淺談燈泡貫流式機(jī)組運行中的幾點經(jīng)驗

王進(jìn)才

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

淺談燈泡貫流式機(jī)組運行中的幾點經(jīng)驗

王進(jìn)才

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：燈泡貫流式機(jī)組由于投資少、建設(shè)工期短、移民少,收益快等優(yōu)點,已成為國內(nèi)和國際水電投資項目中的首要備選機(jī)型,并且已被廣泛投入商業(yè)營運。本文就作者近幾年參與燈泡貫流式機(jī)組的運行工作而獲得的一點心得,與同行共同探討。

關(guān)鍵詞：運行經(jīng)驗；機(jī)組出力；影響條件

1基本情況

直崗拉卡水電站，地處三江源,是黃河上游第4個梯級電站,工程所處區(qū)域?qū)偕鷳B(tài)環(huán)境十分敏感和脆弱的青藏高原。它位于青海省尖扎縣與化隆縣交界的黃河干流上，電站壩址距上游李家峽水電站7km，距西寧市公路里程109km。水庫正常蓄水位2050.0m，總庫容1540萬m3。電站安裝5臺單機(jī)容量為38MW的燈泡貫流式機(jī)組，設(shè)計水頭12.5m，單機(jī)流量337.4m3/s，年發(fā)電量762MkW·h。電站主要建筑物有右岸河床式電站廠房、平底泄洪閘及左岸河床土石壩等。2005年5月31日上午11∶18，電站首臺機(jī)組正式并網(wǎng)運行發(fā)電，歷時近10年的建設(shè)，2號、3號、4號機(jī)組依次安裝完成并網(wǎng)發(fā)電，2014年5月31日23∶45，青海大唐國際直崗拉卡水電站5號機(jī)組完成各項調(diào)試試驗，順利投產(chǎn)發(fā)電。由于燈泡貫流式水電站具有比立軸的軸流式水電站建設(shè)期短，投資小，收效快，移民少的優(yōu)勢，并且電站靠近城鎮(zhèn)，有利于發(fā)揮地區(qū)興建水電站的積極性，所以賦有極強(qiáng)的生命力和深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

2尾水位對機(jī)組出力的影響

貫流式水電站的水頭與下游水位密切相關(guān)，當(dāng)上游流量增大時，下游水位隨之抬高，而水頭就降低，機(jī)組不能滿出力運行；當(dāng)流量減小時，下游水位隨之降低，而水頭抬高，但流量往往不能滿足機(jī)組出力的要求。當(dāng)電站進(jìn)行日調(diào)節(jié)調(diào)峰時，其下泄流量隨負(fù)荷而變化，相應(yīng)地引起下游水位、流速的劇變，水位流量關(guān)系曲線呈繩套形狀。而水流在穩(wěn)定狀態(tài)下，下游水位與流量的關(guān)系比較明確。由于尾水渠在設(shè)計和建造時是逐漸開擴(kuò)的，在非穩(wěn)定的流動情況下，下游水位上升得相對緩慢，形成無數(shù)個繩套關(guān)系。當(dāng)尾水管出口流量增大時，下游的水被推著往下走，此時下游水位是下降的；當(dāng)尾水管出口流量減小時，形成了水的反涌，這種波動引起了水頭變化與出力的波動，有時可以導(dǎo)致發(fā)電量降低3%～5%。為解決此問題，電站曾經(jīng)將下游尾水出口處長期堆積的淤泥進(jìn)行了一次大規(guī)模的清理，取得了良好的效果。但尾水左岸有一條排洪溝，雨季時有大量的泥沙進(jìn)入河道，由于下游流速相對較小，無法及時沖走淤泥，長期積累的結(jié)果是墊高了河床，對電站機(jī)組水頭造成了一定的影響。所以，及時清淤對水電站運行來講也是一項需要高層引起重視的問題。

3運行方式對機(jī)組出力的影響

貫流式水電站的運行不是一味要求不棄水的模式，尤其對小庫容和無庫容電站來說，當(dāng)來水量增大時，如果單純地加大水輪機(jī)導(dǎo)葉開度，會使流道和機(jī)組的過流量增加，尾水位急劇上升涌高，瞬間打破原來的尾水動平衡。此時水輪機(jī)工作水頭降低，造成機(jī)組出力降低，減少了發(fā)電量。這種情況下，應(yīng)該充分考慮機(jī)組運行方式，我們也做了一些關(guān)于機(jī)組優(yōu)化運行的考量和分析，針對5臺機(jī)組各自不同的特性，安排在來水量較小時選擇同等運行工況下出力較好的機(jī)組運行，一定程度上還是有明顯的效果。由于電站庫容小，調(diào)節(jié)能力差，當(dāng)單機(jī)運行時，上游電站一旦加大負(fù)荷，水庫的水位上漲很快，為避免造成無謂的損失，我廠也隨即開啟備用機(jī)組。觀察一個時期以來，我們得出：來水無法滿足我廠2臺機(jī)組滿發(fā)負(fù)荷的時候，可以將上游水位調(diào)至較高的水位，運行相對穩(wěn)定，來水再增大，我們也相應(yīng)再開啟一臺備用機(jī)組，直至5臺機(jī)組同時運行，這時候我們可以明顯看到，雖然水頭依然在額定值以上，但機(jī)組負(fù)荷至少減少3.0～5.0MW。

4上游污物也是影響機(jī)組出力的主要原因

上游的水流流態(tài)、污物性質(zhì)及數(shù)量、流道、攔污柵等對機(jī)組出力都有直接的影響。在沒有庫容和庫容小的電站經(jīng)常存在一種運行方式，即上游一來水機(jī)組必須帶負(fù)荷，導(dǎo)致水流運動速度相對快，當(dāng)水流與進(jìn)水口的牛腿撞擊時有部分水流改變流向，甚至出現(xiàn)了旋流，進(jìn)人流道內(nèi)的水流也不穩(wěn)定，沿程水頭損失往往加大。污物是水上和水中的漂浮物，通過運動的水流吸附在攔污柵上，當(dāng)污物過多時，造成攔污柵前后的壓差不斷地增大，此時相當(dāng)于工作水頭在不斷的下降，嚴(yán)重影響機(jī)組的出力。因此，必須及時清理，否則不僅使機(jī)組的出力大為降低，甚至使得機(jī)組實際運行在低水頭工況下，影響機(jī)組的運行穩(wěn)定和安全。所以在實際運行中應(yīng)監(jiān)視攔污柵前后壓差，一般在壓差大于30cm以上時就應(yīng)及時清理污物，保證機(jī)組在高效率工況下運行，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5水庫調(diào)度方面的影響

燈泡貫流式水輪機(jī)的適用水頭范圍一般在3m 到25m內(nèi)，因此，這種機(jī)組主要靠大流量發(fā)電。但又因為燈泡貫流式水電廠的水庫庫容較小，一般只有日調(diào)節(jié)能力，因此，電站發(fā)電量在很大程度上由河水的徑流量決定的。如何使徑流水發(fā)揮最高效益，這就要求我們對水庫進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。特別是枯水季節(jié)，應(yīng)當(dāng)盡可能做到使有限的來水發(fā)揮最大效益，也就是發(fā)最多的電。在洪水季節(jié)，利用預(yù)報時間和洪水產(chǎn)生至庫區(qū)的時間之和，加大機(jī)組出力，盡量降低水庫水位，一般都可以至死水位。等洪水上漲至汛限水位時逐步加大泄水流量，可適當(dāng)降低水庫水位。當(dāng)最大洪水流量過程結(jié)束時，調(diào)整水庫下泄流量使水庫水位逐步提高。整個洪水流量過程結(jié)束時，水庫水位控制在最高汛限水位。洪水過程中利用消落水庫水位來增加發(fā)電效益是相當(dāng)可觀的。2012年，黃河上游降雨頻繁，黃河水位猛漲，尤其在七、八、九三個月中，水庫平均入庫均保持在800.00m3/s以上，僅八月平均入庫達(dá)到1500.00m3/s，當(dāng)月發(fā)電量較往年多發(fā)3000.00萬kW·h。在貧水季節(jié)，盡量避免棄水或少棄水。主要是控制水位在次汛限水位，保證發(fā)電機(jī)在高水頭高效率區(qū)運行?？菟谟捎谒畮靵硭繚M足不了全部機(jī)組的全天運行，因此增加其效益的主要途徑是盡量蓄高水庫水位，并安排1臺或少數(shù)幾臺機(jī)組運行，這樣可以盡量使尾水位維持在較低位。因為多臺機(jī)組同時運行，尾水位相應(yīng)增高，也就降低了機(jī)組運行的凈水頭。而燈泡貫流式機(jī)組的出力會因為機(jī)組的水頭減小而明顯降低。再者就是枯水期的發(fā)電計劃安排也很關(guān)鍵，一般是按來水安排發(fā)電計劃，保持水庫在最高水位運行，以提高發(fā)電機(jī)水頭利用率。

6結(jié)語

綜上所述，影響貫流式水電站的機(jī)組出力的因素比較多，應(yīng)在水電站的運行中，加強(qiáng)運行過程的觀察，不斷地總結(jié)運行經(jīng)驗，提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益。

中圖分類號：TV737

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0007-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.004

收稿日期：2014-12-08

作者簡介：王進(jìn)才（1970-），男，助理工程師，從事水電站運行和管理工作。