Сороудерживающие решетки

Сороудерживающие решетки, предотвращая попадание в турбину плавающих предметов и сора, которые могут её повредить, должны обладать необходимой прочностью и ремонтопригодностью, т.е. быть добротно запроектированными и доступными для обслуживания, осмотра и ремонта.

В практике эксплуатации имели место случаи, когда не были учтены вибрационные нагрузки на элементы решеток, в результате через некоторое время при осмотре решеток было обнаружено, что сохранился лишь каркас решеток, а стержни (пластины, полосы), образующие заградительную часть, оборваны и унесены потоком через турбину в нижний бьеф. Недоучет надежности конструкции решетки вместо её защитной функции может стать причиной повреждения турбины. Расстояние между стержнями в свету, как правило, задается равным 150-250 мм. При расчете решетки на гидростатическое давление задается полное или частичное засорение. На слабозасоренных водотоках решетки могут устанавливаться между затворами и даже в пазы ремонтного заграждения при соответствующем обосновании.

Неочищаемые решетки (где водоприемники не оборудованы специальными механизмами по очистке) могут устанавливаться только при больших заглублениях водоприемников, но должны быть доступны для водолазного обследования при уровнях воды близких к УМО. Такие решетки в случае засорения должны иметь возможность для подъема с целью очистки, окраски, и, если необходимо, их ремонта с заменой резервным комплектом решеток на время ремонта. Недостатком такой схемы является то, что для очистки решетки с её выемом необходима остановка турбины, а в некоторых случаях и соседних турбин во избежание опасных для водолаза подводных течений в районе его работ. Работа с заменой засоренных решеток должна выполняться лишь в период, когда ГЭС располагает резервной мощностью (агрегатами, находящимися в резерве), в противном случае это будет связано с потерей выработки электроэнергии и будет свидетельствовать о серьезном недостатке проекта ГЭС, поскольку снижается её эффективность.

Очистка решеток при работающих турбинах возможна только в случае, если это обстоятельно проработано проектом, и скорости воды на входе в решетки по расчетам не превышают 1,0-1,2 м/с (при заглублении порога водохранилища под НПУ менее 20-25 м) и до 0,6-0,8 м/с (при более значительных заглублениях). Однако и в этом случае, в зависимости от степени засоренности решеток, решение об их очистке должно быть принято специально, поскольку может потребоваться разгрузка турбин.

В свое время было подсчитано (Ф.Ф. Губин), что увеличение потерь напора на 1 см на решетках всех ГЭС бывшего СССР уменьшает выработку электроэнергии примерно на 100 млн. кВт час в год. Поэтому снижение скоростей воды на решетках в определенных пределах с целью уменьшения потерь и облегчения их очистки, как правило, экономически оправдано. Существенное значение в этих условиях имеют также мероприятия, направленные на уменьшение засоренности водохранилищ, например, путем полной лесоочистки их ложа, хотя это и крайне дорогостоящее мероприятие.

В некоторых случаях целесообразно организовать перехват подплывающей древесной массы и отвод её с последующим извлечением и использованием. Такая крупномасштабная работа была выполнена эксплуатирующей организацией Саяно-Шушенской ГЭС. Были разработаны уникальные, ранее нигде ни в практике ГЭС, ни в стране, не встречавшиеся уникальные запани максимальной протяженности 1500 м (в условиях глубокого водохранилища). Перед гидроузлом и в его заливах установлено 5 запаней.

Что же касается возможного вреда от плавающей древесной массы, то опытом подтверждены были прежде известные результаты исследований о том, что отношение затопленной древесины к объему воды в водохранилище 1:300 безопасно для биоты (совокупность видов растений, животных и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения).

Уже отмечалось, что для низконапорных ГЭС на неглубоких водотоках в районах с достаточно суровым климатом возникает опасность обмерзания решеток. В таких условиях применяется ряд технических решений по защите верха решеток путем устройства специальных зданий над водоприемником, обогрева решеток и других.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.