六百丈二級水電站的設(shè)計心得

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簡介： 小型水電站的設(shè)計方案和思路直接關(guān)系到水電站的投資、工期和發(fā)電效益。六百丈二級水電站的設(shè)計，從實際出發(fā)，選擇最適宜和經(jīng)濟的設(shè)計方案，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。
關(guān)鍵字：小型水電站 設(shè)計方案 方案選擇 優(yōu)化設(shè)計 經(jīng)濟效益

１概述

　　六百丈二級水電站位于安徽省石臺縣舒溪河上游的龍井河上，屬于龍井河梯級開發(fā)項目，也是“十五”期間石臺縣農(nóng)村水電電氣化建設(shè)的骨干電源工程。該站是利用上游的六百丈一級水電站發(fā)電尾水，直接引入渠道至龍井河下游集中落差發(fā)電的引水式電站。六百丈一級站建有年調(diào)節(jié)水庫，來水面積為１８．１ｋｍ２，總庫容６６０萬ｍ３，興利庫容４２４萬ｍ３，裝機容量２×８００ｋＷ，具有不完全年調(diào)節(jié)性能，擔任池州地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)。

　　六百丈二級水電站的樞紐工程有：引水渠道、壓力前池、壓力鋼管、廠房及升壓站等。電站設(shè)計引用流量１．９２ｍ３?ｓ，設(shè)計水頭５３．９ｍ，總裝機容量２×４００ｋＷ，工程于２００２年７月開工建設(shè)，２００３年５月并網(wǎng)發(fā)電，總工期僅１０個月。

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　　六百丈二級水電站工程已于１９９７年經(jīng)安徽省水利廳以皖水〔１９９７〕３１６號文批復(fù)了初設(shè)報告，同意興建。但由于工程總投資較大，單位電能投資效益較差等原因，遲遲未能開工建設(shè)。

　　２００１年１１月，受石臺縣水務(wù)局委托，安徽省水電科技咨詢中心水電技術(shù)咨詢部會同石臺縣水務(wù)局勘測設(shè)計室，共同承擔了該工程施工圖的設(shè)計咨詢?nèi)蝿?wù)。在本次設(shè)計的過程中，根據(jù)實際情況的變化以及從提高電站運行效益、降低工程造價、實現(xiàn)減員增效等方面的考慮，對原初步設(shè)計方案進行了一定的改進。

　　原初步設(shè)計文件中六百丈二級水電站是通過２９１０ｍ渠道引至石臺縣七都鎮(zhèn)查上橋附近，集中水頭約６１．３９ｍ，電站總裝機為２×５００ｋＷ，設(shè)計多年平均發(fā)電量３４１萬ｋＷ·ｈ。但通過實地勘察發(fā)現(xiàn)，該渠道后段占用較大范圍的林場土地，設(shè)計征地賠償較大，工程實施有一定的難度。故在本次設(shè)計中將渠道總長由原先的２９１０ｍ，縮減至２０８１ｍ，避開了林場土地，相應(yīng)設(shè)計水頭減少至５３．９ｍ，電站裝機容量更改為２×４００ｋＷ，設(shè)計多年平均發(fā)電量為２４０萬ｋＷ·ｈ。同時電站電氣部分裝置由高壓改為低壓，工程總投資由原先的７１８．８６萬元降至３９８．８６萬元，其中建筑工程總投資為１６９．１２萬元，機電設(shè)備及安裝工程投資１１０．８６萬元（其中自動化監(jiān)控系統(tǒng)投資２０萬元），金屬結(jié)構(gòu)安裝工程投資３８．５５萬元，臨時工程、征地補償費及其他費用８０．３３萬元，主要設(shè)計參數(shù)比較（見表１）。

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　　在我省山區(qū)小型水電站的建設(shè)過程中，尤其是低壩引水式電站，泥沙淤積問題非常嚴重，嚴重威脅小水電站的運行和使用效益。六百丈二級電站位于我省皖南山區(qū)，由于雨量豐富，常常有大量山坡上的泥沙被沖入渠道內(nèi)，長期下去會影響渠道的輸水能力，加快水輪機組的磨損和銹蝕，不利于電站的運行管理。

　　該工程引水渠道斷面尺寸為２．０ｍ×１．３ｍ，且引水渠道較長，原先僅在壓力前池設(shè)置攔沙坎和沖沙孔，根據(jù)類似經(jīng)驗，沖沙效果不太理想。后決定在渠道樁號１＋７３０處設(shè)置沉沙池１座，尺寸為長１０．０ｍ，寬４．０ｍ，前后漸變段長為１．５ｍ，深０．７ｍ。同時在渠道與壓力前池銜接處增設(shè)攔污柵１座，柵條間距較壓力鋼管進水口處攔污柵尺寸稍大，主要用于攔截落入渠道的樹枝、石塊、動物尸體等。通過運行發(fā)現(xiàn)對泥沙有較好的沉淀作用，大大減輕了前池的工作負擔。

　　４區(qū)間來水的利用

　　六百丈二級水電站屬于中高水頭的發(fā)電站，因此增加流量對增加電站的發(fā)電量，提高電站的發(fā)電效益有很大幫助。因此在設(shè)計中，在引水渠道渠首處建小型漿砌石擋水壩１座，壩頂為開敞式溢流，壩高２．５ｍ，長１０．１ｍ，工程總投資僅１．０２萬元。引用六百丈一級電站和二級電站之間的區(qū)間來水約０．１～０．２ｍ３?ｓ，主要補充六百丈二級電站枯水季節(jié)的發(fā)電來水，有效提高了電站的發(fā)電效益和運行穩(wěn)定性。

　?。底詣踊O(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置

　　六百丈二級水電站廠房為地面式，廠房內(nèi)安裝２臺ＨＬＤ４６－ＷＪ－５０型水輪機和２臺ＳＦＷ４００－６?８５０型發(fā)電機。電站建成后通過３５ｋＶ線路Ｔ接于六百丈一級電站至池州地區(qū)６５１０變電所的３５ｋＶ輸電線路上。

　　在電站的設(shè)計過程中，本著減員增效的原則，為實現(xiàn)“無人值班，少人值守”，通過和水利部農(nóng)村電氣化研究所合作，選擇了從加拿大引進的Ｐｏｗｅｒｂａｓｅ水電站無人值班控制系統(tǒng)，有效減少了電站的運行管理人員，提高了經(jīng)濟效益。該控制系統(tǒng)配置全套微機測量、控制、保護設(shè)備，實現(xiàn)機組與閘門控制自動化。同時機組微機控制系統(tǒng)采用１機１屏，將一次設(shè)備和二次設(shè)備組合成一塊屏，大大節(jié)省了電站廠房的使用空間。

　　六百丈二級水電站自并網(wǎng)發(fā)電以來，運行穩(wěn)定，發(fā)揮了較好的經(jīng)濟、社會效益，受到了領(lǐng)導(dǎo)和專家的一致好評，且建設(shè)工期短，投資見效快，運行管理先進，已成為我省小型水電建設(shè)的示范典型。

　　作者單位：安徽省水利水電基本建設(shè)管理局。