青海循化县苏只水电站设计

青海循化县苏只水电站设计

1黄丰港5km,下游至黄丰电站苏只水库位于山西省环县苏只村。是黄河上游的一个中型水库之一。距已建成的公伯峡水库12公里，距计划建设的黄峰水库9公里，距西宁150公里。枢纽主要由河床式电站厂房、排沙孔、泄洪闸、土石坝、两岸坝肩防渗系统、开关站、右岸灌溉管等建筑物组成。水库的调节特性为日调节。电站装机容量225MW。工程的主要任务是发电,同时兼有少量灌溉供水等综合利用。2基本组成：主电源的基本组成(1)水库运行水位校核洪水位1900.00m;设计洪水位1900.00m;正常蓄水位1900.00m;死水位1897.50m。(2)机组正常尾水位校核洪水位(Q=5870m3/s)1884.89m;设计洪水位(Q=5290m3/s)1884.63m;全厂机组满发尾水位(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)水处理水处理最大水头20.7m;加权平均水头17.9m;额定水头16.0m;最小水头12.4m。(4)多年平均含沙量为0.12kg/m3。(5)动能参数装机容量225MW;保证出力82.4MW;年利用小时数3907h;多年平均年发电量8.79亿kWh。3系统初设方案该电站为低水头径流式电站。根据上游水位、各特征下泄流量对应的下游水位、引水系统水头损失以及电站运行方式等,确定该电站的水头变化范围为12.4～20.7m,故可供选择的水轮机有轴流转桨式和灯泡贯流式2种机型。轴流机组无论是在国外还是在中国均有较长的发展历史,其设计﹑生产﹑安装﹑运行均有较为丰富的经验,可满足该电站的要求。灯泡贯流机组在国外是一种技术成熟的机型,已经得到广泛的应用,世界各国生产的大型灯泡机组愈来愈多,单机容量愈来愈大,使用水头亦不断提高。在中国,灯泡机组虽然起步较晚,但经过近20a的努力,亦有了一定的规模和水平,已建和在建的电站超过40余座,特别是近年来单机容量为30～45MW的已建和在建电站已超过10余座(红岩子30MW,大源渡30MW,贵港30MW,凌津滩30MW,百龙滩32MW,青居34MW,飞来峡35.5MW,桐子濠36MW,直岗拉卡38MW,尼那40MW,金银台40MW,洪江45MW),最大单机容量达45MW,最高应用水头已达27.3m,并且当最大水头小于25m时多数都取代了轴流转桨式机组。根据该电站水头范围,为了合理选择机型,笔者向中国6个机组制造厂家进行了咨询,从技术经济方面比较灯泡贯流式与轴流转桨式机组。为此,在可行性研究阶段中,对5台45MW灯泡贯流式与3台75MW轴流转桨式2种机型做出初设方案,详见表1,2。为了具有可比性,综合参考了以上各厂家所提资料及尼那﹑小峡等数个电站的设计经验,并考虑技术水平发展的趋势,进行了本设计阶段较为合理的装机台数比选与机组型式比选。表3列出本电站5台灯泡贯流式与3台轴流转桨式机组的详细参数及其对机组造价﹑土建工程投资及年发电量的影响,以期进行灯泡贯流式轴流转桨式2种机型的技术经济比较。通过比较分析可以看出,卧式布置的灯泡贯流式机组与立式布置的轴流转桨式机组各有以下优缺点:(1)灯泡贯流式机组的轴线顺水流方向水平布置,流道顺畅,使其水轮机效率在整个运行范围内均比轴流式水轮机高,从而使多年平均年发电量要比轴流式机组多。(2)灯泡贯流式水轮机的单位流量及单位转速均比轴流式水轮机高,使得灯泡机组尺寸减小,转速提高,机组总重量比轴流式机组减轻,从而使得灯泡机组总造价比轴流机组总造价节省。灯泡贯流式机组取消了平面上180°拐弯的蜗壳和立面上90°拐弯的尾水肘管段,使其流道尺寸减小,且由于轴线水平布置,使得灯泡机组厂房长﹑宽﹑高尺寸均减少,从而比轴流式机组节省土建及金属结构投资。(3)灯泡贯流式水轮机转轮的安装高程比轴流式机组转轮要低,即使最易发生空蚀的叶片顶点也要比轴流机组转轮低几米,灯泡贯流式水轮机的这种结构和运行特点,决定了它发生空蚀的可能性及损坏程度要比轴流式水轮机小。灯泡贯流式水轮机这种较强抗空蚀性能同时提高了它的抗泥沙磨损性能,从而有效地减轻对水轮机的空蚀和泥沙磨损的联合破坏作用。(4)在当时,对于大容量灯泡机组中国尚缺乏成熟的设计﹑制造经验,有一定的不确定因素,且多采用国际合作生产方式。(5)轴流机组设计﹑生产﹑安装﹑运行均有着丰富的经验,技术成熟。4轴流机组方案比较灯泡贯流式机组发展较快,它不但有良好的能量参数,年发电量多,经济效益好,而且运行稳定,空蚀轻微,并且比轴流式机组节省工程总投资。但考虑到45MW灯泡机组当时在中国尚缺乏成熟的设计﹑制造经验,不确定因素多,而轴流机组技术成熟,制造及安装的经验较丰富。故将3×75MW轴流转桨式机组作为推荐方案,而将5×45MW灯泡贯流