土贤庄水电站设备布置方式

李国章+耿岳维+张善斌

【摘要】土贤庄水电站根据设计水头、流量变化范围，选择竖井贯流转浆式水轮发电机组（手动转浆）2台，装机容量为2×2000KW。水工建筑物由拦污栅、前池、进水闸、压力管道、电站厂房、尾水渠等建筑物组成。机组技术供水采用水泵供水方式，设两台KDR100-32型水泵，一台工作，一台备用。机组采用卧式布置方式。

【关键词】竖井贯流转桨式；技术供水；装机容量；油、气、水系统

【Abstract】According to the design water head and the range of flow variation， 2 hydropower stations （manual and rotary slurry） are selected， and the installed capacity is 2 * 2000KW. The hydraulic structures by the trash rack， pool and intake， pressure piping， power plant， tailrace and other buildings. The technical water supply of the unit adopts the water supply mode of the pump， with two KDR100-32 pumps， one work and one spare. The unit adopts horizontal arrangement.

【Key words】Shaft crossing paddle type；Technical water supply；Installed capacity；Oil，Gas and water system

1. 工程布置及建筑物

（1）土贤庄水电站位于石家庄市东二环与石津总干渠交叉口的土贤庄村处，装机容量为2×2000KW。水工建筑物工程包括：拦污栅、前池、进水闸、压力管道、电站厂房、尾水渠等建筑物组成。

（2）拦污栅：布置在引水渠道和前池之间，与渠道纵轴呈900夹角布置，以增大过水断面，减小过栅流速。拦污栅共13孔，其中两侧于渠道岸边相接的为三角形孔，其余均为矩形孔。隔墩为钢筋混凝土结构。

（3）前池：钢筋混凝土护底，分为斜坡段和平直段。斜坡段长16.32m，，设计水深8.5m；进水闸：闸前设计水位69.33m。闸室为钢筋混凝土结构，闸门为潜孔式快速平面钢闸门，孔口尺寸3.5×5.0m，共4孔，配QPK-2X25固定卷扬式启闭机4台。

（4）压力管道：设计流量89.02m3/s，为4个钢筋混凝土供水管道，均为矩形渐变断面，各长10m，分两段，上段与闸室连接，为斜坡段，电站主厂房：位于石津主干渠上，露天安装间布置在紧靠主厂房下游侧。进厂公路设在左岸，进口与石家庄东二环公路连接，主机设备运输安装可沿进厂公路直接到达安装间，由吊车吊运至各安装现场。主厂房内密封后的竖井室和水轮机室以及竖井两侧过水流道顶部为发电机组的事故流道。

（5）副厂房：副厂房分别布置在橡胶坝上部和主厂房两侧。橡胶坝上部副厂房内主要布置有中央控制室、高低压开关柜室和办公场所，尺寸（16×14.4×12）（长×宽×高）；主厂房两侧副厂房分别布置有技术供水、橡胶坝供水、空压机以及发电机励磁变压器等，尺寸（16×5×9.35）（长×宽×高）。左岸副厂房设门直接与进厂公路连接，竖井室和水轮机室可从左岸副厂房的负一层进入，对有关设备进行巡视、操作和检修。从副厂房一层高程68.2m处分别进入高程68.45m处人行通道和室外楼梯，人行通道到达中央控制室和高低压开关室，室外楼梯上至橡胶坝上部副厂房二、三層办公场所，人行通道贯穿两岸副厂房。

（6）尾水池：尾水池紧接水轮机尾水管出口，为矩形断面，钢筋混凝土护底，分为平直段和斜坡段，平直段长度1.05m，底板高程56.92m，厚度1.2m，净宽为30.545m。斜坡段长度14.385m，倒纵坡比1：3.5，底板厚度0.6m。斜坡段与渠道顺接，渠底高程为61.03m。设计尾水位63.7m，最低尾水位62.5m，最高尾水位64.2m。

2. 水力机械

（1）根据电站设计水头、流量变化范围，选择GDJ735B-WS-260型竖井贯流转浆式水轮发电机组（手动转浆）2台，单机容量2000KW。水轮机设计水头5.5m，总设计流量89.02m3/s。配套发电机型号为SFW2000-8/1430，额定容量2000KW，额定电压6.3KV。调速器采用YZF-T-6000型，励磁装置KL-46。机组安装高程58.9m。

（2）机组技术供水：采用水泵供水方式，设两台KDR100-32型水泵，一台工作，一台备用。渗漏排水：设两台100QW100-12-7.5型渗漏排水泵，一台工作，一台备用。消防水源由机组技术供水承担。气系统：设w-0.8/10-b型低压空压机2台，1台工作，1台备用；油系统：设LY-50型压力式滤油机2台，WCB-50型齿轮油泵1台，另设2个4.0m3油罐。低压气罐和气水分离器各1台。

3. 装机容量选择

（1）根据装机容量与年发电量关系曲线及水能计算成果，以75%年装机年利用小时数在3000小时左右，多年平均装机年利用小时数在3300小时左右为原则，装机容量在4000KW左右，据此选择3个装机方案。三种方案均能满足灌溉大流量放水和引江小流量的要求。考虑到装机容量超过4000KW后，单位装机容量下的年发电量增量逐渐变缓（与装机容量4000KW相比），且同型号机组与选择异型装机组成方案比较，又具有安装、运行投资较少，维护较为便利等因素，采用方案Ⅲ。即电站装机容量选择为2台2000KW同型号机组，为解决大、小流量跨度较大的问题，选择采用手动转浆式水轮机，当来水流量较小

时，通过手动调整浆叶角度改善水轮机组的运行工况，提高发电效率。

（2）机组采用卧式布置方式，水轮机主轴通过1：4的增速器和发电机轴连接。转轮直径2.6m，采取手动调浆方式。尾水管采取水平直锥扩散形式，圆形断面渐变为矩形断面出口。圆形断面初始直径为2.6m，尾端直径为3.952m；矩形断面出口尺寸为5.945×4.368m（宽×高）。

4. 油、气、水系统

（1）电站水头变化范围5.13～6.83m，技术供水采用水泵供水方式。正常运行时由压力前池取水，经冷却器后排至尾水，汛期改由生活水源供水。电站设2台KDR100-32型技术供水水泵，一台工作，一台备用，供水对象主要为发电机空气冷却器和轴承冷却器。电站设2套LS-PLC-100型滤水器供过滤清洁水质使用。

（2）厂内渗漏排水主要排出厂房渗漏水、机组漏水及管路阀门的漏水等。全厂渗漏水经排水管和排水沟汇流至集水井，然后由渗漏排水泵排至下游尾水。设两台100QW100-12-7.5型渗漏排水泵，一台工作，一台备用。泵的启、停根据集水井水位变化实现自动控制。

（3）电站低压空气主要作用是机组制动、快速闸门空气围带密封、机组设备吹扫，为此设W-0.8/10-b型低压空压机两台，低压气罐1个，气罐体积2.0m3。电站水轮机采用YZF-T-6000型调速器，其系统采用气囊式蓄能器，一般只在每年机组检修时补气，因此电站可不设高压气系统。

（4）电站设置独立的油系统，其设备、管路与其他系统分开，同时设XYZ200型稀油站2台，电站设LY-50型压力式滤油机2台、wcb-50型齿轮油泵一台。

（5）电站在上、下游分别设置测井，放置水位测量探头，其采集的水位信号经电缆送至中控室计算机监测系统。endprint