金鸡滩水电站参数确定及机型选择

2010-06-12丁榕

水利规划与设计 2010年4期

丁榕

(广西南宁水利电力设计院南宁 530001)

1 工程概况

广西隆安金鸡滩水利枢纽位于右江中下游段,坝址距隆安县城上游约8km,至南宁市96km。为右江综合利用规划中的第六座梯级,是一座以发电、航运为主,兼有电灌、供水养殖和旅游等综合效益的水利枢纽工程。

金鸡滩坝址多年平均流量为472m3/s,正常蓄水位88.6m,死水位87.6m,水库调节库容为0.148亿m3,装机容量为72MW,厂内安装3台单机容量为24MW的灯泡贯流式机组,工程于2006年3月第一台机组发电,2007年3月全部建成投产。

2 水轮机台数的选择

电站装机台数按二、三、四台分别进行论证。当装机四台时,虽然调节特性较为灵活,但厂房长度较长,受枢纽坝址地形的限制,致使溢流前缘缩短,影响洪水泄流、增加上游淹没,且枢纽布置较困难,若溢流前缘不缩短,则增加开挖量及施工的难度,增加投资。因此,厂房不宜装机四台;当装机两台时,厂房长度短,有利于枢纽布置,但单机容量大,相对低水头电站,转轮直径大,单机设备贵,制造工艺及安装相对困难,且厂房较宽,厂房土建及机组设备投资与装机三台相当;当装机三台时,机组运行工况较装机两台为优,尤其电站在低出力状况下单机容量小的机型运行稳定,有利于利用枯水期的水能,运行方式较装机两台灵活,且与上游鱼梁水电站 (三台灯泡贯流式机组)运行匹配合理;根据枢纽布置、投资及运行工况综合考虑,确定装机三台,电站装机规模为3×24.0MW,总装机规模为72.0MW。

3 水轮机机型的选择

本电站为河床式电站,水头变幅范围3.5～14.5m。水轮机可选择灯泡贯流式机组或立轴转浆式机组两种。以下就3×24.0MW立轴转浆式机组和3×24.0MW灯泡贯流式机组进行技术经济比较。技术及经济比较参数见表1。

灯泡贯流式机组与立轴转浆式机组相比,具有以下优点:(1)贯流式机组进、出水管轴向贯通,形状简单,水流条件好,水力损失小,施工方便;(2)贯流式机组具有较高的过流能力和较大的比转速,故在水头和功率相同条件下,其转轮直径要比转浆式机组小10%左右;(3)贯流式机组单位流量大,运行效率比轴流式机组约高3%;(4)贯流式机组结构紧凑,尺寸较小,可减少厂房建筑面积和工程量,土建可节约10～20%的工程量。

综上所述,灯泡贯流式机组的技术经济指针明显优于立轴转浆式机组,故本电站推荐使用灯泡贯流式机组。

表1 金鸡滩电站机组方案比较表

4 水轮机额定水头

低水头径流式水电站机组额定水头为水轮发电机组发足额定出力所对应的水头,经计算本电站机组满发出力的临界水头为12m,根据经验机组额定水头可为临界弃水头的85～95%。据此,本阶段对额定水头为Hr=10.5m、11m、11.5m三个方案的水轮机主要参数及电站综合投资进行了比较,比较结果见表2。

表2 额定水头及装机容量方案比较表

由表2可知:随着装机容量的增大,其多年平均发电量也随着增加,但增加的幅度逐步减少,并且枯水期电量基本不增加,只是增加丰水期的电量;另外随着装机容量的增大,电站的总投资也逐步增加,而其单位千瓦投资渐次减少,单位电度投资、补充单位千瓦投资和补充电能投资也相应减少,当装机为3x24MW时,这三项指标同时降到最低值。

根据本电站的水头特性,其临界弃水点相应的水头为12m,考虑到电站调峰时上游水库的消落深度,额定水头不宜高于11m,以免电站调峰出力受阻。金鸡滩水电站虽为日调节水电站,但上游有已建的澄碧河为多年调节水库和百色水利纽枢为不完全多年调节水库。综上所述,本阶段选定水轮机额定水头11m,相应转轮直径5.4m。