淺談?wù)脑浪娬緝?yōu)化設(shè)計(jì)方案

李志遠(yuǎn)

（邯鄲市水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，河北 邯鄲 056001）

1 概述

岳城水電站興建于1 9 6 7年9月，1 9 7 0年建成投產(chǎn)，總裝機(jī)容量為1.7萬千瓦。由于近年來降雨量偏小及上游用水增加，岳城水庫蓄水位較低，泄水流量小于原有電站最小發(fā)電流量，無法開機(jī)發(fā)電，致使大量水資源浪費(fèi)。目前下游用水趨于小流量長歷時，為充分利用水資源，在原水電站廠區(qū)內(nèi)修建漳岳水電站，利用原水電站壓力管道作為電站的引水主管道，將尾水排入原電站尾水渠內(nèi)。該電站裝機(jī)容量為2×1 8 0 0 k W，設(shè)計(jì)多年發(fā)電量為1 0 0 2.8 0萬k W·h。在該電站設(shè)計(jì)過程中我們認(rèn)真比較，對電站可研的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了充分優(yōu)化，就實(shí)際設(shè)計(jì)工作中采取的主要優(yōu)化措施簡要總結(jié)。

2 可研階段設(shè)計(jì)簡述

電站設(shè)計(jì)水頭為2 4 m，設(shè)計(jì)流量為1 7.5 m3/s，裝機(jī)容量為1×1 6 0 0 1×2 0 0 0 k W。電站主要由壓力鋼管、電站廠房、尾水渠等組成。壓力管道利用原水電站管徑5 m壓力管道，引水管管徑為2.8 m，1 6 0 0 k W機(jī)組支管管徑1.8 m，2 0 0 0 k W機(jī)組支管管徑2.1 m；電站廠房位于原電站尾水渠與岳城水庫泄洪洞消力池右邊墻之間，地形狹窄，廠房內(nèi)配置兩臺臥式水輪機(jī)組，并對機(jī)組軸線與主廠房縱軸線平行及機(jī)組軸線與主廠房縱軸線垂直兩個方案進(jìn)行了比較。推薦機(jī)組軸線與主廠房縱軸線平行布置方式，但未布置檢修間；電站尾水直接退入岳城電站尾水渠內(nèi)，為防止兩電站尾水產(chǎn)生影響，原電站可研采用鋼筋混凝土箱涵聯(lián)接，同時為防止機(jī)組檢修時尾水倒灌，在尾水首端修建檢修閘門并配設(shè)啟閉機(jī)；廠區(qū)道路擬利用岳城電站北側(cè)圍墻上新建大門，直達(dá)廠房。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

在該電站設(shè)計(jì)過程中我們認(rèn)真比較，對電站可研的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了充分優(yōu)化，就實(shí)際設(shè)計(jì)工作中采取的主要優(yōu)化措施簡要總結(jié)。

表1 漳岳電站管道比較表

3.1 機(jī)組選型優(yōu)化

由于機(jī)組類型、機(jī)組臺數(shù)越多，運(yùn)行配件、檢修材料備用量越大，檢修難度增加，使運(yùn)行管理成本及設(shè)備維修費(fèi)提高，由于該電站僅安裝兩臺機(jī)組，且裝機(jī)容量相差不大，不宜選擇為不同型號機(jī)組，將其優(yōu)化為兩臺1 8 0 0 k w機(jī)組。

3.2 壓力管道方案優(yōu)化

漳岳水電站利用原電站管道引水發(fā)電，需在其管壁上開孔，對在其上開孔的方案進(jìn)行了方案優(yōu)化設(shè)計(jì)。（見表1)方案一：單獨(dú)供水方案。采用兩根φ1 8 0 0 m m鋼管引水。共需1 2 0 m φ1 8 0 0 m m鋼管。方案二：聯(lián)合供水方案。主管采用φ2 5 0 0 m m鋼管，支管采用兩根φ1 8 0 0 m m鋼管引水。共需5 1 m φ2 5 0 0 m m鋼管和2 1.5 m φ1 8 0 0 m m鋼管。方案三：聯(lián)合供水方案。主管采用φ2 8 0 0 m m鋼管，支管采用兩根φ1 8 0 0 m m鋼管引水。共需5 1 m φ2 8 0 0 m m鋼管和2 1.5 m φ1 8 0 0 m m鋼管。

經(jīng)比較，方案一水頭損失最小，但投資較高，且施工期較長；方案二投資較低，水頭損失最大；方案三水頭損失及投資較為適中。經(jīng)綜合考慮，推薦方案三為壓力管道為最優(yōu)方案。

3.3 廠房方案優(yōu)化

經(jīng)對南寧廣發(fā)重工有限責(zé)任公司、重慶水輪機(jī)廠有限責(zé)任公司、福建南電股份有限公司進(jìn)行了技術(shù)及設(shè)備價格咨詢，臥式機(jī)組蝸殼尺寸較大，無法整體運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，需進(jìn)行現(xiàn)場焊接，不利于結(jié)構(gòu)安全。對廠家提供的的立式和臥式兩種機(jī)組進(jìn)行詳細(xì)布置，并對投資進(jìn)行了詳細(xì)比較（見表2）。

表2 漳岳電站主廠房投資比較表

立式機(jī)組可充分利用縱向空間，布置檢修間及副廠房等；臥式機(jī)組結(jié)構(gòu)簡單，便于施工。經(jīng)比較，兩者投資相差不大，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，將臥式機(jī)組優(yōu)化為立式機(jī)組。

3.4 尾水渠方案優(yōu)化

考慮漳岳水電站利用岳城水電站壓力管道發(fā)電，在原電站發(fā)電時，其壓力管道流量無法滿足兩電站同時發(fā)電要求，故不會出現(xiàn)同時發(fā)電工況；考慮岳城水電站發(fā)電歷時較短，不考慮同時檢修機(jī)組工況；考慮修建鋼筋混凝土箱涵還需恢復(fù)原尾水渠擋墻，投資較為浪費(fèi)。將原設(shè)計(jì)方案優(yōu)化為直接接入原電站尾水渠，利用廠房作為擋水建筑物。

3.5 廠區(qū)方案優(yōu)化

經(jīng)實(shí)地考察，原電站圍墻距離公路太近，且公路較為狹窄，致使廠區(qū)道路轉(zhuǎn)彎半徑較小，大型車輛無法通行。且廠房方案優(yōu)化后，廠區(qū)朝向改變，無法直接進(jìn)入廠房。利用混凝土回彈儀對原岳城電站尾水渠墻進(jìn)行檢測，其強(qiáng)度指標(biāo)等同C 2 0混凝土強(qiáng)度，可直接在其上修建通行橋與原廠區(qū)道路連接。

結(jié)語

經(jīng)過以上幾個方面的優(yōu)化措施，使得該項(xiàng)目建筑物布置更加緊奏、協(xié)調(diào)，同時節(jié)約了大量工程資金，目前該電站已順利投產(chǎn)。作為一名設(shè)計(jì)人員必須不斷地與實(shí)際情況相結(jié)合，對原設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，為每一項(xiàng)工程負(fù)責(zé)，為每一位業(yè)主負(fù)責(zé)。

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