抽水蓄能电站竖井压力钢管安装技术浅析.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 26 日 作者简介:王刚宁(1983),男,汉族,辽宁丹东人,本科,高级工程师,现任职于中国水利水电第六工程局有限公司,研究方向为项目经营管理、水工金属结构技术管理。-127-抽水蓄能电站竖井压力钢管安装技术浅析 王刚宁 中国水利水电第六工程局有限公司,辽宁 丹东 118000 摘要:摘要:抽水蓄能电站作为清洁能源的重要组成部分,在我国得到了广泛的应用。竖井压力钢管肩负着输送水力能量的关键使命,成为抽水蓄能电站的基石。竖井压力钢管的安装技术水平和质量,对电站的运行稳定性和发电效率具有直接影响。因此,深入研究并掌握竖井压力钢管的安装
2、技术,显得尤为重要。本文全方位解析了抽水蓄能电站竖井压力钢管的安装技术,旨在为我国抽水蓄能电站的建设提供有益借鉴。关键词:关键词:竖井;压力钢管;安装技术 中图分类号:中图分类号:TV743 竖井压力钢管安装技术是指在抽水蓄能电站建设过程中,将钢管垂直地安装在地下竖井中,并承受着巨大的压力。钢管的安装质量直接关系到抽水蓄能电站的整体结构和功能性能,需要采取科学、严谨的施工方案和安全措施来进行钢管的安装。因此,在电站建设的过程中,必须高度重视竖井压力钢管安装技术的研究和应用,不断完善相关工艺和标准,以推动抽水蓄能电站的可持续发展。1 抽水蓄能电站竖井压力钢管安装技术概述 如图 1 所示,抽水蓄能
3、电站是一种灵活、高效的发电方式,其原理基于水能和重力势能之间的转化。这种电站利用两个高度不同的水库,一个位于较高的地方,被称为上池,另一个位于较低的地方,被称为下池。当电力需求低谷时,电站会利用多余的电力将水从下池抽运至上池,这时水在被提升的过程中,其重力势能被转化为电能并存储在上池中。而在电力需求高峰时,电站会打开水闸,让水从上池通过水轮机流入下池,水轮机带动发电机发电,将储存的电能转化为有用的电力,并供应给电网1。图 1 抽水蓄能电站原理 竖井压力钢管在抽水蓄能电站中发挥着举足轻重的作用。其结构设计与制造质量密切相关,影响着电站的性能与运行安全。在复杂地质环境下,需要确保竖井压力钢管的可靠
4、性与稳定性,进而实现抽水蓄能电站的高效利用和持久运行。首先,竖井压力钢管的结构须具备高强度与抗压能力。在水抽升与释放的过程中,会产生巨大的压力,因此竖井压力钢管需应对这种高压环境下的力学挑战。于是,钢管通常选用高强度钢材制成,以拥有卓越的抗压性能与耐腐蚀能力。此外,为应对复杂地质条件带来的挑战,竖井钢管设有不同的直径与壁厚,以适应各种地层压力变化。其次,竖井压力钢管的主要职能在于调节水库的水量储存与释放,以及保持系统压力的稳定。在蓄能过程中,竖井压力钢管的职责是将水源远逐至高处,储存在水库之中。一旦电站需要释放能量,钢管便适时将水从高处倾泻而下,驱动涡轮发电机运转,进而发光发热。竖井钢管的密闭
5、性与连接性能,无疑是决定其能否高效储存和释放水能的关键所在2。除此之外,竖井压力钢管更具备独特的水力调控功能。通过设计竖井压力管网的布局,能够实现对抽水和蓄水过程中水流速度、流向及压力的调控。据此,在多样化的电力调度和能源需求下,系统运行得以灵活应对。在面对复杂地质环境的挑战时,通过适度调控水位和竖井压力管网参数,能够有效应对地层不均匀和地下水源不稳定等问题,确保电站稳定运行。2 抽水蓄能电站竖井压力钢管安装技术所面临的挑战 中国科技期刊数据库 工业 A-128-大管径无疑是竖井压力钢管安装技术所面临的一项严峻挑战。抽水蓄能电站需承受巨大的水压,因此,钢管尺寸必须足够大,以抵御压力冲击。然而,
6、大管径在制造、运输和安装过程中都存在诸多技术难题。如何确保钢管的品质与强度,使其安然承受水压,成为这项技术亟待突破的难题。引水压力也是竖井压力钢管安装技术的一大挑战。为实现抽水蓄能电站的高效发电,水流需以疾速穿越竖井压力钢管进行引水。这要求钢管具备卓越的抗压与耐磨性能,在高压、高速的工作环境下保持稳定运行。此外,在钢管的管壁设计、材料选用及加工工艺等方面,都必须充分考量引水压力所带来的影响,确保钢管在恶劣条件下依然能够正常运转3。复杂的地质条件也给竖井压力钢管安装技术带来了巨大的挑战。抽水蓄电站的建设遍布各地,不同的地理环境孕育着迥异的地质条件,这些差异无疑对竖井压力钢管的安装与稳固产生了直接
7、影响。如在地震活跃区域,需在设计和施工过程中着重强化抗震能力;而在地质层结构错综复杂之地,钢管的定位与固定更是面临着严峻的挑战。因此,技术人员在规划和施工过程中务必全面审视地质特点,并运用针对性技术手段,以增强竖井压力钢管的稳定性和安全性。3 抽水蓄能电站竖井压力钢管安装自动化技术要点 3.1 钢管制作与加工技术 抽水蓄能电站作为现代化能源工程的重要组成部分,其关键设备之一是竖井压力钢管。钢管制作与加工技术的优劣直接影响到电站的运行稳定性、安全性以及经济性。抽水蓄能电站竖井压力钢管所使用的材料,当具高强度、抗腐蚀性与优良可焊性。依据具体工程需求,精选适宜的材质,并通过严谨的物理化学性能测试,实
8、行质量把关,以确保钢管之可靠性与安全性。钢管的制造工艺应当追求高效、稳定、精确的品质。传统手工制造已逐步为自动化机械制造所取代。运用自动化生产过程,不仅提升生产效益,同时降低人为失误及安全风险。巧妙地将质量控制与自动化制造相融合,确保钢管尺寸精度与品质稳定4。钢管在制造过程中需要进行切割、钻孔、焊接等加工工序。为了保证加工精度和一致性,采用高精度的自动化加工设备,减少了人工操作所带来的误差。在加工过程中,严格按照工艺要求进行操作,以确保钢管的加工质量和尺寸精度。钢管表面处理非常重要,它直接影响着钢管的耐腐蚀性和使用寿命。以往采用传统的化学处理方法,但这种方法不仅存在环境污染的问题,而且操作上也
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