大盈江一級(jí)電站機(jī)組出力受限原因及對(duì)策探討

摘 要：電站機(jī)組出力這方面很容易受到影響，影響的因素包括轉(zhuǎn)輪效率，工作水頭和過(guò)機(jī)流量三個(gè)因素。文章通過(guò)研究大盈江一級(jí)電站機(jī)組出力受限原因，對(duì)這方面進(jìn)行分析，在水庫(kù)蓄水水位和水庫(kù)泄洪的時(shí)候致使尾水水位抬高這方面，提出一些改善措施，供讀者參考。

關(guān)鍵詞：電站機(jī)組出力；受限原因；分析

大盈江一級(jí)水電站位于云南省盈江縣境內(nèi)，系大盈江梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第一級(jí)；壩址距盈江縣城40km，距芒市204km。大盈江一級(jí)水電站工程開(kāi)發(fā)任務(wù)為單一發(fā)電，工程樞紐由混凝土閘壩、引水系統(tǒng)和地面廠房等建筑物組成。電站壩址以上集雨面積5377km2，多年平均流量213m3/s，發(fā)電引用流量255m3/s，多年平均年徑流量67.2億m3， 水庫(kù)正常蓄水位788m，死水位781m，電站現(xiàn)有裝機(jī)容量108MW（3臺(tái)×36MW），設(shè)計(jì)年利用小時(shí)5119h，年發(fā)電量5.528億kW·h。項(xiàng)目工程2004年9月28日開(kāi)工，首臺(tái)機(jī)組（2#）2007年2月6日發(fā)電，1#、3#機(jī)組分別于2007年4月12日、2007年6月15日投產(chǎn)。電站自投產(chǎn)以來(lái)，機(jī)組出力一直不足，單機(jī)發(fā)電時(shí)，出力只達(dá)34MW；三臺(tái)機(jī)發(fā)電時(shí)，每臺(tái)機(jī)僅有出力32MW；幾年來(lái)的平均發(fā)電量只有42000萬(wàn)kW.h，比設(shè)計(jì)年發(fā)電量減少13280萬(wàn)kW.h，按現(xiàn)行平均上網(wǎng)電價(jià)0.20元/kW.h計(jì)算，每年減少發(fā)電收益2656萬(wàn)元，嚴(yán)重地影響著電站的經(jīng)濟(jì)效益。

1 產(chǎn)生原因分析

對(duì)水電站的整體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)電量沒(méi)有達(dá)到預(yù)期要求的主要原因在于，水庫(kù)蓄水位受制約和泄洪將尾水水位抬高這兩方面原因造成的。

2 制定對(duì)策分析

2.1 水庫(kù)蓄水位受到制約

針對(duì)水庫(kù)蓄水位受到制約這種現(xiàn)象，相關(guān)工作人員考慮到沿岸有大量村莊、農(nóng)田，蓄水位上漲將影響大盈江流域沿岸村民的生活和生產(chǎn)，采取適當(dāng)抬高水庫(kù)蓄水位，專(zhuān)人控制水位的方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于不影響沿岸居民的生活，電站也能夠正常發(fā)電。

采取的措施主要有以下三點(diǎn)：

（1）在“水庫(kù)運(yùn)行協(xié)調(diào)會(huì)上”提出問(wèn)題及建議。

（2）安生部人員積極走訪沿岸居民，加強(qiáng)與他們溝通，確定不影響沿岸居民生產(chǎn)、生活的水庫(kù)最高蓄水位為？犖788.4m。

（3）加強(qiáng)大壩值班員的值班紀(jì)律，提高值班技能水平。

2.2 泄洪將尾水水位抬高受到制約

2.2.1 針對(duì)泄洪將尾水水位抬高，主要表現(xiàn)在，泄洪流量低于200m3/s時(shí)，尾水水位約為？犖736m，泄洪流量在200-300m3/s時(shí)，尾水水位約？犖737m，影響了電站的發(fā)電，采取了在泄洪通道上加筑一堵?lián)跛畨?，將泄洪?lái)的水擋在尾水區(qū)以外，這樣改變泄洪流道，避免泄洪將尾水位抬高。主要實(shí)施辦法如下：

第一步，根據(jù)泄洪通道的地形地貌，我們選定在離大壩150m左右，有一石山的位置，加筑擋水墻，改變泄洪流道。

第二步，按照選定的地方，加筑一道高1m，厚0.8m，長(zhǎng)68m的混凝土擋水墻，將泄洪流道改變，將泄洪來(lái)水改排至尾水區(qū)以外。

2.2.2 對(duì)策的數(shù)學(xué)模型和理論計(jì)算

擋水墻的建立最終目標(biāo)是把泄洪的尾水水位太高，筆者為了能夠更好把握好擋水墻的作用，建立的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行理論計(jì)算。筆者采用了圣為難方程組：

連續(xù)方程：

運(yùn)動(dòng)方程：

其中，S，t分別代表空間和時(shí)間坐標(biāo)，A代表河道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，Q代表斷面流量，q代表均勻旁側(cè)入流，δ代表Dinracδ，z代表水位，k代表流量模數(shù)，按照這種方式進(jìn)行公式計(jì)算，把其中經(jīng)驗(yàn)數(shù)值代入計(jì)算后，該對(duì)策實(shí)施后尾水位要比實(shí)施前同等狀況下下降0.8米至1.8米，這個(gè)結(jié)果就是方案實(shí)施后將抬高運(yùn)行水位的區(qū)間在0.8米至1.8米之間。

這個(gè)方案實(shí)施以后，對(duì)電站的機(jī)組的尾水水位進(jìn)行抽查結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 尾水水位抽查表

按照我們采用的數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)構(gòu)和抽查的結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種情況基本都相同，這樣在尾水水位下降的時(shí)候，機(jī)組的水頭得到了顯著的提高，使機(jī)組能夠滿發(fā)或者多發(fā)，達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的要求。

3 鞏固措施

為了能夠保證電站機(jī)組正常運(yùn)行，需要對(duì)以上兩個(gè)處理辦法進(jìn)行鞏固、繼續(xù)貫徹。公司制定的《大壩運(yùn)行規(guī)程》，并嚴(yán)格實(shí)施；同時(shí)加強(qiáng)對(duì)泄洪通道中的防洪擋墻的巡視檢查，保證擋水墻的安全穩(wěn)固。

4 影響電站機(jī)組出力的其他原因

轉(zhuǎn)輪效率和過(guò)機(jī)流量同樣也是影響電站機(jī)組出力的原因。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的效率對(duì)電廠的效益影響重大，轉(zhuǎn)輪效率也是水電廠設(shè)計(jì)、水輪機(jī)選型的關(guān)鍵參數(shù)，這方面也能夠反映水輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造水平的重要指標(biāo)。按照相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)國(guó)外轉(zhuǎn)輪由于設(shè)計(jì)、加工方面的優(yōu)勢(shì)，普遍較國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)輪效率稍高，國(guó)內(nèi)的相對(duì)就較低。

關(guān)于過(guò)機(jī)流量這方面，過(guò)機(jī)流量不足也同樣影響機(jī)組的出力情況，主要因素包括水頭、流道、單位流量、導(dǎo)葉槳葉協(xié)聯(lián)關(guān)系等多方面因素。水頭對(duì)流量的影響。水頭下降，導(dǎo)致進(jìn)水口水流壓能下降，流速降低，過(guò)流能力下降。針對(duì)進(jìn)水口斷面的水流速度影響非常有限，基本不會(huì)對(duì)機(jī)組和流道的過(guò)流能力產(chǎn)生實(shí)際影響。

另外，流道過(guò)流能力的影響。流道斷面尺寸直接影響過(guò)流能力，同時(shí)流道表面的光潔度對(duì)水流速度的影響非常明顯，進(jìn)而影響過(guò)流能力。流道的過(guò)流能力能夠充分滿足機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)的過(guò)流需要。但由于水流中夾帶污物雜質(zhì)，也同樣影響了機(jī)組的出力情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

電站在運(yùn)行的時(shí)候，由于運(yùn)行水頭較低，水頭的變化對(duì)機(jī)組的出力影響十分敏感。大盈江一級(jí)電站在運(yùn)行的時(shí)候，由于水頭的關(guān)系就沒(méi)有達(dá)到滿發(fā)運(yùn)行，另外尾水河道的施工圍堰清理必須徹底，不要發(fā)生堵塞的現(xiàn)象。合理的導(dǎo)葉開(kāi)度限制有利于保證機(jī)組運(yùn)行安全，但是在運(yùn)行中采用過(guò)于保守的方式也同樣影響水電站的發(fā)揮，希望大盈江一級(jí)電站這個(gè)例子能夠在起到很好的借鑒作用。

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