玻璃钢管在小型水电站工程中的应用

1、玻璃钢管在小型水电站工程中的应用第43卷第4期2007年12月甘肃水利水电技术gansushumshuidianjishuvd1.43.no.4dee.,2007?设计与研究?玻璃钢管在小型水电站工程中的应用李鹏科(甘肃省水利水电勘测设计研究院,甘肃兰州730000)摘要:结合二坝渠l水电站工程实践,论述了玻璃钢管作为压力管道的优点及存在的问题,说明其综合经济成本是具有竞争能力的.关键词:玻璃钢管;压力管道;二坝渠l水电站中闰分类号:'rv732.4文献标识码:b压力管道作为水电站引水系统中的一个重要组成部分,其材料更新对工程的投资影响重大,特别是小型水电站.目前压力管道按管材可分为钢

2、管,钢筋混凝土管,钢管具有强度大,安全性高,易于安装等特点,但其造价也高;钢筋混凝土管相比钢管造价低,但其施工,安装比较麻烦,可靠性低.玻璃钢管作为一种新型材料已在输水,排水等领域广泛应用.但在水力发电压力管道工程中应用较少.玻璃钢管全名为玻璃纤维增强热固树脂夹砂管,主要组成物为纤维缠绕铺层,夹砂层,树脂.玻璃钢管的特点是强度较高,重量轻,耐腐蚀,不结垢,内壁光滑阻力小,在相同管径,相同流量条件下比其他材质管道水头损失小,节省能耗.玻璃钢管的连接采用承插式,并设置胶圈,安装很方便.玻璃钢管相对而言壁薄,为柔性管道,对基础与回填要求较高.玻璃钢管行业生产标准已颁发,施工验收标准和设计规范正在编制

3、中.玻璃钢管水头计算的内壁粗糙系数设计时目前一般取o.009.寿命一般为50a.其各项特点表明在水力发电工程引水系统中采用玻璃钢管是非常有利的.二坝渠l?水电站是一座引水式小型水电站,位于永昌县城以东约15km处的二坝渠上(-坝渠为东大河向金川峡水库输水的引水渠),是整个二坝渠8座梯级开发电站的第l级电站.电站设计引用流量8.6m3/s,设计水头22.5m,装机容量l660kw,为v等小(2)型工程,总投资l164.79万元.其压力管道采用玻璃钢管,管长2x68m,直径1.2m,管道总投资3o.64万元.1材料玻璃钢不单是一类新型工程材料,而且也是优越的结构材料.玻璃钢比重1.o2.o,只有钢

4、材的1/4,但玻璃钢的拉伸强度与合金钢近似,因此其强度是合金钢的2倍3倍.可以按用户的不同要求.设计成满足各类承受内,外压力要求的管道(一般水利工程埋地管道刚度不应<5000n/m!).对于相同管径的单位长度重量,玻璃钢管只有碳素钢管(钢板卷管)的1/5,铸铁管的l,8,预应力钢筋混凝土管的1/12左右,这一优点对大型管道(管径大于1.om)来说,尤其受到运输,现场施工的欢迎,并带来一系列的好处.2价格方面的比较对内径为l400mm的玻璃钢管与相同内径的钢管和预应力混凝土管进行经济分析,不难看出其成本非常低廉.可以与预应力混凝土管媲美.相同管径不同管材的工程投资如表l所列.表1相

5、同管径不同管材的投资比较通过表l可以看出.预应力混凝土管比玻璃钢管和钢管都便宜.但预应力管材制作过程中存在弊病,如三阶段管喷浆质量不稳定,易脱落和起鼓;一阶段管在施加预应力时不易控制(特别是在插口端部),且因体积大,重量大造成运输安装都不方便.综合以上因素,最终选用玻璃钢管.3糙率方面玻璃钢管内壁粗糙度和粗糙率都是比较小的,因此在口径相同的情况下流动阻力小.可减小水头损失.在相同流量条件下可以减小管内径10%25%.相同管径3种不同管材水头损失比较如表2所列.表2相同管径不同管材水头损失比较4安装方便与可靠的联接4.1安装玻璃钢管重量轻,其重量是钢管,铸铁管的l肛l,4,是钢收稿日期:2007

6、一o4一l3作者简介:李鹏科(1979一),男,陕西扶风人,助理工程师,学士,主要从事水利水电工程设计.?274?第4期李鹏科:玻璃钢管在小型水电站工程中的应用第43卷筋混凝土管的1,7.这对运输,吊装,埋设等都带来极大的方便.对于q6002200ril/n,长12.5m的玻璃钢管,采用一根钢丝绳中央起吊,安装十分方便和安全.两根管之间承,插口联接不需用推土机,只需用普通"导链"两端部套住拉紧,几分钟便可联接完成.4.2联接玻璃钢管采用承,插方式联接.具体联接方式如图1所示.图1玻璃钢管承,插方式联接示意圈插口带两个密封圈插入承口,由导链紧牢后,在两橡胶圈中间打孔插入试压嘴

7、,现场打压试验,一般打压到使用压力的1.5倍以上.打压到1.0mpa以上后管接头联接牢固不脱离.另外,还能承受较小的地基沉降变化,管道和接头都呈弹性体,这一点比混凝土管基本是脆性体要优越很多.众所周知,纤维绕制品可设计性更突出,管接头处加强环向纤维量可以防止该处发生"爆管",避免了混凝土管经常发生的爆管事故.总之,从两管联接上看,除简单,方便,快速,牢固,耐久外,不爆管也是其它几种管材不可比拟的.增加了使用安全感.5存在问题殛处理措施二坝渠1水电站于2oo6年1月建成发电,在1a多的运行过程中,存在的主要问题是:玻璃钢管与前池虹吸体末端钢管联接的法兰处一直漏水.经观察发现:

8、玻璃钢管与钢管联接处玻璃钢管侧法兰被拉裂.通过将玻璃钢管与钢管的法兰联接改为承插式联接,承插口内用密封胶圈止水,改造后运行良好.解决了漏水问题.说明玻璃钢管与钢管的联接宜采用承插式联接,不宜采用刚性联接;其次,对虹吸式进水口,充水管宜采用钢管.虹吸体至充水管与压力管道联接段压力管道宜采用钢管.6结语玻璃钢管单价不高,强度较高,重量轻,耐腐蚀,不结垢,内壁光滑阻力小,在相同管径,相同流量条件下比其他材质管道水头损失小.玻璃钢管的连接采用承插式,并设置胶圈,安装很方便.玻璃钢管相对而言壁薄,为柔性管道,对基础与回填要求较高.特别是玻璃钢管在二坝渠1?电站1a多的运行中,通过位移,变形等观测.各项指

9、标均满足设计要求.可见,玻璃钢管在小型水力发电工程引水系统中运用是经济可行的(上接第273页)ansys9.oa:.29oe)4b=.87oe-o4c=.145e】313=.2o3e】3e=.26le_o3f=.3l9e-03g=.377e】3h=.435e-03i=.493e_o3图238hz,42hz机墩剖面谐响应位移6结论(1)数值分析模型的截取边界对机墩谐响应分析计算成果的影响较大.因此在进行共振校核时.应该根据工程实际情况慎重选取边界条件.(2)厂房机墩内边缘的谐响应位移最大,越往外沿谐响应位移越小.因此加强机墩内边缘的配筋是有必要的.(3)峡城水电站圆筒式机墩的设计在克服共振方面是满足要求的.ansys9.0a=.3l3eo4b=.940e04c=.157e3d=.219e_o3e=.2823f=.345e03g=.407e】3h=47oe_o31=.5333参考文献:1洪慧俊,仇咏杰-弓j黄人晋工程泵站厂房机墩柱整体动力计算