大浪河二級水電站更新改造分析

□黃學森 □劉春華（魯山縣水利局 昭平臺水庫管理局）

1 電站基本概況

大浪河二級水電站位于魯山縣城東5 km東肖樓村大浪河上，是魯山縣“九五”期間水電農(nóng)村電氣化建設重點電源工程。電站裝機容量1050 kW（2×400+1×250），設計水頭7.10 m，設計引水流量19.50m3/s，多年平均發(fā)電量395萬kW·h。電站工程1997年8月開工，1999年10月竣工。

電站引用水源主要是昭平臺水庫大浪河一級站的尾水與大浪河的流域來水。而昭平臺水庫大浪河一級站的水源來自昭平臺水庫北干渠。昭平臺水庫位于沙河干流，流域面積1430km2，最大庫容7.27億m3，興利庫容3.63億m3，多年平均徑流量6.07億m3，水庫壩后電站裝機6400 kW（4×1600），其尾水退至北干渠，通過大浪河一級站發(fā)電后退至大浪河內(nèi)。大浪河二級電站結(jié)合昭平臺水庫電站及大浪河一級站的運行方式發(fā)電，形成了以昭平臺水庫為龍頭的有調(diào)節(jié)流量下泄，其水源十分可靠。

電站為引水式電站，本站渠首壩以回水不淹沒一級站尾水為原則，確定壩頂高程125.20m，壩上游河兩岸設漿砌石擋水墻護到回水處，以保證正常擋水情況下，兩岸耕地不被淹沒。壩型采用橡膠壩，洪水時放至河底，不改變原河道泄洪能力。最大壩高5m，壩長40m。左壩肩建有充水室、放水室。進水閘位于左岸，為平底開敞式，分兩孔，單孔寬2.40m，閘底板高程122.28m。

引水渠全長243m，位于大浪河左岸，其中矩形渠道混凝土結(jié)構(gòu)長度60 m，漿砌石擋土墻與護坡式相結(jié)合的梯形渠道長183m，渠道高度3.20m，設計通過流量為19.50m3/s。

電站樞紐部分由壓力前池、壓力管道及廠房、升壓站、辦公區(qū)等部分組成。前池包括進水閘、溢流堰及沖砂閘等部分組成。前池長21.60 m，上口寬22.25 m，為混凝土與漿砌石混合結(jié)構(gòu)。壓力管道采用單機單管供水，為現(xiàn)澆混凝土矩形管道，斷面2.50m×1.83m（400kW）和2.00m×1.52m（250kW）。主廠房長20.30m，寬9m，高9.20m。發(fā)電機層地面高程121.68m，設計正常尾水位117.20 m，最低尾水位116.70 m，最高2%洪水時尾水位121.40m，副廠房布置在主廠房上游側(cè)，發(fā)電機層以下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以上為磚混結(jié)構(gòu)。發(fā)電機出線電壓400 V，經(jīng)變壓器升至10kV并入縣電網(wǎng)。

2 電站運行存在問題

由于當時建設資金短缺，選用潢川水輪發(fā)電機廠生產(chǎn)的機組，自動化程度低，技術設備嚴重落后，發(fā)電效率低，實際多年平均發(fā)電量200萬kW·h，只有設計多年發(fā)電量的50%多。特別是2007年以來，發(fā)電機運行溫升過高，機組因定子線圈絕緣老化被經(jīng)常擊穿。

機組導水系統(tǒng)銹蝕嚴重，經(jīng)過多次維修，大部分部件已損壞，無法正常開閉，加之漏水等原因，多次被迫停機檢修。轉(zhuǎn)輪汽蝕嚴重，葉片殘缺不全，各部軸承磨損松動，機組擺度、振動較大，出力大大降低。機組故障頻繁，無法正常運行，造成了水資源的極大浪費。

機組配備的調(diào)速器調(diào)節(jié)速度慢，反應遲鈍，自動操作機構(gòu)損壞無法投運，造成機組并網(wǎng)時間長，在緊急情況下不能及時自動關機，安全隱患大。

發(fā)電機配套的勵磁裝置是由天津生產(chǎn)的。由于勵磁變壓器容量過小，導致機組電壓和無功功率波動很大，機組電流不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)過流而停機，嚴重影響運行安全。再加上該生產(chǎn)廠家已倒閉多年，配件及維修極為困難。

3 電站更新改造內(nèi)容及概算

由于昭平臺水庫電站年利用小時很低，為提高本站效益，結(jié)合大浪河一級電站用水情況，加上大浪河河道的徑流量，考慮本站渠首橡膠壩的調(diào)蓄作用，設計引水流量為19.50m3/s。

根據(jù)原有渠首、引水渠和電站樞紐確定的設計水頭和上游來水情況，確定按照原有裝機容量進行改造。更換效率低下的水輪機組、發(fā)電機組和配套設施，開挖護砌尾水渠，爭取達到滿負荷出力。安裝兩臺400kW和1臺250kW水輪發(fā)電機，選用水輪機為ZD760-LH-703水輪發(fā)電機兩臺和ZD762-LH-100水輪發(fā)電機一臺，配備型號SF400-16/173發(fā)電機兩臺和SF250-14/99發(fā)電機一臺，同時更新配套的調(diào)速器和勵磁裝置。

電站尾水渠長43m，寬12m，全部為砌石矩形斷面，可有效泄水20m3/s，基本可以滿足尾水下泄的要求。但由于下游河道淤積堵塞，阻礙發(fā)電尾水的正常下泄，平時尾水比設計尾水高出0.50m左右，影響水電站發(fā)電機組的出力，為了能夠滿足水電站水輪機水頭的需要，結(jié)合美化環(huán)境和新農(nóng)村建設的要求，對電站尾水渠下游的520m長河道進行開挖疏浚，砌筑M7.5漿砌石護坡，護坡高度約4m，根據(jù)地勢可以調(diào)整，護坡坡率1：1.50，厚度0.30m，底部設0.80m×0.60m大小的齒墻，頂部設寬1.50m厚0.30m的壓頂。

本次工程主要工程量有：漿砌石3970 m3，土石方開挖10410 m3，土石方回填2360 m3，主要材料：水泥397 t，塊石4367 m3，砂 1960m3。

本次工程概算總投資407.39萬元，其中建筑工程110.87萬元，機電設備及安裝工程219.96萬元，臨時工程24.58萬元，獨立費用32.59萬元，預備費19.40萬元。

4 經(jīng)濟效益

根據(jù)水能計算結(jié)果，大浪河二級水電站多年平均發(fā)電量為395萬kW·h，比改造前增加發(fā)電量195萬kW·h，電能有效系數(shù)為0.96，廠用電、變壓器及線路損失為3%，多年平均增加售電量為 195×0.96×0.97=181.60萬 kW·h。

[1]劉風秋.樂灘水電站優(yōu)化設計經(jīng)驗總結(jié)[J].紅水河，2006（3）.