青海循化縣蘇只水電站設(shè)計

青海循化縣蘇只水電站設(shè)計

1黃豐港5km,下游至黃豐電站蘇只水庫位于山西省環(huán)縣蘇只村。是黃河上游的一個中型水庫之一。距已建成的公伯峽水庫12公里，距計劃建設(shè)的黃峰水庫9公里，距西寧150公里。樞紐主要由河床式電站廠房、排沙孔、泄洪閘、土石壩、兩岸壩肩防滲系統(tǒng)、開關(guān)站、右岸灌溉管等建筑物組成。水庫的調(diào)節(jié)特性為日調(diào)節(jié)。電站裝機容量225MW。工程的主要任務(wù)是發(fā)電,同時兼有少量灌溉供水等綜合利用。2基本組成：主電源的基本組成(1)水庫運行水位校核洪水位1900.00m;設(shè)計洪水位1900.00m;正常蓄水位1900.00m;死水位1897.50m。(2)機組正常尾水位校核洪水位(Q=5870m3/s)1884.89m;設(shè)計洪水位(Q=5290m3/s)1884.63m;全廠機組滿發(fā)尾水位(Q=1596m3/s)1882.20m;正常尾水位(Q=703m3/s)1880.80m;最低尾水位(Q=150m3/s)1879.12m。(3)水處理水處理最大水頭20.7m;加權(quán)平均水頭17.9m;額定水頭16.0m;最小水頭12.4m。(4)多年平均含沙量為0.12kg/m3。(5)動能參數(shù)裝機容量225MW;保證出力82.4MW;年利用小時數(shù)3907h;多年平均年發(fā)電量8.79億kWh。3系統(tǒng)初設(shè)方案該電站為低水頭徑流式電站。根據(jù)上游水位、各特征下泄流量對應(yīng)的下游水位、引水系統(tǒng)水頭損失以及電站運行方式等,確定該電站的水頭變化范圍為12.4～20.7m,故可供選擇的水輪機有軸流轉(zhuǎn)槳式和燈泡貫流式2種機型。軸流機組無論是在國外還是在中國均有較長的發(fā)展歷史,其設(shè)計﹑生產(chǎn)﹑安裝﹑運行均有較為豐富的經(jīng)驗,可滿足該電站的要求。燈泡貫流機組在國外是一種技術(shù)成熟的機型,已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,世界各國生產(chǎn)的大型燈泡機組愈來愈多,單機容量愈來愈大,使用水頭亦不斷提高。在中國,燈泡機組雖然起步較晚,但經(jīng)過近20a的努力,亦有了一定的規(guī)模和水平,已建和在建的電站超過40余座,特別是近年來單機容量為30～45MW的已建和在建電站已超過10余座(紅巖子30MW,大源渡30MW,貴港30MW,凌津灘30MW,百龍灘32MW,青居34MW,飛來峽35.5MW,桐子濠36MW,直崗拉卡38MW,尼那40MW,金銀臺40MW,洪江45MW),最大單機容量達45MW,最高應(yīng)用水頭已達27.3m,并且當最大水頭小于25m時多數(shù)都取代了軸流轉(zhuǎn)槳式機組。根據(jù)該電站水頭范圍,為了合理選擇機型,筆者向中國6個機組制造廠家進行了咨詢,從技術(shù)經(jīng)濟方面比較燈泡貫流式與軸流轉(zhuǎn)槳式機組。為此,在可行性研究階段中,對5臺45MW燈泡貫流式與3臺75MW軸流轉(zhuǎn)槳式2種機型做出初設(shè)方案,詳見表1,2。為了具有可比性,綜合參考了以上各廠家所提資料及尼那﹑小峽等數(shù)個電站的設(shè)計經(jīng)驗,并考慮技術(shù)水平發(fā)展的趨勢,進行了本設(shè)計階段較為合理的裝機臺數(shù)比選與機組型式比選。表3列出本電站5臺燈泡貫流式與3臺軸流轉(zhuǎn)槳式機組的詳細參數(shù)及其對機組造價﹑土建工程投資及年發(fā)電量的影響,以期進行燈泡貫流式軸流轉(zhuǎn)槳式2種機型的技術(shù)經(jīng)濟比較。通過比較分析可以看出,臥式布置的燈泡貫流式機組與立式布置的軸流轉(zhuǎn)槳式機組各有以下優(yōu)缺點:(1)燈泡貫流式機組的軸線順水流方向水平布置,流道順暢,使其水輪機效率在整個運行范圍內(nèi)均比軸流式水輪機高,從而使多年平均年發(fā)電量要比軸流式機組多。(2)燈泡貫流式水輪機的單位流量及單位轉(zhuǎn)速均比軸流式水輪機高,使得燈泡機組尺寸減小,轉(zhuǎn)速提高,機組總重量比軸流式機組減輕,從而使得燈泡機組總造價比軸流機組總造價節(jié)省。燈泡貫流式機組取消了平面上180°拐彎的蝸殼和立面上90°拐彎的尾水肘管段,使其流道尺寸減小,且由于軸線水平布置,使得燈泡機組廠房長﹑寬﹑高尺寸均減少,從而比軸流式機組節(jié)省土建及金屬結(jié)構(gòu)投資。(3)燈泡貫流式水輪機轉(zhuǎn)輪的安裝高程比軸流式機組轉(zhuǎn)輪要低,即使最易發(fā)生空蝕的葉片頂點也要比軸流機組轉(zhuǎn)輪低幾米,燈泡貫流式水輪機的這種結(jié)構(gòu)和運行特點,決定了它發(fā)生空蝕的可能性及損壞程度要比軸流式水輪機小。燈泡貫流式水輪機這種較強抗空蝕性能同時提高了它的抗泥沙磨損性能,從而有效地減輕對水輪機的空蝕和泥沙磨損的聯(lián)合破壞作用。(4)在當時,對于大容量燈泡機組中國尚缺乏成熟的設(shè)計﹑制造經(jīng)驗,有一定的不確定因素,且多采用國際合作生產(chǎn)方式。(5)軸流機組設(shè)計﹑生產(chǎn)﹑安裝﹑運行均有著豐富的經(jīng)驗,技術(shù)成熟。4軸流機組方案比較燈泡貫流式機組發(fā)展較快,它不但有良好的能量參數(shù),年發(fā)電量多,經(jīng)濟效益好,而且運行穩(wěn)定,空蝕輕微,并且比軸流式機組節(jié)省工程總投資。但考慮到45MW燈泡機組當時在中國尚缺乏成熟的設(shè)計﹑制造經(jīng)驗,不確定因素多,而軸流機組技術(shù)成熟,制造及安裝的經(jīng)驗較豐富。故將3×75MW軸流轉(zhuǎn)槳式機組作為推薦方案,而將5×45MW燈泡貫流