黃河龍口水利樞紐水力機械設計

馬韌韜 鄭淑華 高普新

龍口水利樞紐工程的主要任務是對上游萬家寨水電站調峰流量進行反調節,使黃河萬家寨水電站—天橋水電站區間不斷流,并參與晉、蒙兩電網調峰發電。

龍口水電站型式為河床式,左岸布置電站廠房,右岸布置大壩的泄流建筑物,裝機容量420mW,多年平均發電量13.02×108kW?h,年利用小時數3100 h。為了實現龍口水庫對萬家寨電站調峰流量的完全反調節,龍口水電站裝設4臺100mW大機組用于晉蒙電網調峰,另裝設1臺20mW小機組用于非調峰期向河道泄放基流,小機組參與基荷運行。

水輪機最大工作凈水頭36.1m(小機組36.7 m),加權平均水頭33.2m,最小凈水頭23.6m,額定水頭31m。

1 水庫調節特性和運用方式

龍口水庫非汛期為季調節、汛期為日調節。水庫采用“蓄清排渾”運用方式。

7～9月為汛期,水庫在死水位888.0m至汛限水位893.0m之間運行,其中8、9兩個月為排沙期,水庫在低水位作日調節運行。水輪機在凈水頭23.6～30m、過機平均含沙量11.47～19.29 kg/m3的含沙水流條件下運行。即水輪發電機組將在高含沙量、低水頭、部分負荷工況下運行。排沙時庫水位由死水位888.0m降至排沙水位885.0m,水輪機停止運行。

10月份是汛期的后期,在保證發電要求條件下水庫自893.0m水位開始蓄水,10月中旬庫水位蓄到894.0m。從11月初至翌年6月下旬水庫水位保持在正常蓄水位898.0m,相應的凈水頭約為35～36m,歷時7個多月,此時為“蓄清”期,水輪機基本在清水條件下運行。

6月下旬庫水位由正常蓄水位898.0m降至汛限水位893.0m,迎接汛期。

2 水輪機

2.1 初步設計階段水輪機參數

水輪機比轉速ns和比速系數K是反映所選擇水輪機的能量指標和制造水平的重要參數。……