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2019-12-02 07:36:08嚴(yán)天豪孫育哲
水電站機(jī)電技術(shù) 2019年11期
嚴(yán)天豪，孫育哲
（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺(tái)317200）
1 引言
桐柏抽水蓄能電站位于浙江省臺(tái)州市天臺(tái)縣境內(nèi)，是一座日調(diào)節(jié)抽水蓄能電站，電站裝設(shè)4臺(tái)單機(jī)容量為300 MW的水輪發(fā)電機(jī)組。在華東電網(wǎng)中主要擔(dān)負(fù)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和緊急事故備用等任務(wù)。桐柏抽水蓄能電站包括上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)等過(guò)水樞紐工程，上游輸水系統(tǒng)為一洞兩機(jī)，下游輸水系統(tǒng)為一洞一機(jī)。上水庫(kù)利用己建的桐柏電站水庫(kù)改建為桐柏抽水蓄能電站上水庫(kù)，下水庫(kù)位于三茅溪支流百丈溪中游，上下水庫(kù)均有天然來(lái)水。
機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)采用單元供水方式，常用供水源取自本機(jī)組的下游側(cè)尾水管，備用水源取自公用側(cè)技術(shù)供水管。技術(shù)供水管進(jìn)口端配有技術(shù)供水泵和濾水器。供水對(duì)象包括主變負(fù)載冷卻系統(tǒng)、上導(dǎo)軸承冷卻器、發(fā)電/電動(dòng)機(jī)空氣冷卻器、推力和下導(dǎo)軸承冷卻器、調(diào)速器油槽冷卻器、水導(dǎo)軸承冷卻器、機(jī)組主軸密封、上下迷宮環(huán)等。
公用供水系統(tǒng)設(shè)有2臺(tái)主濾過(guò)器，水源取自1號(hào)機(jī)組尾水閘門外側(cè)和4號(hào)機(jī)組尾水閘門外側(cè)。供水對(duì)象包括4臺(tái)主變空載冷卻系統(tǒng)、SFC冷卻系統(tǒng)、高壓氣機(jī)冷卻系統(tǒng)、SFC輸入輸出變冷卻系統(tǒng)消防用水、空調(diào)系統(tǒng)冷卻水等。
2 背景介紹
桐柏抽水蓄能電站技術(shù)供水管道2005年投入運(yùn)行，設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行后管道砂眼逐漸增多，為保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，分批將該碳鋼管道更換為不銹鋼管。對(duì)拆下來(lái)的碳鋼管內(nèi)壁進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，并附著有較多的貝類水生物，經(jīng)過(guò)多方查證，判斷該貝殼類水生物為沼蛤。沼蛤俗稱淡水殼菜，普遍散布于中國(guó)及周邊國(guó)家的淡水河湖的硬質(zhì)材料表面。沼蛤?qū)Νh(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，繁殖率高，進(jìn)入技術(shù)供水管道內(nèi)后易迅速擴(kuò)張，密集附著于彎管、機(jī)械閥門及機(jī)械法蘭連接處，由于附著在壁面的沼蛤腐爛后會(huì)腐蝕管壁，從而縮短了設(shè)備的使用壽命。
2017年，2號(hào)機(jī)C修復(fù)役試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)水導(dǎo)瓦溫高報(bào)警，4個(gè)水導(dǎo)瓦溫RTD均出現(xiàn)明顯上升現(xiàn)象，水導(dǎo)瓦溫上升至65°且繼續(xù)上升。經(jīng)過(guò)分析，可以判斷造成瓦溫升高的原因?yàn)樗畬?dǎo)冷卻水管道堵塞。結(jié)合機(jī)組檢修時(shí)在球閥活門表面、技術(shù)供水濾過(guò)器內(nèi)表面附著的沼蛤，懷疑為管道內(nèi)部的沼蛤在檢修期內(nèi)逐漸死亡后脫落，機(jī)組充水后全部堆積在水導(dǎo)冷卻器前端無(wú)法通過(guò)，造成冷卻器堵塞，降低了冷卻水流量。拆除水導(dǎo)冷卻器進(jìn)口端管道，果然發(fā)現(xiàn)有較多沼蛤堆積在水導(dǎo)冷卻器前端。
桐柏抽水蓄能電站尾水管水位測(cè)量裝置安裝在尾水管進(jìn)人門附近，通過(guò)在外接的管道中安裝4個(gè)水位計(jì)來(lái)測(cè)量尾水管內(nèi)水位的高度從而控制機(jī)組流程，其靈敏度較高。電站運(yùn)行至今，頻繁發(fā)生由于水位計(jì)誤動(dòng)造成機(jī)組啟停異常的情況。機(jī)組檢修期間，通過(guò)內(nèi)窺鏡檢查管道內(nèi)部情況，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)附著有部分沼蛤，可能是造成水位計(jì)誤動(dòng)的原因之一。
另外，在機(jī)組檢修排水期間，曾在機(jī)組技術(shù)供水濾過(guò)器、水導(dǎo)冷卻器前端、主進(jìn)水球閥活門等多處發(fā)現(xiàn)沼蛤聚集，嚴(yán)重威脅到設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因?yàn)闄C(jī)組各軸承冷卻器內(nèi)部大多為細(xì)銅管布置，管徑較小，成年的沼蛤極易卡在銅管處造成冷卻器堵塞，導(dǎo)致機(jī)組各軸承冷卻效果降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)組燒瓦事故，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。若重要部位的流量表計(jì)因沼蛤附著而失靈，將導(dǎo)致機(jī)組開(kāi)機(jī)條件不滿足，造成開(kāi)機(jī)受阻。
為防止沼蛤附著對(duì)設(shè)備造成直接或間接地?fù)p壞，公司成立專題研究小組分析討論沼蛤的聚集原因和防止方法，已初見(jiàn)成效。
圖1 水導(dǎo)冷卻器前端管道內(nèi)情況
3 原因分析
沼蛤是貽貝的一種，它能分泌出一種叫足絲的蛋白質(zhì)，牢固地固著在水中物體上，如在冷卻水管道、攔污柵、以及其他過(guò)流部件處，可致管道有效過(guò)流面積變小，甚至可把管道完全堵塞。或者由于它們的正常死亡，脫落下來(lái)的沼蛤，在管道的轉(zhuǎn)折處或冷卻器前端沉積，因而引起管道堵塞，水流不通，冷卻效果降低而影響機(jī)組設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。沼蛤的適宜生存溫度在16～21℃左右，幼體生長(zhǎng)1年可達(dá)8～10.5 mm。
沼蛤的大量繁殖堆積與抽水蓄能電站封閉式的運(yùn)行方式有關(guān)。在沼蛤的繁殖期，水流攜帶幼蟲(chóng)進(jìn)入機(jī)組流道內(nèi)，可在技術(shù)供水管道內(nèi)部廣泛傳播和污損附著。由于幼蟲(chóng)個(gè)體微小，隨水流自由遷移，且可以穿過(guò)技術(shù)供水濾過(guò)器到達(dá)各用戶處。由于抽水蓄能電站內(nèi)部的水溫、流速等條件十分有利于沼蛤的附著成長(zhǎng)，沼蛤在幼蟲(chóng)階段隨水流進(jìn)入抽水蓄能電站的管道內(nèi)，隨著其生長(zhǎng)發(fā)育，逐漸開(kāi)始分泌足絲附著在物體上，憑借過(guò)濾水流帶來(lái)的藻類懸浮碎屑等進(jìn)食并不斷長(zhǎng)大，大量生長(zhǎng)、高密度附著，形成災(zāi)害，不僅對(duì)水工建筑物表面造成腐蝕、破壞，降低工程的使用壽命，還會(huì)堵塞冷卻器，影響冷卻效果。
3.1 水質(zhì)調(diào)查
水質(zhì)狀況不僅反應(yīng)了上下庫(kù)水體中浮游生物的豐度，也反應(yīng)了沼蛤的生長(zhǎng)環(huán)境。選取影響沼蛤生長(zhǎng)的水質(zhì)因素及反映桐柏水庫(kù)水質(zhì)狀況的參數(shù)進(jìn)行比較，分析包括水樣外觀、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、總氮等指標(biāo)如表1所示。
表1 2018年桐柏抽水蓄能電站上下庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)顯示，桐柏抽水蓄能電站水質(zhì)較好，適合沼蛤的生存，水體中含有足夠的有機(jī)物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)元素等促進(jìn)了硅藻及其他浮游植物的生長(zhǎng)，為沼蛤提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及充足的食物來(lái)源。
3.2 水流及溫度調(diào)查
文獻(xiàn)研究表明，管道沼蛤附著密度與溫度呈現(xiàn)對(duì)數(shù)關(guān)系，較高的水流速度能減少沼蛤在管道內(nèi)的附著活動(dòng)，當(dāng)水流速度在2 m/s以上時(shí)，沼蛤不易附著。分析桐柏抽水蓄能電站管路參數(shù)，如表2所示。
技術(shù)供水管道安裝初期基本采用碳素鋼材質(zhì)，多年運(yùn)行后均有不同程度的銹蝕，表面變得粗糙，便于沼蛤的附著。后期部分管段已更換為不銹鋼材質(zhì)，但彎管、閥門及法蘭連接處仍容易造成沼蛤附著生長(zhǎng)。
表2 技術(shù)供水冷卻水管參數(shù)
在機(jī)組停機(jī)備用時(shí)，機(jī)組技術(shù)供水泵停止運(yùn)行，技術(shù)供水管道內(nèi)水體不流動(dòng)，有利于沼蛤附著定居，且水溫適宜，故各技術(shù)供水管道內(nèi)沼蛤容易迅速繁殖生長(zhǎng)，造成冷卻水流量偏小，最終導(dǎo)致機(jī)組各軸承冷卻效果降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)組燒瓦事故，影響機(jī)組運(yùn)行及穩(wěn)定系數(shù)。
機(jī)組檢修期間，管路內(nèi)水基本排空，原來(lái)附著在管壁處的沼蛤無(wú)法繼續(xù)存活而大量死亡脫落，機(jī)組復(fù)役充水后，死亡的成年沼蛤被沖至管徑較小的冷卻器前端造成堵塞。因此在機(jī)組檢修期過(guò)后，應(yīng)特別關(guān)注冷卻水流量情況，避免燒瓦。
4 防治措施
沼蛤在抽水蓄能電站管道及其他過(guò)流部件內(nèi)的大量滋生及入侵已經(jīng)嚴(yán)重威脅到設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，迫切需要尋找到簡(jiǎn)單有效的防治措施。目前控制和預(yù)防沼蛤危害的有效措施主要有物理方法、化學(xué)方法以及生物防治。
4.1 物理防治
物理防治措施主要是當(dāng)沼蛤在管道內(nèi)聚集到一定程度后，利用物理方法進(jìn)行清除的一種手段，簡(jiǎn)單有效、對(duì)環(huán)境影響較小，但是無(wú)法根治。
對(duì)于空間較大或方便拆除的設(shè)備，可在機(jī)組檢修期間排水后采用人工或機(jī)械刮除，并重新刷漆處理。有條件的電站可在電站管道進(jìn)水口處設(shè)置沉降池，利用幼蟲(chóng)的自身重量，自然沉到池底淤泥層后窒息死亡，從而減少進(jìn)入管道內(nèi)部的沼蛤數(shù)量。
對(duì)于冷卻器前端管路細(xì)長(zhǎng)等部位，人工刮除難度較大，可在機(jī)組充水后采用反沖洗等手段，將聚集的沼蛤沖洗干凈。為避免沼蛤聚集造成管道堵塞，影響冷卻效果，應(yīng)定期監(jiān)視冷卻水流量，發(fā)現(xiàn)冷卻水流量有明顯降低時(shí)應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注并及時(shí)清除。
4.2 化學(xué)方法
化學(xué)防治措施主要是在管道內(nèi)投放化學(xué)藥劑，對(duì)沼蛤進(jìn)行滅殺，對(duì)于抽水蓄能電站這種流量較大的輸水管道，效果不明顯，且有害化學(xué)藥劑的使用將對(duì)電廠水庫(kù)系統(tǒng)造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞，因此不宜推廣。
4.3 生物防治
國(guó)內(nèi)外的研究經(jīng)驗(yàn)表明：成貝階段的沼蛤有貝殼保護(hù)，具有一定的環(huán)境耐受力，加之繁殖力強(qiáng)，一旦進(jìn)入水利工程通常很難清除；而幼蟲(chóng)階段的沼蛤自我防護(hù)能力差，是防治滅殺的好時(shí)機(jī)，但其個(gè)體微小且數(shù)量眾多，徹底滅殺也非易事。
綜合實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)資料，可以在水庫(kù)中投放鯉魚(yú)、青魚(yú)、三角魴等魚(yú)類。鯉魚(yú)、青魚(yú)、魴魚(yú)等生活在水體中下層的魚(yú)類可以直接吞食沼蛤，從而控制沼蛤的大量滋生繁殖。其中，三角魴只能控制殼長(zhǎng)為14 mm以下的沼蛤，而青魚(yú)和鯉魚(yú)能控制沼蛤的最大殼長(zhǎng)是24 mm。沼蛤靠濾食水中浮游生物為生，主要是硅藻類。也可以考慮在水庫(kù)投放濾食性魚(yú)類，競(jìng)爭(zhēng)獲取水中浮游的藻類植物，降低淡水殼菜食物豐度。生物防治的優(yōu)點(diǎn)是有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，缺陷是不能像物理、化學(xué)方法一樣立竿見(jiàn)影，需要一定的時(shí)間才能見(jiàn)效。
4.4 其他措施
涂料防護(hù)法：主要從預(yù)防沼蛤附著考慮，思路較為合理?？稍跈C(jī)組上游側(cè)壓力鋼管、尾水鋼管等表面涂覆防護(hù)涂料，以提高物體表面的光滑度，減少沼蛤的附著量，或者在涂料中添加殺蟲(chóng)劑或其他特殊元素，對(duì)沼蛤進(jìn)行殺滅。技術(shù)供水濾過(guò)器每次檢修后均可重新涂覆防護(hù)涂料。但這些涂料經(jīng)常因?yàn)榫哂卸拘?、污染水體而不能廣泛推廣應(yīng)用，在涂料選擇時(shí)應(yīng)慎重考慮。
另外，還可以用紫外線照射、超聲波高頻振蕩技術(shù)、調(diào)節(jié)水流速度等方法來(lái)消除管道內(nèi)的沼蛤。但目前這些方法可操作性差，經(jīng)濟(jì)性差，不適宜推廣。
5 結(jié)束語(yǔ)
沼蛤的入侵對(duì)抽水蓄能電站的危害已經(jīng)越來(lái)越普遍，浙江天荒坪抽水蓄能電站、安徽瑯琊山抽水蓄能電站、北京十三陵抽水蓄能電站、廣州抽水蓄能電站等均有沼蛤入侵造成設(shè)備受損的情況發(fā)生。本文以桐柏抽水蓄能電站為依據(jù)，從不同的方面提出幾個(gè)簡(jiǎn)單易行的防治手段，但還沒(méi)有根本消除，期待有進(jìn)一步的突破，同時(shí)為電站解決其他類似問(wèn)題提供一種思路。
嚴(yán)天豪，孫育哲
（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺(tái)317200）
1 引言
桐柏抽水蓄能電站位于浙江省臺(tái)州市天臺(tái)縣境內(nèi)，是一座日調(diào)節(jié)抽水蓄能電站，電站裝設(shè)4臺(tái)單機(jī)容量為300 MW的水輪發(fā)電機(jī)組。在華東電網(wǎng)中主要擔(dān)負(fù)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和緊急事故備用等任務(wù)。桐柏抽水蓄能電站包括上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)等過(guò)水樞紐工程，上游輸水系統(tǒng)為一洞兩機(jī)，下游輸水系統(tǒng)為一洞一機(jī)。上水庫(kù)利用己建的桐柏電站水庫(kù)改建為桐柏抽水蓄能電站上水庫(kù)，下水庫(kù)位于三茅溪支流百丈溪中游，上下水庫(kù)均有天然來(lái)水。
機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)采用單元供水方式，常用供水源取自本機(jī)組的下游側(cè)尾水管，備用水源取自公用側(cè)技術(shù)供水管。技術(shù)供水管進(jìn)口端配有技術(shù)供水泵和濾水器。供水對(duì)象包括主變負(fù)載冷卻系統(tǒng)、上導(dǎo)軸承冷卻器、發(fā)電/電動(dòng)機(jī)空氣冷卻器、推力和下導(dǎo)軸承冷卻器、調(diào)速器油槽冷卻器、水導(dǎo)軸承冷卻器、機(jī)組主軸密封、上下迷宮環(huán)等。
公用供水系統(tǒng)設(shè)有2臺(tái)主濾過(guò)器，水源取自1號(hào)機(jī)組尾水閘門外側(cè)和4號(hào)機(jī)組尾水閘門外側(cè)。供水對(duì)象包括4臺(tái)主變空載冷卻系統(tǒng)、SFC冷卻系統(tǒng)、高壓氣機(jī)冷卻系統(tǒng)、SFC輸入輸出變冷卻系統(tǒng)消防用水、空調(diào)系統(tǒng)冷卻水等。
2 背景介紹
桐柏抽水蓄能電站技術(shù)供水管道2005年投入運(yùn)行，設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行后管道砂眼逐漸增多，為保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，分批將該碳鋼管道更換為不銹鋼管。對(duì)拆下來(lái)的碳鋼管內(nèi)壁進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，并附著有較多的貝類水生物，經(jīng)過(guò)多方查證，判斷該貝殼類水生物為沼蛤。沼蛤俗稱淡水殼菜，普遍散布于中國(guó)及周邊國(guó)家的淡水河湖的硬質(zhì)材料表面。沼蛤?qū)Νh(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，繁殖率高，進(jìn)入技術(shù)供水管道內(nèi)后易迅速擴(kuò)張，密集附著于彎管、機(jī)械閥門及機(jī)械法蘭連接處，由于附著在壁面的沼蛤腐爛后會(huì)腐蝕管壁，從而縮短了設(shè)備的使用壽命。
2017年，2號(hào)機(jī)C修復(fù)役試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)水導(dǎo)瓦溫高報(bào)警，4個(gè)水導(dǎo)瓦溫RTD均出現(xiàn)明顯上升現(xiàn)象，水導(dǎo)瓦溫上升至65°且繼續(xù)上升。經(jīng)過(guò)分析，可以判斷造成瓦溫升高的原因?yàn)樗畬?dǎo)冷卻水管道堵塞。結(jié)合機(jī)組檢修時(shí)在球閥活門表面、技術(shù)供水濾過(guò)器內(nèi)表面附著的沼蛤，懷疑為管道內(nèi)部的沼蛤在檢修期內(nèi)逐漸死亡后脫落，機(jī)組充水后全部堆積在水導(dǎo)冷卻器前端無(wú)法通過(guò)，造成冷卻器堵塞，降低了冷卻水流量。拆除水導(dǎo)冷卻器進(jìn)口端管道，果然發(fā)現(xiàn)有較多沼蛤堆積在水導(dǎo)冷卻器前端。
桐柏抽水蓄能電站尾水管水位測(cè)量裝置安裝在尾水管進(jìn)人門附近，通過(guò)在外接的管道中安裝4個(gè)水位計(jì)來(lái)測(cè)量尾水管內(nèi)水位的高度從而控制機(jī)組流程，其靈敏度較高。電站運(yùn)行至今，頻繁發(fā)生由于水位計(jì)誤動(dòng)造成機(jī)組啟停異常的情況。機(jī)組檢修期間，通過(guò)內(nèi)窺鏡檢查管道內(nèi)部情況，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)附著有部分沼蛤，可能是造成水位計(jì)誤動(dòng)的原因之一。
另外，在機(jī)組檢修排水期間，曾在機(jī)組技術(shù)供水濾過(guò)器、水導(dǎo)冷卻器前端、主進(jìn)水球閥活門等多處發(fā)現(xiàn)沼蛤聚集，嚴(yán)重威脅到設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因?yàn)闄C(jī)組各軸承冷卻器內(nèi)部大多為細(xì)銅管布置，管徑較小，成年的沼蛤極易卡在銅管處造成冷卻器堵塞，導(dǎo)致機(jī)組各軸承冷卻效果降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)組燒瓦事故，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。若重要部位的流量表計(jì)因沼蛤附著而失靈，將導(dǎo)致機(jī)組開(kāi)機(jī)條件不滿足，造成開(kāi)機(jī)受阻。
為防止沼蛤附著對(duì)設(shè)備造成直接或間接地?fù)p壞，公司成立專題研究小組分析討論沼蛤的聚集原因和防止方法，已初見(jiàn)成效。
圖1 水導(dǎo)冷卻器前端管道內(nèi)情況
3 原因分析
沼蛤是貽貝的一種，它能分泌出一種叫足絲的蛋白質(zhì)，牢固地固著在水中物體上，如在冷卻水管道、攔污柵、以及其他過(guò)流部件處，可致管道有效過(guò)流面積變小，甚至可把管道完全堵塞。或者由于它們的正常死亡，脫落下來(lái)的沼蛤，在管道的轉(zhuǎn)折處或冷卻器前端沉積，因而引起管道堵塞，水流不通，冷卻效果降低而影響機(jī)組設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。沼蛤的適宜生存溫度在16～21℃左右，幼體生長(zhǎng)1年可達(dá)8～10.5 mm。
沼蛤的大量繁殖堆積與抽水蓄能電站封閉式的運(yùn)行方式有關(guān)。在沼蛤的繁殖期，水流攜帶幼蟲(chóng)進(jìn)入機(jī)組流道內(nèi)，可在技術(shù)供水管道內(nèi)部廣泛傳播和污損附著。由于幼蟲(chóng)個(gè)體微小，隨水流自由遷移，且可以穿過(guò)技術(shù)供水濾過(guò)器到達(dá)各用戶處。由于抽水蓄能電站內(nèi)部的水溫、流速等條件十分有利于沼蛤的附著成長(zhǎng)，沼蛤在幼蟲(chóng)階段隨水流進(jìn)入抽水蓄能電站的管道內(nèi)，隨著其生長(zhǎng)發(fā)育，逐漸開(kāi)始分泌足絲附著在物體上，憑借過(guò)濾水流帶來(lái)的藻類懸浮碎屑等進(jìn)食并不斷長(zhǎng)大，大量生長(zhǎng)、高密度附著，形成災(zāi)害，不僅對(duì)水工建筑物表面造成腐蝕、破壞，降低工程的使用壽命，還會(huì)堵塞冷卻器，影響冷卻效果。
3.1 水質(zhì)調(diào)查
水質(zhì)狀況不僅反應(yīng)了上下庫(kù)水體中浮游生物的豐度，也反應(yīng)了沼蛤的生長(zhǎng)環(huán)境。選取影響沼蛤生長(zhǎng)的水質(zhì)因素及反映桐柏水庫(kù)水質(zhì)狀況的參數(shù)進(jìn)行比較，分析包括水樣外觀、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、總氮等指標(biāo)如表1所示。
表1 2018年桐柏抽水蓄能電站上下庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)顯示，桐柏抽水蓄能電站水質(zhì)較好，適合沼蛤的生存，水體中含有足夠的有機(jī)物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)元素等促進(jìn)了硅藻及其他浮游植物的生長(zhǎng)，為沼蛤提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及充足的食物來(lái)源。
3.2 水流及溫度調(diào)查
文獻(xiàn)研究表明，管道沼蛤附著密度與溫度呈現(xiàn)對(duì)數(shù)關(guān)系，較高的水流速度能減少沼蛤在管道內(nèi)的附著活動(dòng)，當(dāng)水流速度在2 m/s以上時(shí)，沼蛤不易附著。分析桐柏抽水蓄能電站管路參數(shù)，如表2所示。
技術(shù)供水管道安裝初期基本采用碳素鋼材質(zhì)，多年運(yùn)行后均有不同程度的銹蝕，表面變得粗糙，便于沼蛤的附著。后期部分管段已更換為不銹鋼材質(zhì)，但彎管、閥門及法蘭連接處仍容易造成沼蛤附著生長(zhǎng)。
表2 技術(shù)供水冷卻水管參數(shù)
在機(jī)組停機(jī)備用時(shí)，機(jī)組技術(shù)供水泵停止運(yùn)行，技術(shù)供水管道內(nèi)水體不流動(dòng)，有利于沼蛤附著定居，且水溫適宜，故各技術(shù)供水管道內(nèi)沼蛤容易迅速繁殖生長(zhǎng)，造成冷卻水流量偏小，最終導(dǎo)致機(jī)組各軸承冷卻效果降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)組燒瓦事故，影響機(jī)組運(yùn)行及穩(wěn)定系數(shù)。
機(jī)組檢修期間，管路內(nèi)水基本排空，原來(lái)附著在管壁處的沼蛤無(wú)法繼續(xù)存活而大量死亡脫落，機(jī)組復(fù)役充水后，死亡的成年沼蛤被沖至管徑較小的冷卻器前端造成堵塞。因此在機(jī)組檢修期過(guò)后，應(yīng)特別關(guān)注冷卻水流量情況，避免燒瓦。
4 防治措施
沼蛤在抽水蓄能電站管道及其他過(guò)流部件內(nèi)的大量滋生及入侵已經(jīng)嚴(yán)重威脅到設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，迫切需要尋找到簡(jiǎn)單有效的防治措施。目前控制和預(yù)防沼蛤危害的有效措施主要有物理方法、化學(xué)方法以及生物防治。
4.1 物理防治
物理防治措施主要是當(dāng)沼蛤在管道內(nèi)聚集到一定程度后，利用物理方法進(jìn)行清除的一種手段，簡(jiǎn)單有效、對(duì)環(huán)境影響較小，但是無(wú)法根治。
對(duì)于空間較大或方便拆除的設(shè)備，可在機(jī)組檢修期間排水后采用人工或機(jī)械刮除，并重新刷漆處理。有條件的電站可在電站管道進(jìn)水口處設(shè)置沉降池，利用幼蟲(chóng)的自身重量，自然沉到池底淤泥層后窒息死亡，從而減少進(jìn)入管道內(nèi)部的沼蛤數(shù)量。
對(duì)于冷卻器前端管路細(xì)長(zhǎng)等部位，人工刮除難度較大，可在機(jī)組充水后采用反沖洗等手段，將聚集的沼蛤沖洗干凈。為避免沼蛤聚集造成管道堵塞，影響冷卻效果，應(yīng)定期監(jiān)視冷卻水流量，發(fā)現(xiàn)冷卻水流量有明顯降低時(shí)應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注并及時(shí)清除。
4.2 化學(xué)方法
化學(xué)防治措施主要是在管道內(nèi)投放化學(xué)藥劑，對(duì)沼蛤進(jìn)行滅殺，對(duì)于抽水蓄能電站這種流量較大的輸水管道，效果不明顯，且有害化學(xué)藥劑的使用將對(duì)電廠水庫(kù)系統(tǒng)造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞，因此不宜推廣。
4.3 生物防治
國(guó)內(nèi)外的研究經(jīng)驗(yàn)表明：成貝階段的沼蛤有貝殼保護(hù)，具有一定的環(huán)境耐受力，加之繁殖力強(qiáng)，一旦進(jìn)入水利工程通常很難清除；而幼蟲(chóng)階段的沼蛤自我防護(hù)能力差，是防治滅殺的好時(shí)機(jī)，但其個(gè)體微小且數(shù)量眾多，徹底滅殺也非易事。
綜合實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)資料，可以在水庫(kù)中投放鯉魚(yú)、青魚(yú)、三角魴等魚(yú)類。鯉魚(yú)、青魚(yú)、魴魚(yú)等生活在水體中下層的魚(yú)類可以直接吞食沼蛤，從而控制沼蛤的大量滋生繁殖。其中，三角魴只能控制殼長(zhǎng)為14 mm以下的沼蛤，而青魚(yú)和鯉魚(yú)能控制沼蛤的最大殼長(zhǎng)是24 mm。沼蛤靠濾食水中浮游生物為生，主要是硅藻類。也可以考慮在水庫(kù)投放濾食性魚(yú)類，競(jìng)爭(zhēng)獲取水中浮游的藻類植物，降低淡水殼菜食物豐度。生物防治的優(yōu)點(diǎn)是有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，缺陷是不能像物理、化學(xué)方法一樣立竿見(jiàn)影，需要一定的時(shí)間才能見(jiàn)效。
4.4 其他措施
涂料防護(hù)法：主要從預(yù)防沼蛤附著考慮，思路較為合理?？稍跈C(jī)組上游側(cè)壓力鋼管、尾水鋼管等表面涂覆防護(hù)涂料，以提高物體表面的光滑度，減少沼蛤的附著量，或者在涂料中添加殺蟲(chóng)劑或其他特殊元素，對(duì)沼蛤進(jìn)行殺滅。技術(shù)供水濾過(guò)器每次檢修后均可重新涂覆防護(hù)涂料。但這些涂料經(jīng)常因?yàn)榫哂卸拘?、污染水體而不能廣泛推廣應(yīng)用，在涂料選擇時(shí)應(yīng)慎重考慮。
另外，還可以用紫外線照射、超聲波高頻振蕩技術(shù)、調(diào)節(jié)水流速度等方法來(lái)消除管道內(nèi)的沼蛤。但目前這些方法可操作性差，經(jīng)濟(jì)性差，不適宜推廣。
5 結(jié)束語(yǔ)
沼蛤的入侵對(duì)抽水蓄能電站的危害已經(jīng)越來(lái)越普遍，浙江天荒坪抽水蓄能電站、安徽瑯琊山抽水蓄能電站、北京十三陵抽水蓄能電站、廣州抽水蓄能電站等均有沼蛤入侵造成設(shè)備受損的情況發(fā)生。本文以桐柏抽水蓄能電站為依據(jù)，從不同的方面提出幾個(gè)簡(jiǎn)單易行的防治手段，但還沒(méi)有根本消除，期待有進(jìn)一步的突破，同時(shí)為電站解決其他類似問(wèn)題提供一種思路。
