黄河海勃湾水电站水轮机参数初步选择

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1、水利水电工程设计DWRHE·2011年第30卷第1期黄河海勃湾水电站水轮机参数初步选择马韧韬郑淑华摘要海勃湾水利枢纽是一座防凌、发电等综合利用工程，电站装设4台单机容量22．5MW的灯泡贯流式水轮发电机组，水轮机运行水头范围为2．5～1O．12m。预测建库后多年平均过机泥沙含量2．8kg／m3，最大月平均过机含沙量14．4kg／m3。针对海勃湾水电站水轮机参数选择及减轻水轮机泥沙磨蚀的综合措施进行重点介绍。关键词含沙量比转速额定水头真机参数泥沙磨蚀海勃湾水电站中图分类号TK73文献标识码B文章编号1007—6980(2011)010034

2、．04库容，但是，对多泥沙河流又要防止泥沙在水库中1电站概况的淤积，因此水库采取遇大水降低水位排沙的运行1．1电站任务和发电效益方式。水库调度运用原则如下。黄河海勃湾水利枢纽工程位于内蒙古自治区乌汛期，当上游来水含沙量小于3kg／m3时，水海市境内的黄河干流上，上游383km处为已建的库水位在1076m运行。7月及9月当来水含沙量沙坡头水利枢纽，下游87km处为已建的三盛公水大于3kg／rTl3或来水日平均流量大于1500m3／s时，利枢纽。黄河海勃湾水利枢纽是一座防凌、发电等水位降至1074m运行；当来水含沙量大于10kg／综合利用工程

3、。电站为河床式，右岸布置电站厂Hl3或日平均来水流量大于2700m3／s时，水位降至房，左岸布置泄流建筑物。电站装设4台22．5MW1069m泄水排沙。8月份，当来水含沙量大于3灯泡贯流机组，总装机容量90MW。多年平均发电kg／m时，海勃湾水库降低水位至1071m运行；量3．817亿kW·h，年利用小时数4241h，电站建当来水含沙量大于10kg／m3或日平均来水流量大于成后拟接人蒙西电网，参与基荷运行。2700m3／s时，水位降至1069m泄水排沙。在降低1．2水库特征水位库水位的过程中，水库以不大于2700ITI／s流量泄正常蓄水位

4、／m1076．00水。10月份是汛期的后期，又是蓄水期起始月，死水位／m1069．00水库应尽快将水位蓄至正常蓄水位，以便使机组能设计洪水位／m1071．49够发满额定出力，提高发电效益。校核洪水位／m1073．4611月一翌年3月为凌汛期。在封、开河时段，1．3下游特征水位海勃湾水库控制下泄流量分别为650m3／s和400校核洪水尾水位／m1070．11m3／s，对入库流量实行“多蓄少补”的调度原则。设计洪水尾水位／m1069．28这是为减少下游河道凌灾，凌汛期控制运用的基本最低尾水位／m1065．02原则。1．4水轮机工作水头封河期为

5、11一l2月，由于要向下游河道补水，最大水头／m10．12封河期开始时水库蓄至正常蓄水位；开河期为2—加权平均水头，m8．563月，由于控泄要求，水库需要拦蓄部分上游来最小水头／m2．50水，开河期开河前水库尽量降至死水位。3月开河1．5泥沙后水位尽快升至正常蓄水位。凌汛期过后的4—6电站泥沙成分主要为石英和长石，多年平均过月为发电的大好时机，为了充分利用水能，水库尽机含沙量2．8kg／m3，最大月平均过机含沙量14．4量维持在正常蓄水位运行。kg／m3。2水轮机参数选择1．6水库调节特性和运用方式海勃湾水利枢纽的任务是防凌、发电等综合利

6、2．1水轮机额定水头用。为充分发挥其兴利功能，需要保持一定的调节本电站水轮机运行水头根据水库调度运行方式马韧韬等·黄河海勃湾水电站水轮机参数初步选择变化，额定水头选取应保证电站能发足额定装机容小于1500m3／s时，能够发足额定装机容量。每年量的出力。的汛期根据来沙来水情况，水库有时在1074m水国内已建、在建和正在设计的部分中型灯泡贯位运行，有时甚至降至1069m死水位运行；开河流式电站，额定水头和多年平均水头的比值大部分期水库降至1069m死水位运行，这些时间段因水在0．92左右，水库有调节能力的水电站，比值略头出力受阻，发不足装机容

7、量。高些。本电站水轮机额定水头的选择以少弃水、多本电站水轮机全年有大部分时间在8．0m以上水发电为主要目标，并与水库的运行特点紧密结合。头运行，低水头运行时间虽然较短，但过机含沙量较如果额定水头选择偏高，则汛期出力受阻时间必然大。水轮机额定水头的选择既要保证电站可以发足额加长，影响汛期发电量；如果额定水头选择较低，定装机容量的出力，满足高水头条件下的高效运行，势必增加机组及土建投资，所以，发电量及投资是又要兼顾汛期低水头条件下多发电，充分利用汛期水额定水头比较的主要因素。能，因此，选定水轮机的额定水头为8．0m。考虑到电站的加权平均水头为

8、8．56m(对应的2．2比转速上游水位约为1075．7m)，针对装机4台进行了额水轮机比转速n和比速系数K综合反映了所定水头为7．6，8．0，8．4m三种方案的计算比较，选择水轮机的能量指标和