龚嘴水力发电总厂,四川乐山 614900
1 问题的提出
龚嘴电站水库自80年代以来一直存在水量不平衡问题,表现为一定时段内的计算出库流量始终比峨边水文站实测入库流量小。表1列出了龚站水库调度组1988～1991年和1996年共5年时间的计算径流量与峨边水文站实测年径流量值可供比较(因原入库水文站站址遭到破坏,其中1992～1995年资料未列入)。从表1中可知,龚库计算出库径流量(尚不包括区间产流量)平均每年约偏小25亿m3,按平均年径流量479.8亿m3计算,平均约比实测值偏小5.3%;枯期更大,约偏小10%～15%。
表1 龚嘴电站水库原计算径流量与实测水库径流量比较表
项 目 年份/年 1988 1989 1990 1991 1996 发电用水量 /108m3 297 301 295 284 270 弃水量 /108m3 150 215 197 138 126 龚站计算年总径流量 /108m3 447 517 492 422 396 峨边入库年径流量 /108m3 468 545 521 454 411 绝对误差 /108m3 -21.0 -28.0 -29.0 -32.0 -15.0 相对误差 /% -4.7 -5.5 -5.9 -7.7 -4.0 铜站计算年总径流量 /103m3424 福禄站计算年径流量 /103m3428此外,下游铜街子电站水库蓄水以后,特别是平枯水期,其回水对龚站尾水的顶托影响较为频繁;同时也由于龚站自身参与电网调频、调峰的日调节影响,原尾水位～流量关系已发生变化,不再单一,无法满足生产需要。由于以上问题的存在,对龚、铜两站梯级水库的联合调度、防洪渡汛以及发电用水和有关能量指标值的计算都带来一系列问题,甚至危及到电站的经济效益和安全生产。为此,电厂于1996年对龚嘴电站的机组、溢洪门和底孔的过坝流量及其尾水位～流量关系曲线重新进行了率定,其成果通过1997年及1998年的试运行检验,效果较好。
2 资料收集
(1)峨边入库站1988～1991年、1996年共5年整编流量资料;
(2)铜库蓄水以后历年平枯水期坝前正点水位记录;
(3)1996年2～11月龚站7台机组正点负荷、空载记录;
(4)1987年及以后龚站各台机组扩修或大修效率试验报告;
(5)地下厂房进水口拦污栅水头损失观测记录;
(6)大坝坝基排水观测资料;
(7)机组运转特性曲线;
(8)机组停机备用时间统计资料;
(9)尾水位正点观测资料。
3 水量不平衡原因分析
根据龚嘴电站水库的具体情况,其水量平衡方程可表示如下:
W入库＋W区间＝W发电＋W弃水＋W导漏＋W蒸发＋W坝渗±ΔW
(1)
式中 W入库——时段内峨边水文站的入库水量;
W区间——时段内峨边至坝前的区间产流量;
W发电——时段内机组发电用水水量;
W弃水——时段内水库弃水(溢流)水量;
W导漏——机组停机备用时的漏水量;
W蒸发——时段内水库蒸发损失水量;
W坝渗——时段内坝体渗漏损失水量;
ΔW——时段内水库蓄水量差。
如以一年为时段单位,以上各因数在年径流总量中所占比重分别如下:
(1)峨边至龚站坝前区间面积为1110 km2,多年平均降雨量约为1267.7 mm,扣去蒸发渗漏损失,区间多年平均产流量约为5.1亿m3,即W区间≈5.1亿m3,约占水库年总径流量的1.1%。
(2)参照铜库现有蒸发资料,龚库水面年蒸发损失水量约为1110万 m3,即W蒸发≈0.1亿m3,约占年总径流量的0.02%。
(3)据电厂大坝观测班观测资料,龚站大坝及坝基渗漏水量平均按85 m3/d计算,则年总渗漏损失水量约为3万m3,对水量平衡的影响可忽略不计。
(4)统计近几年龚站7台机组停机备用时间(见表2)表明,总年停机备用时间达8975.3台.时。根据机组效率试验报告,其导叶漏水按5 m3/s.台计算,共计年总漏水量约1.62亿m3,即W导漏≈1.62亿m3,约占年总径流量的0.35%。
表2 龚站各机组1997年停机备用导叶漏水情况统计表
项目 机组 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7F 总计 停机时间/h 1 078.1 1 970.9 1 430.9 999.5 867.8 1 447.2 1 180.9 8 975.3 漏水量/万m3 1 940 3 550 2 580 1 800 1 560 2 600 2 130 16 160综合上述各因数,若(1)式左边的区间产流量减去右边的导漏、蒸发和坝渗,按龚嘴电站水库平均年径流量479.8亿 m3/s计算,水库实际进库年水量仍应比峨边水文站实测值偏大约0.7 %。为了简化计算和率定工作的方便,在此忽略这一影响,仍以峨边水文站入库流量作为率定过坝流量的依据,同时将(1)式中的水量W改用流量Q描述,故(1)式可简化如下:
Q入库＝Q发电＋Q弃水±ΔQ
(2)
由于库内蓄水流量差ΔQ受库容的准确性影响很小,故可认为机组发电用水流量Q发电和弃水流量Q弃水两部分偏小是计算水量偏小的主要原因。
4 机组发电用水的率定
(1)发电用水因机组效率降低应增大。根据能量转移方程,机组发电引用流量计算式为:
(3)
式中 N——机组有功负荷kW;
K电——发电机效率;
K机——水轮机效率;
ΔH——水头(m);
Q发电——机组计算引用流量(m3/s)。
在负荷N一定的情况下,影响发电引用流量Q大小的只有机组效率(K电.K水)和水头ΔH两项,分析龚站历年各台机组大修效率试验报告得知,电站7台机组经过十几年的运行,其水轮机效率均有不同程度的降低。其中尤以2号机、5号机效率最低,表3列出了历年各机组大修前的最高效率值(K机组效率＝K机.K电)。由于发电机效率K电基本不变,故可认为经过多年的运行,龚站水轮机效率K机平均降低了4.1%。
表3 龚站各机组大修前最高效率统计表
效率 机组序号 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7F 平均 最高效率/% 90.8 84.9 90.7 86.1 83.3 87.0 89.0 87.4 效率降低率/% -0.3 -7.2 -0.3 -5.7 -9.4 -4.6 -0.2 -4.1(2)发电用水因水头损失应增大。根据已收集的机组效率试验报告得知,机组段实测(一般在枯期)最大水头损失为3.91 m,可见引水系统水头损失是严重的。除此之外,地下厂房进水口汛期尚存在拦污栅压差较大的问题。在此以前的发电用水计算中,几乎没有考虑到这些因数的影响。为了说明,在表4中列出了效率试验报告中导叶各种开度情况下的平均水头损失和相应水头损失率。与相应毛水头相比,平均水头损失率约为2.8%。显然,(3)式实际上应表示如下:
表4 龚站各机组效率试验测得水头损失统计表
效率 机组序号 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7F 平均 试验毛水头/m 53.5 50.2 50.7 54.6 55.0 52.2 54.4 52.9 试验净水头/m 52.3 48.7 49.4 53.1 54.6 50.6 51.4 51.4 水头损失/m -1.2 -1.5 -1.3 -1.5 -0.4 -1.6 ——此文章转载于互联网，文中观点与本网站无关，如有侵权请联系删除