水库电站技术供水系统设计

刘汉

陕西天元水利电力勘察设计有限公司陕西西安710003

摘要：在对水库电站技术供水系统分析的基础上，可以从开发到利用，形成一种有规律的发展模式。具体到：设计采用了顶盖取水技术供水系统实践表明，顶盖取水在该电站中应用不仅能改善水质，而且水量、水压均能满足运行要求，供水系统的运行可靠性得以提高，并节省了厂用电，具有较好的经济效益

关键词：水电站；供水系统；水轮机；东留水库

Designoftechnicalwatersupplysystemofreservoirpowerstation

LiuHan

ShaanxiTianyuanwaterconservancyandElectricPowerSurveyandDesignCompanyLimitedShaanxiXi'an710003

Abstract:thetechnicalwatersupplysystemofhydropowerstationbasedontheanalysis,fromthedevelopmenttouse,formaregularpatternofdevelopment.Specificto:designusingthetechniqueoftakingwaterfromheadcoverwatersupplysystempracticeshows,takingwaterfromheadcoverinthepowerplantapplicationnotonlycanimprovewaterquality,andwater,watercanmeettheoperationrequirements,watersupplysystemoperationreliabilitycanbeimproved,andsavetheplantelectricity,hasgoodeconomicbenefit

Keywords:hydropowerstation;watersupplysystem;hydraulicturbine;Eastremainreservoir

在河道水能开发规划中，为充分利用水能，常规划为梯级开发。而梯级开发是由水库电站与径流式电站组成，水库电站往往称为龙头水库电站，龙头水库电站的水库对河道水流进行季调节或年调节，使河道水流较为均匀地下泄，使下游径流式电站受益。近几年在水电建设中常有对龙头水库电站工程单独进行经济评价时，出现投资大、效益差、经济评价难以成立或不能成立的情况。本文就其主要原因及其对策进行分析，并通过水库电站工程经济评价实例加以说明。

0主要原因分析及对策探讨

近几年出现龙头水库电站工程单独进行经济评价时难以成立或不能成立的情况，其原因是多方面的。下面通过对国家宏观调控政策、当前物价水平、河道水能梯级开发规划等条件，以下从水库电站工程具体的分析。

1顶盖取水的技术供水分析

顶盖取水是利用转轮密封漏水作为机组技术供水的供水方式，在水电站运行中，从水轮机转轮上迷宫环漏到顶盖中的水一般经转轮泄水锥排到尾水管，这部分水不经过转轮叶片做功，是水轮机容积损失的一部分福建省曾在几座工程中应用了水轮机顶盖取水技术取得了成功，但其水头基本都在200米以上，在200米以内水头段应用极少实践证明，这种供水方式水源可靠，水量充足，迷宫间隙对漏水起到了良好的减压和过滤作用，水质比常规滤水器过滤清洁（迷宫间隙约1mm，一般滤水器网孔直径5mm），水压相对稳定，可在转轮某一半径顶盖取水口处获得所需的水压，对机组的正常运行未发现有不良影响这种取水运行方式节省厂用电，操作简单，能随机组启、停而自动投，顶盖取水口一般设置2个，水量随机组出力增加而增加，均能满足甚至超过机组各种运行工况所需冷却水量基于顶盖取水独特的优势，经过对水轮机转轮梳齿迷宫间隙的分析，结合对以往电站顶盖取水水压、水量的系统分析，本电站虽然水头较低，但水轮机转轮相对较大，把顶盖取水口置于靠近上冠边缘，尽量远离大轴中心，使引出的水受转轮旋转的离心力作用，产生较高的压力，水压能达到要求同时，通过增加取水口的数量，以便尽量增加水量，满足机组冷却用水的要求。

为确保技术供水水源的可靠，根据电站的水头范围，设计考虑下游尾水取水，采用水泵集中供水作为机组备用水源。由于水泵供水为备用水源，若增设备用泵会给厂房布置带来困难，因此，仅设置两台工作泵泵出口与技术供水总管及顶盖取水管联接

2技术供水系统图的拟定

拟定技术供水系统见图，图中的稳压池与厂房发电机层高差25m设置稳压池有如下优点：

a若由于上游水位变化引起顶盖取水压力的波动，可通过稳压池进行压力调节特别当顶盖取水压力过高时，通过稳压池的减压可避免发电机推力轴承负荷增大而引起瓦温异常升高同时，机组负荷增大引起顶盖取水流量大于机组所需用水量，水量增加部分亦可通过稳压池进行调节

b技术供水泵的工作由稳压池的液位信号器控制，可避免水泵直接向水用户供水引起压力、流量的波动特别是当发电机组未在额定工况运行时，水泵流量大于冷却器所需水量，水泵运行在非最优工况区，引起水泵组效率下降设置稳压池，可改善水泵运行工况，降低厂用电的消耗

c若由于上游水库水位降低到最低工作水位引起顶盖取水水量和水压的不足，可通过启动技术供水泵将尾水送至稳压池，进行水量和水压的补充

3系统应用情况及供水效益分析

顶盖取水供水系统自年月投入运行初期运行时，机组空载运行，测得顶盖取水水压为0.2MPa，带上额定负荷时，其取水水量为以前的2倍，水量与机组负荷成正比，基本为线性关系取水水压随上游库水位的增减而增减，与机组负荷关系不大各种运行工况，水质、水量、水压均能满足要求机组刚刚启动时，存在短时水量和水压满足不了要求的情况，但仍能满足启动需要，因为在启动初期，机组各轴承负荷及温度都较低，机组从空载到带上负荷历时很短，冷却用水能满足要

求各种运行工况机组轴承温度均低于45摄氏度。

水轮机顶盖取水不仅水质干净，运行可靠，其经济效益也非常显著在东留水库电站中，每台机组需供水量为180m3/h，按常规采用尾水取水水泵供水作为主水源的供水方式，需设置3台离心水泵，其中

2台为工作泵，1台为备用泵，每台水泵电动机功率为45kW这种供水方式，其供水可靠性相对较低容易出现因水泵组机械、电气故障而引起的技术供水不正常，导致机组停机，减少发电量，而且水泵供水还存在水泵的维护、检修、耗电等问题.年耗电10.8万元采用顶盖取水作为主水源的供水方式，不仅节省了电能，而且大大提高了供水的质量和可靠性

4经济评价

在中高水头水电站中，采用顶盖取水作为机组技术供水，不仅能降低厂用电的消耗，而且提高了技术供水的水质和可靠性，实现了供水、停水与开机、停机同步，并且节省了因泵房布置困难而带来的土建投资增加，减少机电设备的一次性投资，简化设备操作、维护工作量鉴于顶盖取水独特的优点，在充分论证的基础上，对150m左右水头段电站应积极推广顶盖取水技术.

1)确定合适的电价。财务电价可由电力部门或由建设单位调查提供，如果偏低，可向国家和主管部门提出采取优惠政策的建议，适当提高财务电价。经济评价可采用现行的影子电价，如无现行的影子电价时，可参照财务电价确定。

2)尽可能降低大坝工程投资。水库电站工程，大坝投资占到总投资的60％～70％，对经济评价影响较大，所以对于坝型方案，应根据地形地质条件，优化坝型，在确保工程安全的前提下，最大限度地降低大坝工程投资。

(3)计入下游电站增发电量。由于龙头水库电站工程较为均匀的调节了下游流量，从而在梯级开发段内，使下游径流式电站发电量增加，所以龙头水库电站单独进行经济评价时，应计人这部分增加效益。

5参考文献

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【2】曹丹，小水电工程的经济评价--以永兴二级电站为例，湖南水利水电2003.1

【3】于爱华.李锦秀.YuAihua.LiJinxiu水利技术标准国际化发展对策初探，2010,4