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六百丈二級水電站的設計心得
簡介: 小型水電站的設計方案和思路直接關系到水電站的投資、工期和發(fā)電效益。六百丈二級水電站的設計,從實際出發(fā),選擇最適宜和經(jīng)濟的設計方案,取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。
關鍵字:小型水電站 設計方案 方案選擇 優(yōu)化設計 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。
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。電站設計引用流量1.92m3?s,設計水頭53.9m,總裝機容量2×400kW,工程于2002年7月開工建設,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號文批復了初設報告,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。
?。玻埃埃蹦辏保痹拢苁_縣水務局委托,安徽省水電科技咨詢中心水電技術咨詢部會同石臺縣水務局勘測設計室,共同承擔了該工程施工圖的設計咨詢?nèi)蝿铡T诒敬卧O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,對原初步設計方案進行了一定的改進。
原初步設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,設計征地賠償較大,工程實施有一定的難度。故在本次設計中將渠道總長由原先的2910m,縮減至2081m,避開了林場土地,相應設計水頭減少至53.9m,電站裝機容量更改為2×400kW,設計多年平均發(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,主要設計參數(shù)比較(見表1)。
?。城滥嗌硢栴}的解決
在我省山區(qū)小型水電站的建設過程中,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型和2臺SFW400-6?850型。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、保護設備,實現(xiàn)機組與控制自動化。同時機組微機控制系統(tǒng)采用1機1屏,將一次設備和二次設備組合成一塊屏,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,受到了領導和專家的一致好評,且建設工期短,投資見效快,運行管理先進,已成為我省小型水電建設的示范典型。
作者單位:安徽省水利水電基本建設管理局。
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