程和規(guī)定；二是對施工風險較大部位的設計，必須把施工安全放在首位，充分考慮施工條件和技術(shù)措施，應參與編制施工安全的實施細則或安全監(jiān)測系統(tǒng)的設計；三是對施工中遇到影響安全的各種險情，必須按規(guī)定做好測、預報工作，及時向項目法人、監(jiān)理和施工單位建議采取有效的技術(shù)防護措施；四是協(xié)助對各類事故的調(diào)查處理，對安全事故引起的工程質(zhì)量問題應提出處理方案。
工程監(jiān)理單位應與項目法人配合，對施工現(xiàn)場的安全情況進行監(jiān)理。主要做好以下幾點：一是督促施工單位制定并執(zhí)行施工安全管理制度；二是對施工單位的安全管理進行日常檢查；三是審查施工單位的施工組織設計是否符合有關(guān)安全管理規(guī)定；四是施工企業(yè)的安全管理工作嚴重失控、施工安全沒有保證時，有權(quán)責令其停產(chǎn)整頓。
(六)搞好水電工程的防洪度汛。防洪度汛是水電工程安全管理的重要內(nèi)容，從中央到地方各級政府歷來重視每年的防洪度汛工作，除了國家防總、省防汛辦的總體布置外，水行政主管部
門應從建設管理的角度，抓好在建工程的防洪度汛工作。一是要保證工程區(qū)范圍內(nèi)的河道暢通，不能因為在河流上興建電站工程而侵占河道行洪斷面，抬高河道水位，造成沿河兩岸增加淹沒范圍。二是要保證工程本身汛期安全，不能因為施工圍堰未達到應有的防洪標準而水淹基坑，造成設備損壞及人員傷亡。三是各種建筑材料如水泥、鋼筋等應堆放在安全高程以上，以免被水淹。
(七)建立安全情況及事故報告制度。一是各在建水電工程項目法人，應定期向主管部門報告本項目施工安全管理情況，應對已發(fā)生的各類事故進行統(tǒng)計分析，查清原因，分清責任，找出管理中存在的問題，制定改進措施。二是堅決實行事故快報制度，特大事故應在6小時內(nèi)、重大事故應在24小時內(nèi)、一般事故應在48小時內(nèi)逐級上報，不得隱瞞。
(八)搞好安全教育培訓。安全教育培訓是提高全民安全意識的主要手段。主管部門每年應對各項目參建單位的安全責任人以及專職(或兼職)安全管理人員進行一次培訓。各企業(yè)應對本單位從事該項目建設的全體員工每年至少進行一次安全教育培訓。從事特殊工種、危險作業(yè)的人員，必須持證上崗。
(九)開展安全文明施工競賽活動。每年在全省范圍內(nèi)進行一次安全文明施工競賽，所有水電建設項目法人和施工單位均應參加，年終進行評比。對安全施工搞得好的項目法人和施工單位以及先進個人進行表彰獎勵，對相應的項目主管部門也應進行表彰。對安全施工管理做得不好的單位進行通報批評，對玩忽職守、產(chǎn)生嚴重后果構(gòu)成犯罪的責任人，要按照刑法追究其刑事責任。大水電建設項目的投標資質(zhì)預審時，要審查施工單位的安全生產(chǎn)業(yè)績。
