頭壩水電站增容改造工程水能設(shè)計(jì)方案

頭壩水電站增容改造工程水能設(shè)計(jì)方案水能計(jì)算基本資料及依據(jù)水電站的水能計(jì)算依據(jù)《小水電水能設(shè)計(jì)規(guī)程》(SL76-94)介紹的無調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算方法進(jìn)行。頭壩三號(hào)電站系渠道引水式電站，本電站自頭壩二號(hào)電站尾水渠引水，經(jīng)引水渠道1.6km接壓力前池入進(jìn)水室，依據(jù)實(shí)際地形布置成側(cè)向溢流泄入原河道，正面引水至前池經(jīng)壓力管道進(jìn)入水輪機(jī)室發(fā)電，下游尾水正向泄入東大河二壩渠首引水渠。本電站上游30km處有一座建成多年的皇城水庫(含電站)，其主要任務(wù)是對(duì)東大河天然來水量進(jìn)行調(diào)蓄,蓄豐補(bǔ)枯，并同下游金川峽水庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行，以滿足中下游地區(qū)工農(nóng)業(yè)用水要求。根據(jù)永昌縣水務(wù)局統(tǒng)計(jì)資料，近年來，由于在農(nóng)田灌溉上采取了以水定地，壓縮面積，減少畝定額用水的措施；在工業(yè)上限制供水量，利用廢水重復(fù)利用的原則，并考慮下游梯級(jí)水電站的優(yōu)化運(yùn)行，所以皇城水庫的下泄流量已經(jīng)基本上形成了如下規(guī)律：1?3月平均下泄流量為4.5m3/s,4月為6.7m3/s,5?8月為18n?/s,9月為9m3/s,10月為7mVs,11?12月為4.5n)3/s。為簡化計(jì)算，并在徑流量不變的條件下，頭壩三號(hào)電站能量指標(biāo)(保證出力、多年平均發(fā)電量）、水能參數(shù)選擇和出力?保證率關(guān)系曲線等均按上述皇城水庫的下泄流量進(jìn)行的計(jì)算。（2）利用水頭：頭壩三號(hào)電站最大發(fā)電水頭11.51m,設(shè)計(jì)發(fā)電水頭11.5m,最小發(fā)電水頭13.34m。（3）出力系數(shù)：頭壩三號(hào)電站增容改造出力系數(shù)取8.Oo（4）設(shè)計(jì)保證率：頭壩三號(hào)電站采用歷史保證率P=85%作為其設(shè)計(jì)保證率。2水能計(jì)算頭壩三號(hào)電站在豐水期可利用渠首控制閘進(jìn)行日調(diào)節(jié)，裝機(jī)容量宜適當(dāng)大一點(diǎn)，根據(jù)水能計(jì)算擬定裝機(jī)容量1650kw>1890kw、2070kw>2250kw四個(gè)方案,分析發(fā)電量與裝機(jī)容量（引用流量）的關(guān)系。由電站出力歷史保證率曲線，查得設(shè)計(jì)保證率P=85%的保證出力為：頭壩三號(hào)電站最小流量為2.0//S,保證出力為258kwo裝機(jī)容量(kw)發(fā)電水頭(m)引用流量(m3/s)發(fā)電量(萬kwh)年利用小時(shí)(h)水量利用系數(shù)(%)全年1-4月5-6月7-9月10月11-12月165011.512.778271421793567674501280.2189011.514.628931501824087875472587.6207011.516.0210101722084598586487996.2225011.517.4110801822434699096480098.41.2裝機(jī)容量比較與確定擬定1650kw、1890kw>2070kw>2250kw四個(gè)不同的裝機(jī)容量，主要以年利用小時(shí)數(shù)和引用流量是否合理作為確定裝機(jī)規(guī)模的依據(jù)。頭壩三號(hào)電站裝機(jī)容量比較情況見表5-2o裝機(jī)容量(kw)發(fā)電水頭(m)引用流量(m3/s)年發(fā)電量(萬kwh)年利用小時(shí)數(shù)(h)年利用小時(shí)情況評(píng)價(jià)水量利用率(%)165011.512.778275012過低80.2189011.514.628934725偏低87.6207011.516.0210104879適中96.2225011.517.4110404622高98.4從表中可以看出，由于頭壩三號(hào)電站為引水式電站，發(fā)電引用流量變化大，四種裝機(jī)方案從年利用小時(shí)數(shù)、發(fā)電水頭和引用流量三要素分析，裝機(jī)700kw較優(yōu)，年利用小時(shí)數(shù)適中，同時(shí)引用流量也界于豐、平、枯水年年均流量和電站渠首雨季來水流量之間，水量利用率達(dá)到96.2%。因頭壩三號(hào)電站壓力鋼管無法改變，過水能力能滿足當(dāng)時(shí)機(jī)組需求，現(xiàn)壓力管道比較完好。比較方案按水能計(jì)算并結(jié)合機(jī)型系列、現(xiàn)有裝機(jī)等因素，確定