青羊溝水電站機(jī)組選型設(shè)計(jì)

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1、第46卷第6期甘肅水利水電技術(shù)Vo1．46．No．62010年6月GansuWaterConservancyandHydropowerTechnologyJun．，2010·設(shè)計(jì)與研究·青羊溝水電站機(jī)組選型設(shè)計(jì)王雨云(甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，甘肅蘭州730000)摘要：結(jié)合青羊溝水電站機(jī)組選型設(shè)計(jì)實(shí)踐，簡(jiǎn)要介紹了中高水頭段、流量變幅大、含沙量高的水電站機(jī)組選型設(shè)計(jì)思路。關(guān)鍵詞：機(jī)組選型；中高水頭；泥沙磨蝕；一j、流量；青羊溝水電站中圖分類號(hào)：TV734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1電站概況行比選：方案一：2臺(tái)大機(jī)、單機(jī)容量為2

2、3MW，1臺(tái)小機(jī)、單青羊溝水電站位于甘肅省酒泉市肅北蒙古族自治縣魚(yú)機(jī)容量為10MW(小機(jī)可在枯水小流量時(shí)運(yùn)行)；方案二：3兒紅鄉(xiāng)境內(nèi)的疏勒河干流上，為有壓引水式日調(diào)節(jié)中型水電臺(tái)機(jī)、單機(jī)容量為18．667MW。兩個(gè)裝機(jī)方案的技術(shù)參數(shù)比站。電站最大水頭133．42m，加權(quán)平均水頭123．63m，最小較見(jiàn)表l。從表1可以看出，在水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)那闆r下，水頭114．74m，額定水頭116In；電站總裝機(jī)容量56MW，方案一的水輪機(jī)直徑分別為大機(jī)D。=1．77m、小機(jī)Dt=1．20m，多年平均發(fā)電量2．131億kW·h，裝機(jī)年

3、利用小時(shí)數(shù)3805方案二的水輪機(jī)直徑為：1．63in，發(fā)電機(jī)機(jī)座號(hào)及型式、h，保證出力1O．23MW。電站位于多泥沙河流，多年平均含沙參數(shù)兩方案相當(dāng)，即無(wú)論采用哪個(gè)方案，其技術(shù)合理性、機(jī)組量為3．23krCm，，實(shí)測(cè)最大斷面含沙量為166kg／m。其多年制造難易程度、運(yùn)輸條件均相當(dāng)，廠房布置方式亦相近。從經(jīng)平均懸移質(zhì)輸沙量為311．4萬(wàn)t，壩址處多年平均總輸沙量濟(jì)角度考慮，方案一較方案二廠房工程總投資少35萬(wàn)元，同為372．9萬(wàn)t。輸沙量的年際變化很大，年內(nèi)分配也很不均時(shí)年平均發(fā)電量多830萬(wàn)kW·h。若每度電上網(wǎng)電價(jià)

4、按0．227勻，主要集中在汛期6-9月間，其輸沙量為357．5萬(wàn)t，占年元計(jì)算，每年可增收電費(fèi)188．41萬(wàn)元，即方案一的經(jīng)濟(jì)效益總輸沙量的95．87％。根據(jù)疏勒河年徑流特性，12月至翌年3明顯優(yōu)于方案二。但方案一的小機(jī)主軸較長(zhǎng)(需結(jié)合大機(jī)的月為冬季枯水期，徑流以地下水補(bǔ)給為主，流量小而穩(wěn)定?？菡w結(jié)構(gòu)尺寸布置來(lái)確定小機(jī)的主軸長(zhǎng)度)，可能對(duì)機(jī)組的水期平均流量區(qū)間為3．59m3／s(P=99．95％)-6．87ma／s(P_穩(wěn)定運(yùn)行有影響。故在機(jī)組招標(biāo)時(shí)，須明確要求機(jī)組制造廠95．29％)。家采取有效措施，確保機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)

5、行。另外，從目前昌馬水庫(kù)2機(jī)組選型設(shè)計(jì)以上河段的疏勒河流域梯級(jí)規(guī)劃開(kāi)發(fā)的各電站(如下游已建2．1水輪機(jī)額定水頭的確定成的昌馬水庫(kù)電站、正建的黃土灣水電站、待建的月亮灣一電站電能加權(quán)平均水頭為123．63m，根據(jù)電站動(dòng)能參級(jí)水電站等)配機(jī)情況看，多為大、小機(jī)(“2大1小”)配置。數(shù)指標(biāo)和“Et平均流量對(duì)應(yīng)水頭關(guān)系系列表”，同時(shí)考慮汛期綜合上述分析，考慮到小流量時(shí)能充分利用水能資源，運(yùn)行的需要，結(jié)合電站特點(diǎn)，經(jīng)分析計(jì)算，最終確定水輪機(jī)額使水輪機(jī)運(yùn)行在較優(yōu)工況區(qū)域，同時(shí)兼顧電站運(yùn)行調(diào)度的靈定水頭為116．O0m。活性、機(jī)組運(yùn)

6、行穩(wěn)定性和電站建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，電站最終推薦2．2水輪機(jī)型式的確定方案一，即2x23MW+lx10MW方案(“大小機(jī)方案”)。電站機(jī)組的運(yùn)行水頭范圍為114．74～133．42m，機(jī)型選2．4水輪機(jī)參數(shù)確定定為混流式水輪機(jī)。(1)水輪機(jī)比速系數(shù)及比轉(zhuǎn)速的選擇2．3單機(jī)容量及機(jī)組臺(tái)數(shù)的確定比速系數(shù)及比轉(zhuǎn)速是綜合衡量水輪機(jī)的能量、空化和水根據(jù)裝機(jī)規(guī)模，機(jī)組臺(tái)數(shù)可選2臺(tái)、3臺(tái)或4臺(tái)。2臺(tái)機(jī)力穩(wěn)定性的綜合技術(shù)指標(biāo)，是反映不同國(guó)家、地區(qū)及其不同單機(jī)容量較大、投資較省，但單機(jī)故障對(duì)發(fā)電量影響較大，運(yùn)年代水輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造水平。根據(jù)本電

7、站的運(yùn)行條件，參考行靈活性也較差，難以保證電站在枯水季節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行。4黃河、黑河、洮河等多泥沙河流上已建電站的設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)臺(tái)機(jī)運(yùn)行靈活，但機(jī)電設(shè)備和廠房土建投資比3臺(tái)機(jī)高，經(jīng)驗(yàn)，其水輪機(jī)參數(shù)的選擇應(yīng)充分考慮泥沙磨損的影響，不應(yīng)濟(jì)上不合理。電站裝3臺(tái)機(jī)時(shí)，廠房土建投資和機(jī)電設(shè)備造追求過(guò)高的比轉(zhuǎn)速水平，以降低轉(zhuǎn)輪出口相對(duì)流速，減輕泥價(jià)較4臺(tái)機(jī)方案省；較2臺(tái)機(jī)運(yùn)行靈活，發(fā)電受阻容量小，機(jī)沙磨損及氣蝕破壞。組處于水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行范圍之內(nèi)，電站運(yùn)行平均效率較高。據(jù)對(duì)我國(guó)已建同類電站混流式水輪機(jī)的統(tǒng)計(jì)資料分析，綜上所述，設(shè)計(jì)推薦裝機(jī)

8、3臺(tái)。并按照多泥沙電站適當(dāng)降低水輪機(jī)參數(shù)水平的原則，確定青結(jié)合本電站特點(diǎn)，就電站的裝機(jī)擬定了如下2個(gè)方案進(jìn)羊溝水電站水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速取值范圍／gB-155~175Ill·kW收稿日期：2010—04—28作者簡(jiǎn)介：王雨云(1977一)，男，甘肅西和人，工程師，學(xué)士，主要從事水利水電工程水力機(jī)械設(shè)計(jì)。-26·第6期王雨云：青羊溝水電站