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水電站裝機臺數(shù)比選設(shè)計方案

2010-09-17 15:50  來源于網(wǎng)絡  【  【打印】【我要糾錯】

  當水電站總裝機容量缺定之后,機組臺數(shù)的選擇就顯的十分重要。它不僅直接影響工程建設(shè)項目投資,而對電站的部分功能有效利用乃至建成后交付使用運行是否經(jīng)濟可靠至關(guān)重要。如何解決這一難題,下面以某水電站裝機臺數(shù)比選方案為例,做為設(shè)計參考。

  1.電站基本特性參數(shù):

  N裝4000kw;

  H設(shè)27m;

  Hmax30m;

  Hmin26m;

  Q設(shè)17.5m3/s;

  多年平均利用小時3236小時/年;

  設(shè)計洪水位304.5m;

  正常蓄水位302.5m;

  正常蓄水位庫容0.03×108m3;

  2.根據(jù)以上電站基本特性參數(shù),初選四種組合進行比較:

  2.1裝機為2000kw×2臺,總裝機容量4000kw;

  水輪機HLA551-LJ-120;

  發(fā)電機SF2000-16/2600;

  H額27m;

  Q額9m3/s;

  水輪機出力2212kw;

  轉(zhuǎn)數(shù)375r/min;

  效率91%;

  發(fā)電機出力2013kw;

  允許吸出高程4.0m;

  2.2裝機為1250kw×3臺,總裝機容量3750kw;

  水輪機HLA551-LJ-100;

  發(fā)電機SF1250-14/2150;

  H額27m;

  Q額5.8m3/s;

  水輪機出力1436.9kw;

  轉(zhuǎn)數(shù)428.5r/min;

  效率90%;

  發(fā)電機出力1293kw;

  允許吸出高程4.0m;

  2.3裝機為1000kw×4臺,總裝機容量4000kw;

  水輪機HLA551-LJ-84;

  發(fā)電機SF1000-12/17300;

  H額27m;

  Q額4.5m3/s;

  水輪機出力1096.5kw;

  轉(zhuǎn)數(shù)500r/min;

  效率88%;

  發(fā)電機出力964.97kw;

  允許吸出高程4.0m。

  2.4裝機為2000kw×1臺,1000kw×2臺,總裝機容量4000kw;

  水輪機HLA551-LJ-120×1臺;HLA551-LJ-84×2臺;

  發(fā)電機SF2000-16/2600×1臺;SF1000-12/1730×2臺;

  H額均為27m;

  Q額分別為9m3/s和4.5m3/s

  水輪機出力分別為2212kw和1096.5kw;

  轉(zhuǎn)數(shù)分別為375r/min和500r/min;

  效率分別為91%和88%;

  發(fā)電機出力分別為2013kw和964.97kw;

  允許吸出高程均為4.0m。

  3.四種裝機臺數(shù)工程投資指標

  上述四種裝機臺數(shù)工程投資指標見下表:

  單位:萬元

  項目
  方案
 
設(shè)備費
 
安裝費
 
壓力管道
 
廠房
 
合計
 
投資差(+/-)
 
1
 
2000kw×2臺
 
370
 
40.2
 
73.5
 
236.45
 
646.65
 
 
2
 
1250kw×3臺
 
426
 
54.6
 
87.52
 
328.47
 
823.09
 
+176.44
 
3
 
1000kw×4臺
 
470
 
65.4
 
97.58
 
409.64
 
969.12
 
+322.47
 
4
 
2000kw×1臺1000kw×2臺
 
420
 
52.9
 
90.04
 
345.76
 
835.16
 
+188.51
 

  4.方案比選推薦

  推薦采用裝機為2000kw×2臺方案,其理由如下:

  4.1從投資上看機組臺數(shù)越多,投資越大,裝3臺機組較裝2臺機組投資增加176.44萬元,裝4臺機組較裝2臺機組投資增加322.47萬元。裝機超過四臺后,變配電設(shè)備就要設(shè)兩套,其投資增幅更大,經(jīng)濟指標更差。第一種組和投資最省,為首選方案。

  4.2根據(jù)廠家提供資料,總裝機已確定條件下,單機容量小而多,機組效率低。裝機為2000kw×2臺時,機組效率最高91%,發(fā)電機出力4026kw,出力排位第一。裝機為2000kw×1臺和裝機1000kw×2臺時,機組效率為89%,發(fā)電機出力3930kw,出力排位第二。裝機為1250kw×3臺時,機組效率90%,發(fā)電機出力3879kw,出力排位第三。裝機為1000kw×4臺時機組效率最低88%,發(fā)電機出力3859kw,出力排位第四。從四種裝機臺數(shù)比選看,第一種組合機組效率最高,發(fā)電機出力居首位。

  4.3機組臺數(shù)、機組類型越多,運行配件,檢修材料備用量越大。檢修難度增加,使運行管理成本及設(shè)備維修費提高。四種方案中第一種方案機組臺數(shù)最少。

  4.4根據(jù)工程建設(shè)地點1958~1999年月平均流量計算成果,每年12月至翌年3月份,月平均流量均小于2m/s,而在此期間85%~90~的月份平均流量小于1m/s.若電站在冬季無保溫和必須供電要求,單機容量不宜過小,第一種方案仍然居優(yōu)勢。

  4.5該電站為日調(diào)節(jié)水庫,其庫容為300×104m3,具有一定調(diào)節(jié)能力,枯水季節(jié)來水量較小時,可蓄滿水后在用電高峰時集中發(fā)電,單機2000kw,流量9m3/s,可以滿負荷發(fā)電,還能使機組在高效區(qū)運行,同時還有調(diào)解做用,第一種方案完全可以滿足要求。

  4.6推薦方案

  綜上所述,根據(jù)本電站特點及天然來水量,從投資、機組效率及運行檢修管理方面綜合分析,第一方案的裝機2000kw×2臺為最優(yōu)方案。

  5.結(jié)論

  水電站裝機臺數(shù)設(shè)計方案的選擇,要充分考慮以下主要條件:

  5.1選擇機組組合要求工程投資最少。找一個裝機臺數(shù)和投資最少結(jié)合點。

  5.2選擇機組組合要求效率最高。容量和機型確定以后,相對大一些的機組效率要高,如果無其它特殊要求,要采用的方案是機組效率較高的組合。

  5.3選擇機組組合要求工程平面部置最佳。普通水電站平面部置受主槽橫斷面限制,因為不同機組直徑大小和所占橫斷面大小不完全成正比,機組越多所占橫斷面尺寸就越大,水流主槽橫斷面距離也是確定機組臺數(shù)的主要因素。

  5.4選擇機組組合要求與天然來水量周期相互匹配。來水流量增減,大小機組要配合,如果有廠房保溫或必須供電要求(有直供區(qū)),要滿足小流量用小機組發(fā)電要求。

  5.5選擇機組組合要求與水庫(上水池)調(diào)解能力相適應,對一些有調(diào)解能力的水庫電站,來水量較小時,可蓄水集中發(fā)電,讓機組在高效率區(qū)運行。

  5.6選擇機組組合要求與運行檢修管理相協(xié)調(diào),機組臺數(shù)和機型多無疑配件多,不但技術(shù)儲備量要大,維修費用也高。從這個意義上講,機組臺數(shù)類型越少越好。

  總之,水電站裝機臺數(shù)方案設(shè)計參考要素是多方面的,要做到安全經(jīng)濟,技術(shù)可靠是一個永恒的課題,需要進行不段的研究和探索。

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