引水式水电站的施工与经济效益

所属栏目:水力论文 发布日期:2017-05-17 14:18 热度:

   引水式电站是水电站工程中常见的一类,适用于坡陡落差较大的河段,本文主要研究了引水式电站的工程建设特点和经济效益。

水利天地

  《水利天地》水利工程师论文发表杂志,创刊于1984年,由黑龙江省水利厅主办。科技水利刊物。以宣传水利方针,交流改革经验,普及水利知识,为农村发展商品生产服务,为国民经济全局服务。

  压力前池多见于引水式电站,形式多为露天式。本文论在临沧沧源某水电站的设计实施中的社会效益和经济效益。利用无压隧洞末端的一部分作为压力前池。从经济效益看上减少了开挖了工程量,节约了大量的资金。从社会效益看减少了占地、植被破坏、水土流失。更有利于环境保护。

  引水式水电站是自河流坡降较陡、落差比较集中的河段,以及河湾或相邻两河河床高程相差较大的地方,利用坡降平缓的引水道引水而与天然水面形成符合要求的落差(水头)发电的水电站。引水式水电站能够提高电站的经济效益,保证投资者的利益,并使水力资源得到较充分的利用。

  一、 工程概况

  该水电站沧源县勐来乡境内,处于勐懂河流。本电站属引水式电站,装机18900KW,坝址以上流域面积397.8km2,水电站厂房至坝址全长5589m,天然高差188m,设计最大引用流量13.8m3/s。隧洞断面我城门洞型,宽3.2m,高3.8m,水深3.2m,(故可以采用洞内压力前池)。

  二、压力前池设计计算

  (一) 取前室结构尺寸

  1、 进水室尺寸

  进水室宽度B进=91.5~1.80D=4.8~5.96m

  取B进=5.2

  长度一般为2~5m,取3.5m.

  2、 前池结构尺寸

  B=(1~1.50B进由于隧洞长度较长,有足够水量。且为减少开挖工作难度及衬砌工程量取B=1.0B=5.2m

  3、 前池长度:L=(2.5~3.00B.取较大值L=3.0B=3×5.2=15.6m

  (二) 压力前池控制水位:近似取无压隧洞末端正常水位。

  (三) 前池水位波动计算

  1、取池水位最大下降

  该情况在发生于电站突然增负荷(按开全荷,最不利情况)已知:起始流速V。=0,起始水深h。=3.2+1。5-0.8=4.179m(现在实际建筑为4,5m),宽度B=5.2m,流量Q由0增至13m3。

  G=9.81m2/s

  增加负荷后V=Q、A=13.8、(5.2h),代入下式

  V=V。—2〔(gh)0.5-(gh。)0.5〕

  13.8/(4.2h)=0.2〔(9.81h)0.5(9.81*4.179)0.5〕

  整理得: 3.05、h+6.2462(h)0.5-11.379=0

  故 h=2.671m

  最大水位下降△h=h。-h=0.629m

  相应水深2.671m﹥2m(孔口)

  2、前池最大水位升高

  该情况发生于电站突然弃负荷时。(按甩全荷,最不利情况)

  已知:B=5.2m, Qmax=13.8m3/s

  水深:h。=4.179m

  单宽流量:q= Qmax/B=2.46m3/s

  初始流速:v。=q/B=0.469m/s

  g=9.81m2/s

  由:V=V。—2〔(gh)0.5-(gh。)0.5〕

  压洞末端洞底高程为1190.00m

  Z正常水位1190.00+3.8=1193.8(m)

  进水室最低水位:为了保证不形成漩涡,及不使空气进入压力管道,一般规定 进水室的最低水位应高出引水管进口顶部两倍水管中的流速水头,以a代表这一高度,计算如下:

  Q=13.8 m3/s,A=3.1416×2×2/4,D=2.0,栏沙坎高度,h′=0.8m

  引水管顶高程Z=1192.00m

  压力管中流速V=Q/A=4.388(m/s)

  最低水位

  Z最低=Z管顶=a+h′=1190+4.388+0.8=1195188(m)

  3、前池水深度

  0=0.469-2〔(9.81h)0.5-(9.81×3.2)0.5〕

  整理得:h=4.179

  △h=4.179-3.2=0.97

  三、前池段隧洞面及衬砌形式拟定

  根据前池水位计算所得的最高水位,考虑水面以上15%净空面积、水面以上净高不小于95㎝(非恒定流条件下,计算中已考虑涌波时上述值可适当减小),确定断面。

  四、提高引水式电站经济效益和社会效益的措施

  (一)扩机增容,提高电站来水利用率

  由于一些早期建成的水电站集雨面积较大,而原设计利用小时较高,装机偏小,造成丰水期弃水较多,影响了电站效益。针对这一问题,可以扩机增容,提高来水利用率的方法来增加电站发电量,提高经济效益。

  (二)跨流域引水,提高年均发电量

  引水式径流电站,来多少水发多少电,丰水期雨量充沛,机组都可以满负荷运行,而枯水期来水少,一般只能发到机组额定容量的1/2甚至1/3。低负荷运行不但工况差,机组损耗大,而且效率低,单位电能水耗大。针对这一问题,为提高径流电站枯水期来水量,可以采用跨流域引水的办法来增加枯水期来水量,从而提高电站经济效益,并改善机组运行工况,延长机组使用时间。

  (四)选择合适位置,增建渠旁电站,提高来水利用率

  对于利用上级电站尾水发电,上级下泄流量大,本级引用流量小,弃水多,而引水渠道长,利用引水渠途中落差兴建渠旁电站的办法来减少弃水,提高来水利用率。

  (五)加大管理力度,向管理要效益

  除了采取工程技术措施提高引水式电站经济效益外,还要向管理要效益。  并加大对电站运行的监督力度,减少无谓弃水现象。由股东单位联合组成检查组,平时采用不定期抽查的办法,来减少弃水现象的发生。如发现某电站发生无谓弃水,则对该电站当值运行工采取每发生一次扣罚100元的处罚措施。发挥广大股民的积极性,如发现电站无谓弃水,及时向电站董事会或管理小组举报,以及时制止和纠正此类现象,减少电站发电损失。

  提高人员技术业务素质,确保电站高效、安全、可靠运行。任何工作的好坏,都和人的素质有密切的关系,而且是重要的因素之一。因此,需要努力提高运行工的技术业务素质,使他们能不断提高运行操作、发现问题和解决问题的能力,保证电站能高效、可靠运行,提高电站经济效益。

  五、结束语

  在工程地质条件好的情况下、采用洞内压力前池社会效益大一经济效益。以本工程为例:

  1、经济效益:具有投资省、见效快、工程简单的特点,减少了开挖工程量、提前了工期,取得了良好的经济效益。

  2、社会效益:减少占地3000多平方米,减少弃渣20000余立方米,减少植被破坏20余亩,避免了不可避免的水土流失,取得了较好的水土保持效果!

  参考文献

  [1]天津大学水利系主编.小型水电站(M).北京:中国水利电力出版社,1979.

文章标题:引水式水电站的施工与经济效益

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