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新疆喀什康帕二级水电站增容改造
更新时间:2016-11-12 发布:www.1024sj.com

1、电站概况康帕二级水电站地处新疆喀什地域英吉沙县境内,位于昆仑山北麓、塔里木盆地西沿。电站始建于二十世纪80年月中期,是康帕年夜渠上的第二级梯级电站,哄骗康帕年夜渠下流的浇灌用水进行发电,安插形式为引水式。电站主要由进水闸、进水渠、直线沉沙池、调理池、前池、压力钢管、发电厂房和尾水渠组成,装机容量P=2×800 1×1600kW,但持久以来一直未能到达设计出力。随着英吉沙县国平易近经济的不竭增加,人平易近生活不竭改善和提高,对电能的需求量不竭增加。尤其2002年该县被列进全国第四批中级电气化县后,对电能的需求量更年夜,现有的发电量已不能知足需要,必需开发新的电源,对原有电站进行增容改造是重要的途径。2、电站达不到额定出力的缘由分析经由过程现场查询拜访,分析康帕二级水电站持久未能到达设计出力的缘由,从水工建筑物来说主要有以下几方面:1.引水渠衬砌采用干砌卵石灌浆,由于引水渠沿线是含粘土较多的砂卵砾石层,渗透性较差,冬季在衬砌的卵石灌浆底部发生冻胀,衬砌层膨胀或塌落(尤其是背阴面),造成引水渠断面减小,糙率增加,使流速较年夜幅度下降,达不到设计援用流量。2.引水渠与前池联接处扭面角度较年夜,形式不合理,造成过流断面收缩减小过年夜,水流不顺畅,水头损失加年夜。3.库山河多年平均含沙量为2.83kg/m3,平均粒径达0.182mm,中值粒径0.0951mm,粒径年夜于0.050mm的泥沙占全年泥沙总量的67%,其缘由是该河上游聚集公格尔、慕士塔格的冰川聚积物,再加上坡陡、流急,故泥沙颗粒粗。夏日来水量年夜时,经由过程直线沉砂池也只能破除来水中部门砂石;冬季上游来水量小时,连发电用水量都不能知足,更没有过剩的水冲砂,造成引水渠淤积,年夜量泥砂进进前池。4.前池排砂能力较差,使年夜量泥砂进进水轮机,造成过流部件严重磨损。5.压力管道较长(583.9m),直径小(∮=1.3m),造成较年夜水头损失,下降了有用运行水头。6.尾水管出口端与尾水渠联接处设计不合理,造成尾水出口出流晦气,尾水水面壅高,水面波动较年夜,水轮机发生振动,影响机组出力。此外,机组过流部件经屡次修复后,型线已与原机型不符,机组效率年夜幅度下降,也是机组达不到额定出力的重要缘由。凭据以上分析,本次将对引水渠、前池和尾水管出门端与尾水渠联接段加以改造,下降机组进口前、出门后的水头损失,为电站增容改造打下一个优秀的根蒂根基。3、电站改造的基本内容1.水工建筑物。本次康帕二级电站增容改造水上建筑物方面的基本内容有以下几项:(1)引水渠改造本次改造将原衬砌的干砌卵石全数撤除,在衬砌层底部增设30cm厚的沙漠石防冲层。为提高衬砌层的抗冻性,斟酌冬季运行水位,引水渠从渠底1.Om高(包括渠底)采用浆砌卵石,表层打60厚C15细石砼,下降引水渠概况糙率(原糙率为干砌石0.033,现改成砼0.017),提高了渠道的引水能力。改造后,渠道流速增为1.94m/s,远年夜于输冰流速,输冰问题解决了,渠道援用流量也由原来的6.Om3/s增至8.0m3/s。为保证冬季排冰效果,使浮冰顺遂流到排冰悬板上,冬季引水渠水面宽度应与前池宽度基底细等,渠底宽度取1.2m,边坡取1:1,当冬季经由过程4.Om3/s水时,水面宽度3.08m,而前池宽度为3.05m,基底细等,从而保证了排冰顺畅。(2)引水渠与前池联接扭面改造原引水渠与前池的联接扭面结构形式不合理,角渡过年夜,过流断面小,水流不顺畅,本次改造将原扭面撤除,扭面采用浆砌卵石砌筑,扭面厚为400mm,采用C15细石砼砌筑,水泥砂浆钩缝,扭画的平面角度取a=13.4°,长度由原来5.25m改成16.4m,使引水渠边坡与前池垂直挡土墙很平顺的联接,保证水流流态的平稳性。(3)前池改造前池存在的主要问题是排冰排砂晦气,拦污栅清污不利便。由于前池已布有排冰悬板,悬板安装高程与引水渠结尾高程基底细等,原设在倒坡始端到悬板间的舌瓣门只起到切断发电引水的作用,引水渠来水中的悬浮物和冬季冰凌由于舌瓣门的阻挡,全数进进进水室,造成流道阻塞和发生磨蚀。是以,将舌瓣门撤除,在挡砂坎与排冰悬板之间用浆砌石做一挡水墙,并在顶部设宽0.3m、高0.5m的钢筋砼卧梁,卧梁下设0.3m×O.3m的排气孔。卧梁作为拦污栅铰支座的根蒂根基,将原发电水从悬板底部进进前室改成从悬板顶部经水平拦污栅进进前室,悬板与前室联络处挡墙撤除。原垂直安放的固定拦污栅采用水平安放,安插形式改成水平铰支座形式,清污时可由手动吊葫芦提起拦污栅。舌瓣门改设到溢流堰处,为保证冬季舌瓣门正常运行,并提高舌瓣门的止水效果,在舌瓣门两侧增设保温箱。如上游悬浮物来量较年夜,来冰量较年夜时,机组出力会下降,可将拦污栅拉起,放倒舌瓣门,此时悬板上面水位迅速下降,拦污栅前后端形成较年夜落差,水经由过程拦污栅反向流到悬板上,在水流的作用下将附着在拦污栅上的悬浮物或冰块排进泄水渠。当把悬浮物和冰凌排净后,拉起舌瓣门放平拦污栅后机组即可正常发电。由于在拦沙坎上部和悬板底部之间增设了挡水墙,当排砂孔闸门关闭时,悬板底部成为一死水区。水流流进前池时,由于倒坡始端距悬板有4.28m的水平距离,水流挟带的泥砂推移质一般在水流底部。当水流进进前池后,底部水流流速迅速下降,挟砂能力响应下降,使粗颗粒泥砂沉降到倒坡底部,使发电用水中含砂量年夜为下降,从而削减机组过流部件磨损。泥砂沉积在前池底板后,当发电用水削减时,或上游来水年夜于发电用水时,可开启排砂闸,将沉积在底板上的泥砂排进泄水道。(4)尾水渠出口端与尾水渠联接段改造原设计三台机尾水管出口端采用半园形砼墙围起,合并为1个出口与尾水渠联接,造成尾水管出口端水流不顺畅,尾水水位上升,下降了运行水头,同时造成尾水水面波动,引发机组振动。本次改造将半园形砼墙撤除,尾水管出口端与尾水渠联接采用25m半径、中心直线长18.35m的扭面毗连,从而使尾水管出流顺畅,尾水渠容积增年夜,能有用吸收尾水管出口端水流残剩能量,保证尾水水面平稳,机组运行稳定,增加机组出力。2.机电部门改造。本次电站机电部门主要是改造三台水轮发机电组,调速器更换为带微机接口可编程智能调速器。电站自动化系统同时进行改造,设置装备摆设SJK—3000型电站微机综合自动化系统一套,能完成和实现电站机电装备数据收集、装备运行监视和控制操作、功率调理和运行治理本能机能,为电站实现“无人值班”(少人值守)提供技术支持与保障。4、电站改造前后水头流量等基本参数的变化1.电站改造前后援用流量变化。康帕二级水电站经康帕年夜渠从库山河的木华里引水枢纽引水发电。木华里引水枢纽向英吉沙县、阿克陶县和疏勒县供水,故该电站只能援用康帕年夜渠所援用的水量。座落在库山河的沙曼水文站距离木华里引水枢纽28km,由于河床以卵块漂砾为主,缺少细粒成份,造成水量渗漏严重,凭据盖孜河库山河水管处提供的库山河出山口流量损失情况,1984年10月7日至11月27日测出流量损失23%~27%;1986年10月19日至10月27日观测46次,测得流量损失19.5%。改造前康帕二级水电站经康帕年夜渠可援用的月平均流量如表1所示。木华里引水枢纽建成后,有用地将渗进河床的潜流截取,年夜年夜提高了引水率。但潜流不成能做到100%截取,年夜河损失仍有10%左右。引水渠改建后,漏水损失约为2%左右。改造后康帕二级水电站经康帕年夜渠可援用的月平均流量如表2所示。2.电站改造前后水头变化康帕二级水电站前池设计水位为1585.19m,尾水渠设计水面高程1532.93m,毛水头为52.26m。电站改造前,压力管道比力长(583.9m),管道直径小(D=1.3m),管内流速过年夜,压力管内水头损失较年夜。当三台同时运行时,援用流量Q=8m3/s,压力总管内水头损失△h总=18.8836m,1#、2#机支管内水头损失△h支1=2.6894m,3号机支管内水头损失△h支3=3.0839m。是以,1#、2#机运行清水头约为30.69m,而3#机运行清水头则只有30.29m。本次改造为了使电站到达设计出力,将压力管进行改造,原D=1.3m压力管只为1#、2#机供水;另从压力前池进水室渐变段处新接出一根压力管,管径D=1.6m,向3#机供水。这样1#、2#机水头损失△h1#、2#=5.0376 2.6894=7.73m,3#机水头损失△h3#=2.32m。如斯,改造后电站清水头划分为:(1)1#、2#机清水头:Hp1#、2#=52.26-7.73=44.53m(2)3#机清水头:Hp3#=52.26-2.32=49.94m(3)电站年夜运行水头:电站年夜运行水头发生在只有一台机运行时,此时该水头Hmax=54.02-2.32=51.7m3.电站改造前后水能变化凭据上述对改造前后流量、水头的分析比力,以水轮机效率nT=90%、发机电效率nf=95%和机组出力P=9.81×HP×Q×nTnf(kW)计较,则改造前、后各月的平均出力情况划分如表3和表4所示。比力改造前后的出力,改造效果很是较着。以出力年夜的6~10月份为例,改造后出力增加1636kW,比改造前超发100%以上。5、改造实施效果期改造于2002年6月起头实施。哄骗康帕年夜渠改造施工时代,电站因停水没法发电,对电站引水渠从日调理池至前池段进行改造,同时对前池、尾水管与尾水渠之间联接段进行改造,提高前池的排冰排砂能力,削减过流部件的磨损,为电站机电装备的增容改造打下优秀根蒂根基。期改造于2002年11月完工,现已投进运行。经现场观察,浮冰能顺遂进进前池悬板,经人工辅助,可将浮冰全数排进排冰槽内;过机泥砂较着下降,引水渠内无淤积现象;尾水水面平稳,在机组停机后,尾水渠不再泛起粗颗粒泥砂,说明泥砂全数沉积在悬板底部;机组运行振动消失,机组出力在原不异运行工况下,增发200kW,年发电量增加84万kW·h。按现有上网电价0.24元/kW·h计较,年可增加收进20.16万元。机电装备增容改造后,三台机总出力可由原来的1534.42kW增容到3400kW,三台机年发电量由734万kW·h可增加至1586.18万kW·h,相当于新建一座装机容量为1800kW的电站,年可增加收进204.5万元。康帕二级水电站的改造不仅经济效益显著,社会效益也很年夜,提高了系统电能质量,下降了电能成本,削减了水能浪费,对英吉沙县的国平易近经济和人平易近生活水平的提高起到一定的促进作用。按现行水价分析计较,该项目的财政盈利能力很强,各项经济指标均合适以电代柴项目规范要求。是以可以认为,康帕二级水电站的改造是成功的。

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