1、電站主要技術(shù)參數(shù)
1.1水位
1)上游水庫
校核洪水位""""""""""""" "2317.40m
設(shè)計(jì)洪水位""""""""""""" "2315.81m
正常蓄水位""""""""""""" "2315.60m
死水位""""""""""""" "2314.00m
2)下游尾水
校核洪水位""""""""""""" "2209.49m
設(shè)計(jì)洪水位""""""""""""" "2207.19m
正常尾水位""""""""""""" "215.00m
設(shè)計(jì)尾水位""""""""""""" "2213.00m
1.2水輪機(jī)水頭
最大水頭""""""""""nbsp;"" "102m
全年加權(quán)平均水頭""""""""""""" "88.3m
額定水頭""""""""""""" "77.5m
最小水頭""""""""""""" "77.2m
1.3流量
多年平均流量""""""""""""" "115.0m3/s
電站引用流量""""""""""""" "191.1m3/s
單機(jī)引用流量"""""""""" """"63.7 m3/s
1.4主要?jiǎng)幽軈?shù)
裝機(jī)容量""""""""""""" "132MW
多年平均發(fā)電量""""""""""""" "6.306億KW·h(聯(lián)合)
5.702億KW·h(單獨(dú))
裝機(jī)臺(tái)數(shù)""""""""""""" "3臺(tái)
年利用小時(shí)數(shù)""""""""""""" "4777h(聯(lián)合)
4319h(單獨(dú))
保證出力""""""""""""" "38.7MW(聯(lián)合)
23.4MW(單獨(dú))
1.5泥沙
多年平均輸沙量""""""""""""" "205×104t
多年平均含沙量"""""" """"""""0.565kg/m3
多年平均汛期含沙量""""""""""""" "0.85kg/m3
全年過機(jī)泥沙平均含量""""""""""""" "0.452kg/m3
汛期過機(jī)泥沙平均含量""""""""""""" "0.765kg/m3
懸移質(zhì)顆粒級配表
表1-1
粒徑級(mm)
0.007
0.010
0.025
0.050
0.1
0.25
0.35
1.0
小于某粒徑級
重量百分?jǐn)?shù)(%)
2.5
5.6
29.4
72.8
87
95.5
99.3
100
中值粒徑:0.033mm
平均粒徑:0.0618mm
最大粒徑:1.00mm
懸移質(zhì)礦物成份中以莫氏硬度小于5的軟礦物為主,綠泥石、絹云母、黑云母、碳酸鹽、鈦鐵礦等占了98%以上,莫氏硬度大于5的硬礦物為石英、長石,約占1.0—2.0%,懸移質(zhì)各粒徑組莫氏硬度大于5的硬礦物含量見下表。
懸移質(zhì)各粒徑組硬礦物含量表
表1-2
粒徑組(mm)
1.0-0.5
0.5-0.25
0.25-0.10
0.10-0.05
lt;0.05
硬礦物含量(%)
微量
1.0
2.0
2.0
1.0
1.6地震烈度
地震基本烈度 本工程地震基本烈度為Ⅶ度
1.1機(jī)組主要參數(shù)
1.2.1水輪機(jī)
1)型式
水輪機(jī)為豎軸混流式,與發(fā)電機(jī)主軸直接連接,為俯視順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
2)轉(zhuǎn)輪直徑
轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑D1"""""""""""""""""""""""" 2720 mm
3)轉(zhuǎn)速
額定轉(zhuǎn)速""""""""""""" 250 r/min
最大飛逸轉(zhuǎn)速""""""""""""" "528 r/min
4)安裝高程
水輪機(jī)安裝高程""""""""""""" "2208.00m
1.2.2發(fā)電機(jī)
1)型式
立軸懸式
2)額定值
額定功率""""""""""""" "44 MW
額定容量""""""""""""" "51.765 MVA
額定電壓""""""""""""" "10.5 kV
額定電流""""""""""""" "2846.3 A
額定功率因數(shù)""""""""""""" "0.85
額定效率""""""""""""" "98.199%
2 上、下游水位復(fù)核
2.1上游水位
根據(jù)已通過審查的電站的初步設(shè)計(jì)報(bào)告(工程任務(wù)和規(guī)模):電站為流域水電梯級規(guī)劃中第四個(gè)梯級電站,其上游梯級為已建的A水電站,下游梯級為待建的B水電站,電站取水樞紐位于A電站廠房下游約2.5km處。
A電站作為流域水電開發(fā)第一期工程,可行性研究報(bào)告已通過省發(fā)改委審批,其廠房較規(guī)劃廠址下移400m,尾水位由原規(guī)劃尾水位2316m降低至2315.6m。電站正常蓄水位2315.6m與上游梯級A電站水位銜接較好,實(shí)現(xiàn)了水資源的合理開發(fā)利用。
電站水庫的正常蓄水位為2315.6m,死水位為2314m。其水庫運(yùn)行方式為:非汛期為正常蓄水位2315.6m運(yùn)行;汛期6~9月按排沙運(yùn)行水位2314m水位運(yùn)行,流量、含沙量較大的3-4天停機(jī)沖沙。因此電站水庫運(yùn)行水位范圍為2314~2315.6m。
2.2下游水位
2.2.1""" B電站建成前下游水位
在B電站建成蓄水以前,電站下游水位為天然河道水位
校核洪水位:""""""""" 2209.49m
設(shè)計(jì)洪水位:""""""""" 2207.19m
由于電站水輪機(jī)的安裝高程是按照B電站建成發(fā)電考慮的,目前B電站尚未開工建設(shè),為保證機(jī)組無空化運(yùn)行,需要采取臨時(shí)措施,滿足主機(jī)廠提出的水輪機(jī)吸出高度的要求。目前采取的措施是將所有尾水部位擋墻均加高到2212.5m,上、下游側(cè)及攔沙坎3面均出流。尾水反坡段寬度35.83m,上游側(cè)面直線長度7.94m,過流能力計(jì)算時(shí),攔沙坎根據(jù)相應(yīng)水頭分別按照矩形實(shí)用堰或?qū)掜斞哂?jì)算,其上下游側(cè)按照寬頂堰計(jì)算。根據(jù)電站設(shè)計(jì)院提供的廠房下游的水位流量關(guān)系曲線(B未修建故僅參考A線,見圖3-1)推算,在500m3/s時(shí),廠房下游的水位約2210.2m;根據(jù)電站設(shè)計(jì)院提供的電站三個(gè)代表年份(豐水年、中水年、枯水年)逐日平均流量表查出最大流量為964m3/s,查出對應(yīng)的廠房下游水位約2211.4m。而攔沙坎目前高程為2212.5m,故可以明確機(jī)組發(fā)電時(shí)攔沙坎出口均為自由出流。由此可判斷,在B電站建成前電站尾水位均由水流過尾水擋墻的高度確定。
根據(jù)電站實(shí)測數(shù)據(jù)(見表3-1)以及電站設(shè)計(jì)院提供的矩形寬頂堰過流計(jì)算公式:
"""" P/Hlt;3
"nbsp;""""""""" P/H≥3
表3-1""""""" 電站實(shí)測尾水位
序號(hào)
機(jī)組編號(hào)
負(fù)荷
蝸殼進(jìn)口壓力
上游水位
尾水位
1
2F機(jī)組
空轉(zhuǎn)
0.99
2315.57
2212.56
2
2F機(jī)組
4MW
0.96
2315.32
2212.69
3
2F機(jī)組
44MW
0.96
2314.07
2313.09
4
2F機(jī)組
44MW
0.93
2315.51
2313.08
推算出當(dāng)3臺(tái)機(jī)滿發(fā)過流191.79 m3/s時(shí),對應(yīng)水位2213.87m。
因此在B電站建成前,電站機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的下游尾水運(yùn)行水位范圍為2212.56~2213.87m。
2.2.2""" B電站建成后下游水位
根據(jù)已經(jīng)審查的《電站的初步設(shè)計(jì)報(bào)告》(水文),由于電站廠房尾水?dāng)嗝婢嘞乱惶菁塀電站閘址僅300m,兩者完全銜接,廠房尾水水位完全受B電站水庫運(yùn)行方式的影響。
根據(jù)《B電站的初步設(shè)計(jì)報(bào)告》,B電站的水庫運(yùn)行方式為:汛期(6~10月),當(dāng)入庫流量小于600m3/s時(shí),閘前水位控制在排沙運(yùn)行控制水位2213.00m運(yùn)行,非汛期(11月~翌年5月),閘前水位在正常蓄水位2215.00m至死水位2213.00m之間運(yùn)行,電站進(jìn)行日調(diào)節(jié)。
因此電站廠房尾水運(yùn)行水位與B電站水庫運(yùn)行水位基本一致,即:
非汛期(11月~翌年5月),尾水水位在2213.00~2215.00m之間運(yùn)行;
汛期(6~10月),尾水運(yùn)行水位為2213.00m。
3 電站運(yùn)行水頭范圍分析
水電站屬于典型的引水式電站,經(jīng)14.8km引水隧道,再經(jīng)調(diào)壓井、壓力鋼管至廠房機(jī)組,發(fā)電后尾水流入河流。由于上、下游水位變幅均很小,因此電站的水頭變幅主要是由長引水管道的水力損失引起的。在計(jì)入進(jìn)水口攔污柵、閘門槽、漸變段、彎道等局部水頭損失后,電站設(shè)計(jì)院提出的引水隧洞的水頭損失系數(shù)為0.000555,壓力鋼管水頭損失系數(shù)為0.000388。
根據(jù)以上對電站上、下游水位分析以及電站三個(gè)流量代表年的逐日流量數(shù)據(jù)(見附表1~3,不考慮電網(wǎng)調(diào)度要求),統(tǒng)計(jì)出電站水輪機(jī)水頭出現(xiàn)率分布曲線(見表4-1、表4-2及附圖1、附圖2)。若考慮電網(wǎng)調(diào)度因素,即存在豐水期河流水量充足而電網(wǎng)負(fù)荷受限的情況,水輪機(jī)在高水頭段運(yùn)行的頻率還會(huì)高于下表中出現(xiàn)的頻率。
表4-1"""""" 水輪機(jī)各運(yùn)行水頭范圍出現(xiàn)頻率表(B建成前)
水頭段(m)
代表年
77~
80
80~
85
85~
90
90~
95
95~
100
100~
103
枯水年
5.21
3.01
3.84
13.42
17.53
56.99
中水年
25.75
3.84
2.47
4.93
17.53
45.48
豐水年
27.12
1.096
5.21
4.93
18.36
43.29
多年平均
19.36
2.65
3.84
7.76
17.81
48.59
表4-2"""""" 水輪機(jī)各運(yùn)行水頭范圍出現(xiàn)頻率表(B建成后)
水頭段(m)
代表年
77~
80
80~
85
85~
90
90~
95
95~
100
100~
103
枯水年
4.38
3.29
3.83
12.6
76.18
0.270
中水年
21.64
7.4
3.01
4.38
63.56
0
豐水年
26.3
1.64
4.11
9.86
58.08
0
多年平均
17.44
4.11
3.65
8.95
65.94
0.09
根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算值可以判斷,三個(gè)流量代表年本電站機(jī)組大部分時(shí)間在95m以上水頭段運(yùn)行。在電站下游的B電站建成前,機(jī)組的運(yùn)行水頭超過100m的幾率達(dá)到50%;B電站建成后,本電站機(jī)組的運(yùn)行水頭主要出現(xiàn)在95~100m之間。當(dāng)進(jìn)入汛期(6~9月)機(jī)組的運(yùn)行水頭陡降至77~80m之間運(yùn)行的幾率中水年和豐水年較大,而枯水年幾乎全年都在高水頭段運(yùn)行。在B電站建成后,電站的尾水位主要是由B電站的水庫蓄水位確定,因此在枯期電站的尾水位在比B電站建成前抬高約2m,因此當(dāng)B電站建成后,100m以上水頭出現(xiàn)的頻率陡降,而95~100m水頭段頻率陡增。
4電站出力和單臺(tái)機(jī)組出力范圍分析
4.1電站出力
根據(jù)電站設(shè)計(jì)院提供的電站三個(gè)流量代表年的逐日流量數(shù)據(jù),以及以上計(jì)算出的水輪機(jī)運(yùn)行水頭,推算出電站全年的總出力曲線及電站出力范圍出現(xiàn)頻率圖。
"
枯水年電站出力范圍頻率(B建成前)枯水年電站出力范圍頻率(B建成后)
"
中水年電站出力范圍頻率(B建成前)"""" 中水年電站出力范圍頻率(B建成后)
"
豐水年電站出力范圍頻率(B建成前)"""" 豐水年電站出力范圍頻率(B建成后)
從上面幾個(gè)圖表可看出,在B電站建成前后,除了枯水年的三個(gè)出力范圍出現(xiàn)頻率稍有差異,中水年和豐水年的三個(gè)出力范圍出現(xiàn)頻率基本是一致的。在不考慮電網(wǎng)調(diào)度的情況,根據(jù)河流天然來流量的情況,枯水年全年單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行的時(shí)間超過一半。
4.2單機(jī)出力
根據(jù)電站設(shè)計(jì)院提供的電站三個(gè)流量代表年的逐日流量數(shù)據(jù),以及以上計(jì)算出的水輪機(jī)運(yùn)行水頭,推算出電站全年的總出力曲線以及單機(jī)出力范圍曲線。
單機(jī)出力范圍出現(xiàn)頻率表(B建成前)
單機(jī)出力范圍(MW)
代表年
17.6~
25
25~
30
30~
35
35~
40
40~
45
枯水年
12.6
36.7
17.35
13.7
19.45
中水年
15.62
22.47
14.25
12.05
35.62
豐水年
9.86
6.3
6.85
18.9
58.08
多年平均
12.69
21.82
12.82
14.88
37.72
注:上表機(jī)組出力均按平均分配考慮。
單機(jī)出力范圍出現(xiàn)頻率表(B建成后)
單機(jī)出力范圍(MW)
代表年
17.6~
25
25~
30
30~
35
35~
40
40~
45
枯水年
19.18
31.23
16.71
13.15
19.73
中水年
16.71
21.64
13.7
12.05
35.89
豐水年
9.59
5.21
6.85
23.84
54.52
多年平均
15.16
19.36
12.42
16.35
36.71
注:上表機(jī)組出力均按平均分配考慮。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)值可以判斷,電站在枯水年和中水年,單機(jī)出力在每個(gè)負(fù)荷段出現(xiàn)的幾率相近,枯水年在30~35MW出力區(qū)間運(yùn)行時(shí)間稍多,中水年機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間較多;而豐水年,機(jī)組有一半以上的時(shí)間處于滿負(fù)荷運(yùn)行。根據(jù)三個(gè)代表年天然來流量的情況,單臺(tái)機(jī)組出力基本能保證在45%機(jī)組額定出力以上運(yùn)行。