关于艳洲水电站吸出高度的选择

关于艳洲水电站吸出高度的选择 关于艳洲水电站吸出高度的选择 史洪和 长沙市水利水电勘测设计院(410000) 水电站的吸出高度Hs值是自电站下游水位到安装高程的垂直距离。下游尾水位低于电站安装高程则称为正的吸出高度(，Hs)，下游尾水位高于电站安装高程则称为负的吸出高度(,HS)。 吸出高度的选择在水电站的设计中起着重要的作用，对安装高程的确定是一个先决条件。对于同一机型、同一制造质量、同一运行条件的水电站，合理的选择吸出高度对于电站水轮机抗汽蚀破坏的能力将起着决定性的作用，对于电站开挖难易以及防止机组抬机等也将产生很大的影响。 艳洲水电站装置的机组是反击式立式轴流式水轮机，对于反击式水轮机安装高程的确定要考虑电站的运行方式、开挖难易、机组制造水平和材料的抗汽蚀性能以及同型机组的电站水轮机汽蚀破坏高度等因素，以保证电站大部分运行区间和运行时间汽蚀破坏轻微为前提。一般地说，汽蚀是不可避免的，只是我们应该采取一定的尽可能的使水轮机的汽蚀轻微一些罢了。实际上，很多电站的水轮机都产生一定程度的汽蚀破坏和噪音，但不能容许破坏水轮机工作特性和产生剧烈的振动。采用很大的开挖和显著地增大机组的尺寸的方式避免水轮机汽蚀是不经济和不合理的。 1艳洲水电站的有关参数 本电站是澧水干流最后一级开发。 3对湖南省白涣纭水电站的调查 白涣坛水电站设计装机 6 ×2500kw，当时只安装4 ×2500kw机组，是首先安装此型机组的电站，所以此机型又叫白涣纭机型。白涣坛水电站1962年由湖南省水利水电勘测设计院设计，当时哈尔滨电机厂给定的吸出高度Hs=—2m，而实际采用的吸出高度Hs=,2(9m。本电站运行十多年来，没发现汽蚀现象，但有严重的抬机现象。所以，认为吸出高度选择再大一些为好。 4对四川省四个水电站的调查 从以上计算、查曲线、厂家给定值以及白涣纭水电站的调查情况看，吸出高度大的太大，小的太小，相差很大， Hs值大的使见水管不能藏身，尾水管的一半露出下游尾水位，这是不行的。值小，使开挖量增大H，工期和投资大大增s 加，而且使电站运行条件(如通风、防潮、采光、排水等)恶化，向转轮室补气困难，并难以消除机组固有的振动区而使振动加剧，影响机组稳定运行。此外，还加大了轴流式机组甩负荷时反向水推力，使抬机现象严重。只有天津厂家给定的H=0(5m还差不多。但是，艳洲水电站基本上属于水下厂房，为改善运行s 条件，我们认为在汽蚀破坏程度允许的情况下，Hs值越大越好。这样，对厂房 的开挖、通风、采光、防潮、排水、调相压水、消除抬机等都有好处。究竟大多少为好呢,针对这种情况，我们又去四川有关安装的白涣坛机组的四个电站进一步了解吸出高度及汽蚀情况的进行调查。调查对况如下: 简阳县沱江水电站:装机2台，Hs=+ 1(8m， 渠县舵石鼓水电站:装机2台，Hs=+1( 7m， 南充县青居水电站:装机1台， Hs=+十 1(7m， 江津县车滩水电站:装机2台， Hs=+1( 7m。 四个水电站投入运行十多年来，运行情况良好，带负荷在500,3000kW之间，水头最小在3m的条件下也能运行。总之，电站小，当地用电迫切，能发即发。由于电站经常在低负荷、低水头(洪水季节还夹带泥沙较多)情况下运行，对水轮机的汽蚀有一定的影响。 由于吸出高度和运行情况各电站不一样。具体反映在机组上汽蚀破坏程度也不一样，沱江、车滩、青居水电站的汽蚀部位差不多，均在水轮机叶片进水侧上部角上，汽蚀面积在角上有一个巴掌大小(约14mm宽)向两侧伸延。 汽蚀深度: 沱江水电站最深4mm， 车滩水电站最深2mm， 青居水电站最深有蛋大的一个孔， 舵石鼓水电站的汽蚀发生在轮叶轴的两端，有鸡蛋大的几个汽蚀孔，深和面积差不多。 以上各站在甩负荷紧急开关机时均没发生过抬机现象。 我们认为该机运行10多年是稳定的，每次大修叶片焊补量小，甚至可以不焊补。因而认为所选用的Hs值是合适的，而且还有裕度。还认为该机型选择正的吸出高度是有好处的，这样运行方便，正好在枯水季节作调相机运行时，可以不需要补气压水。 调查结论:各电站都有汽蚀，但都不严重，因此，各电站对此都未引起注意。 5艳洲水电站吸出高度的确定 我们把以上调查情况向有关部门进行了详细汇报，并进行了专门研究。这时正好我们又了解到哈尔滨电机厂根据各电站多年来的实际情况提出可以选用 Hs=+2m。又根据艳洲水电站的开挖、通风、采光等问题最后选择Hs=+1m认为较为合适。当然，Hs值选大些更有利，但根据四川省四个水电站的汽蚀情况来看，虽然汽蚀小，但毕竟还是有汽蚀，所以不亦过大。这个问题征询天津发电设备厂和湖南省水电设计院的意见，均赞同我们的选择。这样，所确定的吸出高度比天津发电设备厂给定的吸出高度H=,0(5m高出1(5m，不但改善了机房运行s 条件，而且节省了水下岩基开挖量2400m3。 为了把发电机层确定为4。2m高程，所以，吸出高度实际定为H=+1(3m。 s