淺談燈泡貫流式機組運行中的幾點經驗

王進才

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

淺談燈泡貫流式機組運行中的幾點經驗

王進才

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：燈泡貫流式機組由于投資少、建設工期短、移民少,收益快等優點,已成為國內和國際水電投資項目中的首要備選機型,并且已被廣泛投入商業營運。本文就作者近幾年參與燈泡貫流式機組的運行工作而獲得的一點心得,與同行共同探討。

關鍵詞：運行經驗；機組出力；影響條件

1基本情況

直崗拉卡水電站，地處三江源,是黃河上游第4個梯級電站,工程所處區域屬生態環境十分敏感和脆弱的青藏高原。它位于青海省尖扎縣與化隆縣交界的黃河干流上，電站壩址距上游李家峽水電站7km，距西寧市公路里程109km。水庫正常蓄水位2050.0m，總庫容1540萬m3。電站安裝5臺單機容量為38MW的燈泡貫流式機組，設計水頭12.5m，單機流量337.4m3/s，年發電量762MkW·h。電站主要建筑物有右岸河床式電站廠房、平底泄洪閘及左岸河床土石壩等。2005年5月31日上午11∶18，電站首臺機組正式并網運行發電，歷時近10年的建設，2號、3號、4號機組依次安裝完成并網發電，2014年5月31日23∶45，青海大唐國際直崗拉卡水電站5號機組完成各項調試試驗，順利投產發電。由于燈泡貫流式水電站具有比立軸的軸流式水電站建設期短，投資小，收效快，移民少的優勢，并且電站靠近城鎮，有利于發揮地區興建水電站的積極性，所以賦有極強的生命力和深遠的發展前景。

2尾水位對機組出力的影響

貫流式水電站的水頭與下游水位密切相關，當上游流量增大時，下游水位隨之抬高，而水頭就降低，機組不能滿出力運行；當流量減小時，下游水位隨之降低，而水頭抬高，但流量往往不能滿足機組出力的要求。當電站進行日調節調峰時，其下泄流量隨負荷而變化，相應地引起下游水位、流速的劇變，水位流量關系曲線呈繩套形狀。而水流在穩定狀態下，下游水位與流量的關系比較明確。由于尾水渠在設計和建造時是逐漸開擴的，在非穩定的流動情況下，下游水位上升得相對緩慢，形成無數個繩套關系。當尾水管出口流量增大時，下游的水被推著往下走，此時下游水位是下降的；當尾水管出口流量減小時，形成了水的反涌，這種波動引起了水頭變化與出力的波動，有時可以導致發電量降低3%～5%。為解決此問題，電站曾經將下游尾水出口處長期堆積的淤泥進行了一次大規模的清理，取得了良好的效果。但尾水左岸有一條排洪溝，雨季時有大量的泥沙進入河道，由于下游流速相對較小，無法及時沖走淤泥，長期積累的結果是墊高了河床，對電站機組水頭造成了一定的影響。所以，及時清淤對水電站運行來講也是一項需要高層引起重視的問題。

3運行方式對機組出力的影響

貫流式水電站的運行不是一味要求不棄水的模式，尤其對小庫容和無庫容電站來說，當來水量增大時，如果單純地加大水輪機導葉開度，會使流道和機組的過流量增加，尾水位急劇上升涌高，瞬間打破原來的尾水動平衡。此時水輪機工作水頭降低，造成機組出力降低，減少了發電量。這種情況下，應該充分考慮機組運行方式，我們也做了一些關于機組優化運行的考量和分析，針對5臺機組各自不同的特性，安排在來水量較小時選擇同等運行工況下出力較好的機組運行，一定程度上還是有明顯的效果。由于電站庫容小，調節能力差，當單機運行時，上游電站一旦加大負荷，水庫的水位上漲很快，為避免造成無謂的損失，我廠也隨即開啟備用機組。觀察一個時期以來，我們得出：來水無法滿足我廠2臺機組滿發負荷的時候，可以將上游水位調至較高的水位，運行相對穩定，來水再增大，我們也相應再開啟一臺備用機組，直至5臺機組同時運行，這時候我們可以明顯看到，雖然水頭依然在額定值以上，但機組負荷至少減少3.0～5.0MW。

4上游污物也是影響機組出力的主要原因

上游的水流流態、污物性質及數量、流道、攔污柵等對機組出力都有直接的影響。在沒有庫容和庫容小的電站經常存在一種運行方式，即上游一來水機組必須帶負荷，導致水流運動速度相對快，當水流與進水口的牛腿撞擊時有部分水流改變流向，甚至出現了旋流，進人流道內的水流也不穩定，沿程水頭損失往往加大。污物是水上和水中的漂浮物，通過運動的水流吸附在攔污柵上，當污物過多時，造成攔污柵前后的壓差不斷地增大，此時相當于工作水頭在不斷的下降，嚴重影響機組的出力。因此，必須及時清理，否則不僅使機組的出力大為降低，甚至使得機組實際運行在低水頭工況下，影響機組的運行穩定和安全。所以在實際運行中應監視攔污柵前后壓差，一般在壓差大于30cm以上時就應及時清理污物，保證機組在高效率工況下運行，提高經濟效益。

5水庫調度方面的影響

燈泡貫流式水輪機的適用水頭范圍一般在3m 到25m內，因此，這種機組主要靠大流量發電。但又因為燈泡貫流式水電廠的水庫庫容較小，一般只有日調節能力，因此，電站發電量在很大程度上由河水的徑流量決定的。如何使徑流水發揮最高效益，這就要求我們對水庫進行優化調度。特別是枯水季節，應當盡可能做到使有限的來水發揮最大效益，也就是發最多的電。在洪水季節，利用預報時間和洪水產生至庫區的時間之和，加大機組出力，盡量降低水庫水位，一般都可以至死水位。等洪水上漲至汛限水位時逐步加大泄水流量，可適當降低水庫水位。當最大洪水流量過程結束時，調整水庫下泄流量使水庫水位逐步提高。整個洪水流量過程結束時，水庫水位控制在最高汛限水位。洪水過程中利用消落水庫水位來增加發電效益是相當可觀的。2012年，黃河上游降雨頻繁，黃河水位猛漲，尤其在七、八、九三個月中，水庫平均入庫均保持在800.00m3/s以上，僅八月平均入庫達到1500.00m3/s，當月發電量較往年多發3000.00萬kW·h。在貧水季節，盡量避免棄水或少棄水。主要是控制水位在次汛限水位，保證發電機在高水頭高效率區運行。枯水期由于水庫來水量滿足不了全部機組的全天運行，因此增加其效益的主要途徑是盡量蓄高水庫水位，并安排1臺或少數幾臺機組運行，這樣可以盡量使尾水位維持在較低位。因為多臺機組同時運行，尾水位相應增高，也就降低了機組運行的凈水頭。而燈泡貫流式機組的出力會因為機組的水頭減小而明顯降低。再者就是枯水期的發電計劃安排也很關鍵，一般是按來水安排發電計劃，保持水庫在最高水位運行，以提高發電機水頭利用率。

6結語

綜上所述，影響貫流式水電站的機組出力的因素比較多，應在水電站的運行中，加強運行過程的觀察，不斷地總結運行經驗，提高水電站的經濟效益。

中圖分類號：TV737

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0007-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.004

收稿日期：2014-12-08

作者簡介：王進才（1970-），男，助理工程師，從事水電站運行和管理工作。