供水系統(tǒng)閥門啟閉對機組運行及調(diào)壓室涌浪水位影響分析

龐治星

（廣東省水利電力勘測設計研究院，廣東 廣州 510000）

1 工程概況及系統(tǒng)概述

韶關市乳源瑤族自治縣南水水庫供水工程，是從南水水庫取水，經(jīng)輸水管道、配水管線輸水到韶關市的武江區(qū)、湞江區(qū)、曲江區(qū)和乳源縣的乳城鎮(zhèn)等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以滿足城鄉(xiāng)居民的生產(chǎn)和生活用水需求。工程輸水干線總長約37.985km，工程設計水平年為2020年，年最大取水規(guī)模為10911萬m3，二期為2030年，年最大取水規(guī)模為19295萬m3，供水設計保證率為97%。本工程通過DN2400鋼管從南水電站4號支洞取水，壓力管道經(jīng)南源電站分水后，管道直徑變?yōu)镈N2000，經(jīng)過南水電站廠區(qū)后，東偏南方向穿過乳源河分水進入乳源自來水廠，接著由DN2000主管布置于G323國道北側并延伸至社主村段規(guī)劃的二獅嶺水廠預留分水口，該處分水口管道直徑變?yōu)镈N1800，后穿越京港澳高速公路繼續(xù)沿著G323國道北邊布置，其后管道沿著盛強路、沐溪五路、莞韶大道布置后交水于新建西河二水廠。

2 計算工況

2.1 近期流量規(guī)模

工況B1：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位88.454m，電廠5臺機組以額定出力正常運行，僅事故閥1關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B2：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位88.104m，電廠1號、3號大機組以限制出力21.09MW、24.36MW運行，1號大機組以限制開度72%運行，3號大機組以限制開度82%運行，其余機組不運行，僅事故閥1關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B3：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位89.944m，電廠1號大機組以限制出力21.67MW運行，其他四臺機組額定出力運行，僅事故閥1關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B4：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位88.454m，電廠5臺機組以額定出力正常運行，僅事故閥2關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B5：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位88.104m，電廠1號、3號大機組以限制出力21.09MW、24.36MW運行，1號大機組以限制開度72%運行，3號大機組以限制開度82%運行，其余機組不運行，僅事故閥2關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B6：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位89.944m，電廠1號大機組以限制出力21.67MW運行，其他四臺機組額定出力運行，僅事故閥2關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B7：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位88.454m，電廠5臺機組以額定出力正常運行，僅事故閥3關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B8：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位88.104m，電廠1號、3號大機組以限制出力21.09MW、24.36MW運行，1號大機組以限制開度72%運行，3號大機組以限制開度82%運行，其余機組不運行，僅事故閥3關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B9：僅西河二水廠供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，電站廠房下游運行水位89.944m，電廠1號大機組以限制出力21.67MW運行，其他四臺機組額定出力運行，僅事故閥3關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

2.2 遠期流量規(guī)模

工況B10：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m，電站廠房下游運行水位88.454m，電廠5臺機組以額定出力正常運行，僅事故閥1關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B11：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m電站廠房下游運行水位88.104m，電廠1號、3號大機組以限制出力20.89MW、24.12MW運行，1號大機組以限制開度72%運行，3號大機組以限制開度82%運行，其余機組不運行，僅事故閥1關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B12：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m，電站廠房下游運行水位89.944m，電廠1號大機組以限制出力21.67MW運行，其他四臺機組額定出力運行，僅事故閥1關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B13：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m，電站廠房下游運行水位88.454m，電廠5臺機組以額定出力正常運行，僅事故閥2關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B14：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m電站廠房下游運行水位88.104m，電廠1號、3號大機組以限制出力20.89MW、24.12MW運行，1號大機組以限制開度72%運行，3號大機組以限制開度82%運行，其余機組不運行，僅事故閥2關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B15：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m，電站廠房下游運行水位89.944m，電廠1號大機組以限制出力21.67MW運行，其他四臺機組額定出力運行，僅事故閥2關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉；

工況B16：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m，電站廠房下游運行水位88.454m，電廠5臺機組以額定出力正常運行，僅事故閥3關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B17：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m電站廠房下游運行水位88.104m，電廠1號、3號大機組以限制出力20.89MW、24.12MW運行，1號大機組以限制開度72%運行，3號大機組以限制開度82%運行，其余機組不運行，僅事故閥3關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

工況B18：西河二水廠與二獅嶺水廠同時供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水廠配水池設計水位128.00m，二獅嶺水廠配水池設計水位138.00m，電站廠房下游運行水位89.944m，電廠1號大機組以限制出力21.67MW運行，其他四臺機組額定出力運行，僅事故閥3關閉，水廠末端調(diào)流閥不關閉。

3 事故閥關閉過渡過程對機組正常運行的影響分析

在上述事故閥門關閉過程中，機組正常運行（參與開度調(diào)節(jié)）的出力變化及調(diào)壓室水位波動情況如表1所示：

由表1可知，所有工況中機組出力均未超過110%出力限制線，其中，供水工程近期流量規(guī)模條件下，工況B1機組最大超出力幅度最大，1號小機組最大超出力為0.14MW，超出力幅度為3.28%；供水工程遠期流量規(guī)模條件下，工況B10機組最大超出力幅度最大，1號小機組最大超出力為0.26MW，超出力幅度為6.24%?？梢姽┧到y(tǒng)事故閥關閉對于南水南源水電站5臺機組正常運行的影響較小。

根據(jù)各機組出力變化過程和各調(diào)壓室水位變化過程分析，調(diào)壓室涌浪水位的波動幅度也較小，所有工況調(diào)壓室最高涌浪水位均滿足251.044m控制要求，所有工況調(diào)壓室最低涌浪水位均滿足177.24m控制要求。供水工程近期流量規(guī)模條件下，工況B9中上游調(diào)壓室J4水位向上振幅最大，向上最大振幅為1.25m，工況B4和B7中上游調(diào)壓室J4水位向下振幅最大，最大振幅為0.17m；供水工程遠期流量規(guī)模條件下，工況B10中上游調(diào)壓室J4水位向上振幅最大，向上最大振幅為2.23m，工況B16中上游調(diào)壓室J4水位向下振幅最大，最大振幅為0.17m。

表1 事故閥門關閉調(diào)壓室參數(shù)計算結果表

4 結論與建議

供水系統(tǒng)事故閥關閉對于南水南源水電站5臺機組正常運行（運行方式為開度調(diào)節(jié)）的影響較小，在近期流量規(guī)模和遠期流量規(guī)模下，超出力幅度分別為3.28%與6.24%，調(diào)壓室涌浪水位的波動幅度也較小，所有工況調(diào)壓室最高涌浪水位均滿足251.044m控制要求，所有工況調(diào)壓室最低涌浪水位均滿足177.24m控制要求。因此，南水水庫供水工程選擇南源電站進水壓力鋼管分水口作為水源點是科學合理的，通過科學的管理調(diào)度可保證電站的運行穩(wěn)定性。