木格措抽水蓄能電站的設(shè)計優(yōu)化

《木格措抽水蓄能電站的設(shè)計優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、木格措抽水蓄能電站的設(shè)計優(yōu)化谷兆祺王琳鐘建文清華大學(xué)水利水電工程系前言木格措抽水蓄能電站系華能集團公司康定分公司將要開發(fā)的特高水頭抽水蓄能電站。電站位于大渡河右岸支流瓦斯河上，屬甘孜藏族自治州康定縣。瓦斯河規(guī)劃分五級開發(fā)，總落差高達2400m，2木格措屬龍頭水庫。水庫利用天然湖泊在出口處筑壩而成，水庫湖面面積約為2.5km，總庫容1.273億m。電站工作水頭為1066m，設(shè)計裝機容量21萬kW。電站下庫在雅拉河上（瓦斯河上游兩支流之一），水源豐富。電站的距高比僅4.87，是一個極好的抽水蓄能電站站址。電站設(shè)計由國電公司成都勘測設(shè)計研究院承擔(dān)，目前已做了詳細的地勘、水文、

2、設(shè)計工作，2001[1]年3月完成了可行性研究報告，同月經(jīng)中國水電顧問公司評審?fù)ㄟ^。2001年中又完成該電站有關(guān)環(huán)境、機組選擇、經(jīng)濟評價等的專題報告，已通過審查，下一階段將進行初步設(shè)計。1目前設(shè)計的方案2目前的設(shè)計為在木格措湖出口處建一座土石壩，壩高60m，壩址以上流域面積83.3km，多年平3均徑流量0.829億m。因此上庫有極好的調(diào)節(jié)性能，可以實現(xiàn)年調(diào)節(jié)。上庫工程由大壩、溢洪道及泄洪導(dǎo)流洞等建筑物組成。引水隧洞布置在大壩右岸，隧洞內(nèi)徑3.2×4.0m，縱坡為8.4‰，長度為3.44km，然后建一座雙室式調(diào)壓井，調(diào)壓井豎井?dāng)嗝鏋閳A形，內(nèi)徑4.0m，高86.3m。上室斷

3、面長寬高為100×4×5m，下室斷面為60×5×3.8m。最高涌浪水位為3830.5m，比水庫正常水位3825m高出5.5m，最低涌浪水位為3747.2m。調(diào)壓井之后即為高壓管道斜井，斜井內(nèi)徑為2.3m，總高差為973.3m，由于高差太大，常規(guī)施工方法無法一次從下往上完成開挖，因此斜井分成五段，每二段之間設(shè)一個水平段，布置有一條施工支洞。在廠房后山坡上建造上山公路，總長20余km，通向各施工支洞口，這對環(huán)境的破壞比較嚴重，而且造價很高，工期較長，運行也不安全。高壓管道離山坡表面較近，覆蓋厚度較小，因而全長均用鋼板襯砌，鋼板厚度為8至28mm。高壓管道斜井以下為下平段，長

4、約528m。下平段末端做分岔管，一分為二聯(lián)接二臺機組。電站廠房為地面式，內(nèi)裝二臺三機式抽水蓄能機組。上部為立軸電機，中部為五噴咀水斗式水輪機，下部為五級水泵，由于五級水泵要求淹沒水深達32m，為此水泵安裝高程不能太低，水泵吸水管必須連接人工調(diào)壓池，即在下庫金蓋水電站進水閘處建一座揚程為34～48m的二級泵站，把水抽入調(diào)壓池內(nèi)，以滿足水泵要求的淹沒水深。樞紐總平面布置如圖1所示，縱剖面如圖2所示，廠房布置如圖3所示。廠房布置主要根據(jù)目前機組生產(chǎn)制造情況而定。因為混流式二級導(dǎo)葉可調(diào)機組最高水頭只到950m，且尚未投入運行。如果采用混流式可逆機組，一定是四級、五級，沒有調(diào)節(jié)導(dǎo)

5、葉，雖然在抽水工況時問題不大，但調(diào)節(jié)發(fā)電工況性能較差。因此不得不采用水斗式水輪機，而水斗式要求轉(zhuǎn)輪中心高出下游水位，為了不使廠房高度增高很多，并滿足多級泵淹沒深度的要求，故設(shè)計二級泵站，人工生成較高的尾水位。上述設(shè)計是可行的，但也有不合理之處，需對設(shè)計方案進行優(yōu)化。1822探討的優(yōu)化方案優(yōu)化方案平面布置圖如圖4，縱剖面圖如5，廠房剖面圖如圖6所示。2.1機組選用的考慮（1）成都院研究過采用可逆機組方案，共選三臺容量均為70MW的可逆機，上部為電機，下部為四級不可調(diào)的水泵水輪機，造價較為經(jīng)濟。發(fā)電時最高效率為90.3%，抽水時為89.2%，因發(fā)電時無法調(diào)節(jié)出力而被否定。但

6、是因瓦斯河梯級電站所在的電力系統(tǒng)有許多大中型水電站，其中有瓦斯河流域的金蓋水電站、木格措電站、小天都電站、冷竹關(guān)電站，全部水電裝機總?cè)萘窟_到70萬kW，它們都有很好的調(diào)節(jié)性能，加上附近許多水電站，完全可以承擔(dān)幾十至上百萬kW的負荷變化，故無需木格措電站參與負荷調(diào)節(jié)，因此可重新考慮采用可逆機組方案。且目前國外不少電力系統(tǒng)都采用[2][3]這類方式。（2）另一種可能考慮的優(yōu)化方案為在低高程安裝二臺70MW多級水泵水輪機的可逆式抽水蓄能機組，而另裝一臺70MW水斗式水輪機，專門作為負荷調(diào)節(jié)之用。雖然，在造價和運行上都增加了一些問題，但在負荷調(diào)節(jié)上可以與目前采用的方案基本上一樣

7、。2.2引水隧洞的優(yōu)化2.2.1目前隧洞設(shè)計的方案目前成都院設(shè)計的隧洞長為3.4416km，縱坡為0.0084，Ⅱ、Ⅲ類圍巖占絕大部份，Ⅳ、Ⅴ類圍巖只占很小一部份。絕大部份洞段的內(nèi)尺寸如圖7，為城門洞型，上圓下方，寬為3.0m，高為3.4m。Ⅱ、Ⅲ類及Ⅳ、Ⅴ類圍巖中鋼筋混凝土的襯砌厚度依次為0.3、0.4、0.5m。在樁號1+400～1+600這一段內(nèi)，有地區(qū)性的斷裂——七色海斷裂與隧洞長軸接近正交，這200m長之內(nèi)用鋼板襯砌，內(nèi)徑2.8m，混凝土厚度0.6m。因此開挖直徑為4.0m。在這一段鋼襯中安裝波紋補償器，以適應(yīng)少量錯動。,511