不同流量条件下引水渠道抽水融冰冰花演变规律研究

在高寒地区引水,因气温低容易导致渠道冰封,对渠道输水造成较大影响。为了防止渠道发生冰塞现象,通过抽水融冰试验,对不同流量下引水渠道抽水融冰冰花演变规律进行研究。结果表明:①随着距进水口距离的增大,产生的冰花密度随着注入井水流量的减小而增大,井水流量越小,渠道沿程产生的冰花密度越大;②随着距进水口距离的增大,产生冰花的速度随着渠道内水流流量的增大而减小,渠道内水流流量越大,产生冰花的密度越小;③当水渠内流量越大,渠道产生冰花的距离距进水口越远。研究结果可为高寒地区引水渠道工程提供参考。

高寒区引水渠道抽水融冰不冻长度计算模型及应用

抽水融冰技术是解决高寒地区引水渠道冰害的重要措施,广泛应用于新疆的红山嘴、金沟河和青年水电站以及青海省的香加水电站。该文根据水流热平衡理论,综合考虑水力、热力、气候等条件对不冻长度影响,从理论上得到了不冻长度的计算公式,并用工程实测资料进行了验证,结果表明:引水渠道不冻长度计算结果与原型实测值符合较好,最小误差6.2%,最大误差29.5%;不冻长度与渠道来水流量、井水注入量、井水水温、大气温度、日太阳辐射量成正比,与风速、大气饱和差、日降雪量成反比;其中,渠道来水流量对不冻长度影响较小,井水注入量、大气温度、风速等对不冻长度影响较显著;且保持其他条件不变,井水注入量每增加0.02 m3/s,不冻长度以400 m递增;大气温度每降低5℃,不冻长度减小幅度为16.1%~31.3%;风速从0.5 m/s增加到6.0 m/s,不冻长度减小幅度为4.3%~53.0%;此研究可为解决寒区水电站引水渠道冰灾防治问题提供科学依据。

高寒区抽水融冰渠道水温沿程衰减规律——以红山嘴水电站为例

抽水融冰技术是解决高寒区引水式电站冬季运行冰害问题的有效措施之一。为研究抽水融冰对电站引水渠道冬季引水的水温控制规律,以红山嘴水电站为例,基于RNGκ-ε模型数值模拟研究结果,从热流量比角度探讨了渠道水温沿程衰减规律,并采用2013年2月和2014年1月原型观测结果进行了验证。结果表明:渠道水温沿程衰减过程可分为骤降段、过渡段和缓降段3部分,各段范围受外界条件控制;衰减曲线呈幂函数分布,相关系数达到98%;对比气温对渠温沿程衰减的影响表明,随着大气温度的降低,渠道水温沿程衰减速度明显加快;-10℃为水温衰减过程变化转折点,当气温高于-10℃时,可以近似认为渠温衰减规律一致,渠温沿程变化主要受到热流量比值影响;低于-10℃时,气温对渠道水温沿程变化影响显著。

引水渠道抽水融冰水温沿程变化规律试验研究

在我国严寒地区,为了有效地改善引水式水电站引水渠冰封冰冻现象,可采取抽水融冰方法来保证引水渠道冬季运行畅通,为此对引水渠道抽水融冰水温沿程变化规律进行了试验研究。分别在未注井水、单井注水和双井注水3种情况下,进行了8组不同渠水流量和3组不同井水流量的试验;其中,单井注水试验分别选择了4个不同位置,双井注水的试验分别选择了在6个不同注水位置的组合进行。根据试验结果,分别得到了未注井水、单井注水和双井注水3种情况下,引水渠道水温沿程逐渐减小的变化规律;并结合数据分析,首先得到了未注井水时引水渠道水温沿程变化计算公式,并将计算值和实测值进行了对比,结果表明两者符合较好;在此基础上,重点分析得到了单井注水和双井注水的水温沿程变化计算公式,并分别进行了计算值和实测值的对比分析,结果表明:单井注水和双井注水实测值和计算值最大误差分别为6.25%和5.84%,可以用于实际工程水温沿程变化计算。

红山嘴水电站抽水融冰原型试验及不冻长度计算

主要介绍了新疆红山嘴水电站应用抽水融冰技术解决长期困扰水电站运行的冰害问题,给出了高寒区引水渠道冬季运行抽水融冰基本原理。根据原型观测结果,分析得出了抽水后渠道水温的沿程变化规律。参照经验公式对不冻长度进行了计算,并将结果与2级引水渠上布置的融冰井间距作了对比,为抽水融冰井群优化布置等相关内容研究奠定了基础。

红山嘴电厂抽水融冰技术新探索

北方高寒地区,由于冬季漫长、寒冷,水电工程、水电站普遍存在冰危害问题,严重影响工程安全引水和电站正常发电生产。红山嘴电厂历经十几年研究与实践,利用地下水融冰,先后凿井十六眼,采用大流量潜水泵提地下水,依次注入引水渠,消除渠道结冰盖、冰堵、冰塞之害,从根本上改善了五座梯级电站的冬季运行条件,并通过工程和设备改造使抽水融冰技术的升温和增能效益逐步充分发挥出来,取得显著的经济效益和社会效益。

抽水融冰技术应用的经济效益和社会效益

抽水融冰技术在红山嘴电厂的应用和推广,极大改善了电厂的冬季运行条件,逐步消除了冰害对电厂运行的影响,使红山嘴电厂冬季发电生产能力稳步提高,创造较好的经济效益和社会效益。

高寒地区引水渠道抽水融冰影响因素研究

冰情的产生对渠道输水和生态环境造成较大影响,同时也带来了巨大的经济损失和安全隐患。文章以新疆哈德布特水电站抽水融冰为研究对象,通过建立实验模型进行试验和实时观测,对抽水融冰效果和抽水融冰影响因素进行了研究,结果表明:井水和渠水的流量以及气温和水温的高低都与不冻长度的距离成正比;推导出相应的不冻长度定量关系,对其他高寒地区引水渠道的稳定运行具有重要的参考意义。

高寒区引水渠道抽水融冰水温变化过程模拟

抽水融冰技术能解决中国西北等高寒地区引水式水电站引水渠冰害。该文以新疆红山嘴电站引水渠道为研究对象,对引水渠道抽水融冰水温变化过程进行数值模拟。通过对模拟结果与原型观测结果对比研究,验证数值模型的可靠性。最后分别模拟分析井水流量、渠道流量、井水温度、渠道水温、流量和温度同时变化时,引水渠道水温沿程变化规律。结果表明：1）井水流量和井水温度变化与混合后水温成正比,井水流量越大,水温越高,渠道增温效果越明显;2）渠道流量变化与混合后水温成反比,渠道流量越大,井水的增温效果越不明显;3）渠道水温与混合后水温成正比,渠道水温越低,混合后水温也越低;4）渠道引水温度降低为原来0.25倍,同时井水流量增大至原来4倍,混合后水温比降低渠水温度时高0.14-1.43℃,在实际工程中,增加井水流量是抽水融冰最有效的方法。研究为寒区引水渠道冰害的防治提供科学依据。

高寒区引水渠道抽水融冰原型试验及分析

在我国新疆、西藏等西部高寒地区,抽水融冰是解决该地区引水式电站冬季运行冰害的理想措施。本文在对引水渠道冬季运行冰害形成过程及影响分析的基础上,结合新疆玛纳斯河流域红山嘴水电站应用抽水融冰情况,介绍了高寒区引水渠道冬季运行抽水融冰基本原理,并根据抽水融冰原型试验结果分析了抽水融冰的运行效果,给出了渠道水与井水混合后的温度变化过程以及渠道水温沿程变化规律等,进一步论证了抽水融冰理论的正确性和可行性。

寒区引水渠道抽水融冰过程的数值模拟分析

抽水融冰可以有效解决寒区引水渠道冬季运行冰害问题,为了认识不同边界条件下抽水融冰过程中水温的变化规律,为实际工程的设计和管理等提供技术依据,本文以玛纳斯河流域红山嘴电站的引水渠道为研究对象,采用FLUENT软件建立了引水渠道和抽水融冰井的数学模型,并以此为模型工具对不同研究工况下引水渠沿程水温进行了数值模拟分析,并将计算结果与实测数据进行比较验证,结果显示:混合水温和井水流量、井水水温、渠道原始水温均呈正相关关系,渠道原始流量和混合水温呈负相关关系。根据上述模拟结果,在实际工程中采取增加井水流量可更容易、更有效地解决渠道冰害问题。

寒区引水明渠抽水融冰试验

寒区冬季明渠引水长期遭受冰害困扰,严重制约工农业及居民生活用水,经济损失巨大.结合新疆红山嘴水电站2级引水明渠,采用原型观测方法,开展了2次抽水融冰试验.根据试验结果,分析了不同水井运行方式下,井后明渠沿程水温、井前后5m明渠水温及整个引水明渠沿程水温的变化情况,得到了上述情况下明渠水温的变化规律及水井运行制度对水温变化的影响.处于运行状态的水井井后明渠水温得到了显著提高,在井后50m范围内,水温急剧下降,并产生较大波动,超出该范围后,水温下降不明显,波动也相对平缓;井水和渠水的混掺及渠水与外界的热交换过程并不能在短时间、短距离内完成.2次试验气温基本相同,试验过程中明渠末端水温相差不大,都在1.5℃左右.

红山嘴梯级水电站抽水融冰技术应用与探讨

本文以红山嘴梯级水电站40年运行管理经验为特例,介绍新疆寒冷地区针对冰危害对工程的影响,根据工程实际情况,应用打井抽水融冰技术解决长期困扰梯级水电站运行的冰危害问题,并就打井抽水融冰技术的实际应用提出建议。

高寒区多口融冰井引水渠道水温变化三维模拟及井群优化布置

为探讨抽水融冰技术解决严寒地区渠道冰害的效果,以新疆玛纳斯河流域红山嘴二级电站引水渠道为研究对象,对多口融冰井同时运行条件下引水渠道水温变化过程进行三维模拟,其模拟结果和原型观测结果平均相对误差为4.61%,验证了数值模拟的可靠性。在此基础上,通过改变井水流量、井前渠水流量和水温、外界大气温度等条件,对混合水温沿程变化过程进行了模拟。结果表明:1)仅将井水流量变为原来的50%和1.5倍时,井水注入量与混合水温成正比,且对混合水温的影响较大;2)仅将井前渠道水温分别降低和升高0.2和0.4℃时,井前渠道水温与混合水温成正比,且对混合水温的影响也较大,因此增大井水流量或者合理布置井群是抽水融冰最有效的方法;3)根据井前渠道水温为0.1℃,井前渠水流量分别为10、15、20和25 m^3/s,大气温度分别为–5、–10、–20和–30℃的模拟结果,得到了各井的不冻长度值,且随着井前渠道流量增大和外界大气温度降低,融冰井的不冻长度均随之减小,最后给出了在不同井前渠道流量和不同气温条件下融冰井的不冻长度和井的布置桩号等合理优化布置方案,此研究为解决寒区水电站引水渠道冰灾防治问题提供科学依据。

径流式梯级引水式电站防治冰、泥沙、洪水危害技术措施的探讨

1994～ 1998年红山咀电厂采取“抽水融冰技术”、“漏斗式全沙排沙技术”和扩建二级电站渠道枢纽泄洪工程等技术措施 ,在防治冰、沙、洪水危害方面取得了成功 ,改善了发电生产运行条件 ,生产技术有了很大进步 。

高寒区引水渠道水温变化规律的试验研究

在高寒地区,抽水融冰是引水式水电站冬季运行除冰害的一种有效措施。为了更好地研究抽水融冰过程中引水渠道水温变化规律,本研究结合新疆红山嘴水电站工程的实际应用,对抽水融冰过程进行了室外水槽模拟试验。试验在实际大气温度下分别分析了相同渠水流量、不同井水流量和相同井水流量、不同渠水流量条件下,引水渠水温沿程的变化规律,结果表明:各种加井水条件下的渠水水温都比不加井水时要高,渠水水温先升高后降低,并有一峰值,峰值出现在加水点4-8 m处,说明冬季抽取地下水注入引水渠的方法是可行的;当渠水流量确定的情况下,随着井水流量的增大,渠水温度升高幅度也显著增大,增幅明显,从井水流量0.06 L/s时的0.5-1.25℃增大到井水流量0.14 L/s时的0.35-0.77℃,增幅为0.15-0.48℃左右;当井水流量确定的情况下,随着渠水流量的增大,渠水水温升高幅度减小,从渠水流量1.5 L/s时升高的0.77-1.9℃减小到渠水流量7.5 L/s时升高的0.26-0.45℃,减小幅度为0.51-1.45℃。该试验结果可为抽水融冰运行机理提供科学依据并为实际工程提供借鉴意义。