大盈江一級電站機組出力受限原因及對策探討

摘 要：電站機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，工作水頭和過機流量三個因素。文章通過研究大盈江一級電站機組出力受限原因，對這方面進(jìn)行分析，在水庫蓄水水位和水庫泄洪的時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：電站機組出力；受限原因；分析

大盈江一級水電站位于云南省盈江縣境內(nèi)，系大盈江梯級開發(fā)的第一級；壩址距盈江縣城40km，距芒市204km。大盈江一級水電站工程開發(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， 水庫正常蓄水位788m，死水位781m，電站現(xiàn)有裝機容量108MW（3臺×36MW），設(shè)計年利用小時5119h，年發(fā)電量5.528億kW·h。項目工程2004年9月28日開工，首臺機組（2#）2007年2月6日發(fā)電，1#、3#機組分別于2007年4月12日、2007年6月15日投產(chǎn)。電站自投產(chǎn)以來，機組出力一直不足，單機發(fā)電時，出力只達(dá)34MW；三臺機發(fā)電時，每臺機僅有出力32MW；幾年來的平均發(fā)電量只有42000萬kW.h，比設(shè)計年發(fā)電量減少13280萬kW.h，按現(xiàn)行平均上網(wǎng)電價0.20元/kW.h計算，每年減少發(fā)電收益2656萬元，嚴(yán)重地影響著電站的經(jīng)濟(jì)效益。

1 產(chǎn)生原因分析

對水電站的整體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)電量沒有達(dá)到預(yù)期要求的主要原因在于，水庫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 制定對策分析

2.1 水庫蓄水位受到制約

針對水庫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)抬高水庫蓄水位，專人控制水位的方式，這種方式的優(yōu)點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：

（1）在“水庫運行協(xié)調(diào)會上”提出問題及建議。

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

（3）加強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 針對泄洪將尾水水位抬高，主要表現(xiàn)在，泄洪流量低于200m3/s時，尾水水位約為？犖736m，泄洪流量在200-300m3/s時，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Γ瑢⑿购閬淼乃畵踉谖菜畢^(qū)以外，這樣改變泄洪流道，避免泄洪將尾水位抬高。主要實施辦法如下：

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68m的混凝土擋水墻，將泄洪流道改變，將泄洪來水改排至尾水區(qū)以外。

2.2.2 對策的數(shù)學(xué)模型和理論計算

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)行理論計算。筆者采用了圣為難方程組：

連續(xù)方程：

運動方程：

其中，S，t分別代表空間和時間坐標(biāo)，A代表河道過水?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)行公式計算，把其中經(jīng)驗數(shù)值代入計算后，該對策實施后尾水位要比實施前同等狀況下下降0.8米至1.8米，這個結(jié)果就是方案實施后將抬高運行水位的區(qū)間在0.8米至1.8米之間。

這個方案實施以后，對電站的機組的尾水水位進(jìn)行抽查結(jié)果見表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候，機組的水頭得到了顯著的提高，使機組能夠滿發(fā)或者多發(fā)，達(dá)到預(yù)先設(shè)計的要求。

3 鞏固措施

為了能夠保證電站機組正常運行，需要對以上兩個處理辦法進(jìn)行鞏固、繼續(xù)貫徹。公司制定的《大壩運行規(guī)程》，并嚴(yán)格實施；同時加強對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 影響電站機組出力的其他原因

轉(zhuǎn)輪效率和過機流量同樣也是影響電站機組出力的原因。水輪機轉(zhuǎn)輪的效率對電廠的效益影響重大，轉(zhuǎn)輪效率也是水電廠設(shè)計、水輪機選型的關(guān)鍵參數(shù)，這方面也能夠反映水輪機設(shè)計、制造水平的重要指標(biāo)。按照相關(guān)的經(jīng)驗來說國外轉(zhuǎn)輪由于設(shè)計、加工方面的優(yōu)勢，普遍較國產(chǎn)轉(zhuǎn)輪效率稍高，國內(nèi)的相對就較低。

關(guān)于過機流量這方面，過機流量不足也同樣影響機組的出力情況，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，過流能力下降。針對進(jìn)水口斷面的水流速度影響非常有限，基本不會對機組和流道的過流能力產(chǎn)生實際影響。

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

5 結(jié)束語

電站在運行的時候，由于運行水頭較低，水頭的變化對機組的出力影響十分敏感。大盈江一級電站在運行的時候，由于水頭的關(guān)系就沒有達(dá)到滿發(fā)運行，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)葉開度限制有利于保證機組運行安全，但是在運行中采用過于保守的方式也同樣影響水電站的發(fā)揮，希望大盈江一級電站這個例子能夠在起到很好的借鑒作用。

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