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1、第28卷第1期福建电力与电工ISSN1006-01702008年3月FUJIANDIANLIYUDIANGONGCN35-1174/TM水口水电厂机组按最大出力运行的可行性论证林礼清(福建水口发电有限公司,福建福州350004)摘要:福建水口发电有限公司(以下称水口水电厂)200MW机组具有持续过负荷能力,其最大出力为235MW。为挖掘设备潜力、利用弃水多发电,对水轮机、发电机、主变压器及相关设备进行了分析,认为机组按最大出力运行,设备是安全可靠的,每年可增发电量约2亿kW·h,经济效益显著。关键词:水轮发电机组;按最大出力运行中图分类号:TK73文献标识码:A文章编号:100
2、6-0170(2008)01-0012-041前言水口水电厂7×200MW轴流转桨式水轮发电机组,年平均发电量49.5亿kW·h(复核电量为54亿kW·h),年均运行小时数近6000h,远高于一般水电站。根据水情资料统计,水口水电厂年均水量利用率为80%左右。入库流量大于3000m3/s的弃水天数年均55d,年均弃水时数近1000h,弃水量约110须合理控制负荷,保证水轮机在尾水位较低的情况3亿m,弃水损失电量约2.5亿kW·h。下运行时,空蚀条件满足要求。按机电设备合同,当水头为43.8m时,水轮机(1)当上游水位在61～65m、水轮机净水头为保证出力不小于235MW。主汛期
3、上游库水位多在43.8m、出力235MW时,尾水位为16.5～20.6m,吸58～61m,下游尾水位在9～16m,对应的出库流量为出高度为16.0～20.1m,能够满足空化条件的要求。3000～10000m3/s。实际上,7台机组满发时,发电流故水轮机在弃水时,净水头在56.3～43.8m之间,出量仅为3000m3/s左右。因此,主汛期水能增发裕度力可达235MW。比较大。机组在额定出力(200MW)运行时,导叶与(2)当上游水位为60m、水轮机净水头为47.0~桨叶也有较大的开度余量。45.5m、出力235MW时,尾水位为12.3~13.8m,吸近年来,电力系统负荷迅速增加,
4、大型火电厂相出高度为11.8~13.3m,能够满足空化条件的要求。继投产,电网的调峰、调频和事故备用任务更加繁故水轮机在弃水时,净水头为47.0～45.5m,出力可重,有必要充分挖掘已建水电机组的发电潜力,进一达235MW。步提高水能利用率。本文从多方面对水口水电厂机2.3水轮机调节保证计算组按最大出力运行的可行性进行论证。针对水轮机的典型控制工况进行调节保证计算,结果见表2。2水轮机按最大出力运行的论证水轮机甩负荷时,若采用一段关闭,则关闭时间2.1水轮机主要参数为9.5s;若采用两段关闭,则第一段关闭时间为主要参数见表1。7.13s,导叶开度从100%降至25%,导叶全开度
5、关2.2不同水位下水轮机控制参数分析闭时间为16s。上、下游水位以及机组运行台数、负荷的变化都从计算结果看出,水轮机在典型工况下运行,按将引起水轮机净水头和吸出高度发生变化,从而限推荐的关闭时间和关闭规律甩负荷时,机组速率上制机组的出力。为了保证机组能够长期稳定运行,必升值βmax≤45%,蜗壳进口处压力上升值不超过80m-12-水柱,能够满足电站初建时调节保证的要求。2.6水轮机的稳定性2.4机组飞逸转速(1)通流部件近年来,电站尾水位呈逐年下降趋势,电站实际机组尾水管高度设计合理,不存在出力因通道运行水头不断提高,机组飞逸转速相应提高。而受阻的问题。(1)模型试验飞逸转速(
6、2)空化条件按最高水头计算最大飞逸转速。近年来,对水轮机运行影响较大的是水轮机的最高水头Hmax=60.6m下的单位转速n11=110.1吸出高度。尤其对于高水头、小流量的工况,机组出r/m,查A315模型转轮综合特性曲线,得最高水头最力明显受到空蚀条件限制。因此,适当控制水轮机的大出力工况点的开口值a0=54.5%。运行负荷,使水轮机在空蚀条件允许的工况下运行,(2)保持协联关系不破坏时的飞逸转速对保证水轮机长期稳定运行是十分必要的。查A315转轮飞逸特性曲线,在叶片转角!=13°机组按最大出力运行主要为了弃水期多发电,时飞逸转速较高,根据原有的模型试验数据推算单均非运行在高
7、水头、小流量的工况。况且近期即将采位飞逸转速n11R=222.25r/m,则最大飞逸转速nR=取工程措施,可以有效地改善水轮机的吸出高度对!Hmax/D1=216.3r/m(转轮直径D1=8.0m)。水轮机运行的不良影响。该数值低于设计值246r/m。可见,机组运行是(3)压力脉动安全的。模型试验结果显示,当叶片转桨角度为10°～(3)协联关系破坏时的飞逸转速25°时,压力脉动值小于4%;在电站建设初期,最高当水轮机协联关系破坏时,单位飞逸转速n=11R水头为57.8m、叶片转桨角度为16.
