小丰满水电站实习报告

吉林市小丰满水电站参观实习报告吉林市小丰满水电站参观实习报告 一、参观时间：一、参观时间： 2013 年 08 月 16 日 二、参观地点：二、参观地点： 吉林市小丰满水电站 三三、参观目的：参观目的：实地参观，深层次认识小丰满水电站。了解水电站 的发电过程和供电范围，明确该水电站在系统中所处的位置和作用； 了解该水电站的发电机组台数、单台电机的额定功率、与发电机组 相连接变压器的容量、该水电站在高峰及低谷负荷时投入的发电机 组台数及功率、该水电站与其他电厂或变电站的连接关系。 四四、实地参观以及查阅资料了解到的小丰满水电站的相关内容实地参观以及查阅资料了解到的小丰满水电站的相关内容 1 1、小丰满水电站的简介、小丰满水电站的简介 丰满水电站（Fengman Hydropower Station）位于吉林市境内 松花江上，是中国 1949 年前最早的大型水电站。1937 年开工兴建， 1943 年开始发电，1959 年总装机容量为 55.375 万千瓦，平均年发 电量 18.9 亿千瓦时，是东北电力系统中担负调峰任务的骨干水电站。 因其向中国的各大水电站输送、培训了大批技术骨干，被称为中国 水电事业的摇篮、“中国水电之母”。 丰满水电站位于中国吉林省吉林市境内的松花江上，其上游有 红石水电站、白山水电站。1949 年以前，它是中国规模最大，但残 缺不全、工程质量差的水电站。经过不断的扩建和修复加固，到 20 世纪末已成为东北电力的骨干电站，对系统的调峰、调频和事故备 用具有重要作用，兼顾防洪、灌溉、城市工业用水及航运等综合效 益。工程由混凝土重力坝、右岸坝后式厂房、左岸泄洪洞及发电厂 房组成。 2 2、 水电站的建造史水电站的建造史 丰满水电站于 1937 年日本侵占中国东北期间开工兴建，原计划 装机 8 台各 7 万千伏安，2 台厂用机组各 1500 千伏安，共计装机容 量 56.3 万千伏安；还留有 2 个压力钢管，可再扩装 2 台机组。 1943 年开始发电，至 1944 年已安装好 4 台大机组和 2 台小机 组，至 1945 年日本战败投降时，土建工程只完成 89%，苏联接管后 拆走部分机组，只留下 2 台破旧的水轮发电机，合计 14.3 万千伏安， 相当于 13.25 万千瓦。溢洪道闸门均未安装。由于历史原因，大坝 施工质量差，漏水严重，整体性差，加上坝面及护坦长期遭受冻融 剥蚀，严重影响大坝安全。 1948 年 3 月，东北人民政府对电站进行全面修复和改建。 1951 年后由苏联全苏水工设计院提出大坝加固改建工程设计， 至 1953 年上述续建工程完成后，工程得到了明显改进和加强，在拦 蓄当年出现的 100 年一遇洪水中发挥了显著作用。至 1959 年共新装 了 6 台大机组，1960 年的发电量即达 27.49 亿度， 1963、1964、1965、1966、1972、1973 年都超过平均年发电量。 1954 年1968 年，对大坝进行了 7 次鉴定检查，针对存在的问 题及时进行了补充勘测、维修及补强加固，使大坝得以基本维持正 常运行。 1979 年，为了保证大坝安全适时降低库水位和提高防洪能力， 增建了左岸泄洪放空隧洞，洞长 683m，内径 9.2m。隧洞进口在正常 蓄水位下 39m 采用水下岩塞爆破先进技术，爆除量 3794m3，一次爆 破成功。三期扩建工程利用原泄洪隧洞引水发电，又在隧洞上新建 分岔泄洪隧洞。 1986 年 8 月泄洪期间，12 号14 号坝段溢流面混凝土被大面 积冲毁（约 700m2），最大深度 3m。工程进行了抢修，1987 年 6 月 完成。 为提高大坝耐久性、抗震能力和防洪能力，1998 年开始对大坝进行 全面系统的补修加固，提高了丰满大坝的安全度，保证了丰满大坝 防洪度汛安全。 2005 年进行的安全鉴定显示，大坝存在坝体漏水、溶蚀以及混 凝土老化冻融破损、大坝整体性差等问题。 2007 年，国家电监会正式下发文件将丰满水电站大坝安全等级 评定为病坝，安全换证注册等级定为丙级。 2010 年 1 月，吉林省政府通过其工作报告宣布将于年内开始大 坝移址重建工作，丰满水电站重建期间的电力空缺将由即将开始兴 建的位于靖宇县境内的核电站填充。 2012 年 10 月，丰满水电站全面治理采用重建方案获国家发展 改革委核准，10 月 29 日重建工程正式启动。该工程是在原大坝下 游 120 米处新建一座大坝，恢复原电站功能和任务。电站将新建 6 台单机 20 万千瓦混流式水轮发电机组，保留原三期工程 2 台 14 万 千瓦机组，总装机容量达到 148 万千瓦，届时年均发电量达 17.09 亿千瓦时，以 500 千伏电压接入吉林电网。 3 3、水电站大坝构造水电站大坝构造 丰满大坝全长 1080m，由 60 个坝段组成，每个坝段长 18m： 由左岸算起 1 号8 号、20 号及 32 号60 号坝段为挡水坝段； 9 号19 号坝段为溢流坝段； 21 号31 号坝段为发电取水坝段。 （1 1）库容量）库容量 校核洪水位 267.7m，相应总库容 114.6 亿 m3 ；水库正常蓄水 位 261m，相应库容 81.1 亿 m3 ；死水位 242m，相应库容 27.6 亿 m3 。 丰满水库为不完全多年调节水库。最大坝高 90.5m，上游坡 度 1：0.048，下游坡度 1：0.75。纵缝将坝体分为 4 块，柱状块浇 筑。 （2 2）水文控制）水文控制 大坝控制流域面积 4.25 万 km2 ，其中白山水电站控制流域面 积 1.9 万 km2 。多年平均流量 430m3 /s、年径流量 136 亿 m3 。 按 1998 年丰满大坝首轮定期检查结果，大坝按防御 500 年一 遇洪水标准设计，防御 10000 年一遇洪水标准校核。10 台机组、11 孔溢流门及泄水洞的总泄流量为 12258m3/s。 （3 3）抗震能力）抗震能力 坝址区为变质砾岩和斑状花岗岩，地质条件良好。坝址区地震 基本烈度为度，大坝按度设防。 4 4、水电站装机容量、水电站装机容量 1943 年，丰满水电站第 1 台机组投产发电，到 1959 年 8 台机 组投产发电，总装机容量 55.4 万 kW； 第 2 期扩建工程是利用预埋在坝内的水压钢管，安装了 2 台单 机容量为 8.5 万 kW 的 9 号和 10 号水轮发电机组，分别于 1991 年 12 月和 1992 年 6 月投产发电。 第 3 期扩建工程是利用左岸泄洪洞安装了 2 台单机容量为 14 万 kW 的 11 号和 12 号水轮发电机组，分别于 1998 年 7 月和 1997 年 12 月投产发电。至此，电站装机总容量为 100.4 万 kW，多年平 均年发电量为 19.65 亿 kWh，机组年平均利用小时数为 2020h。较 大容量的装机对缓解东北电网日益尖锐的调峰电力不足的矛盾发挥 了重要作用。 电站用 8 回 220kV 输电线路输出，送电至黑龙江省的五常市， 吉林省的吉林市及其蛟河、磐石等地。 5 5、水电站的发电过程、水电站的发电过程 从河流高处或水库内引水，利用水的势能转换成动能冲动水轮 机旋转，将水能转变成机械能，然后水轮机带动发电机旋转，将机 械能转变成电能。供给用电单位。 一般来说水轮机的转速较底，发电机的极对数比较多。 （转速 60 频率/极对数）其极对数较多，故允许其转速转低，当 P4 时， 水轮机的转速 n=750 转/分，当极对数 P24 时，其转速为 125 转/ 分。 也就是说，水力发电是将势能转换成电能。也是一种低级能量往高 级能量的转变，在转换过程中需要付出较大代价。 水轮机的工作原理： 不论何种类型的水轮机均系利用水流的能量给叶片的反力推动 转轮作功，以达到能量转换的目的。水流传递给水轮机的功率为 9.81，其中 Q 为通过水轮机的流量；H 为有效水头;为水轮机水力效 率。水轮机得到的功率为 M（M 为水流对转轮的作用力矩,为角速度） 。水轮机基本方程式为： Hs = 1/g(u1v1cosa1-u2v2cosa2) 式中 g 为重力加速度；v1、v2 分别为水流进入和流出转轮时的 绝对速度；u1、u2 分别为转轮进口、出口的旋转速度；a1、a2 分 别为水流进入和流出转轮时的绝对速度与圆周分速度的夹角。在设 计水轮机转轮的通流部分时应遵循这一基本方程式。 反击式水轮机利用水流的压能（位能）和动能，水流经过转轮 叶片时受叶片的作用而改变压力与流速的大小和方向，而对转轮叶 片产生反作用，形成转轮的旋转力矩使水轮机工作。冲击式水轮机 利用水流的动能，通过喷嘴把高压水流全部转化为动能以高速射向 转轮叶片而使转轮旋转。 6 6、水电站在东北电力网系统中的作用、水电站在东北电力网系统中的作用 丰满电站首要任务是发电，电站位于东北电力系统南北网中间， 是东北电网的枢纽变电所，连接着黑、吉、辽三省电网，承担着东 北电网供电、调峰、调频和事故备用等任务。在东北电网向华北电 网送电时，丰满发电厂承担着跨区域电网间穿越功率的负荷调整任 务。 7 7、水库概况、水库概况 丰满水电站建成后所形成的一个山间水库名为松花湖，又名 “丰满水库”，是中国东北地区最大的人工湖泊。 松花湖总面积 554 平方公里，平均水深 22 米，最深处达 77.5 米。湖面曲折狭长，蜿蜒于松花江及其支流的山谷之间，湖面海拔 266.5 米。北起丰满电站大坝，南至桦树镇（又名桦树林子）附近， 全长约 200 公里，最宽处有 10 余公里，蓄水量约 108 亿立方米，是 一个具有防洪、灌溉、发电、航运、水产、旅游等多种经济意义的 大型水利工程。 同时水电站周围的风景优美，景色秀丽。湖中有大小岛屿一百 多座，著名的如金龟岛、五虎岛、湖心岛、蘑菇岛、花砬子岛等。 湖周山峰巍峨，岩崖壁立。景区内备有大小游船一百多艘。是一个 令人心旷世以之地。 五、实习总结五、实习总结 通过