頭壩水電站增容改造工程水能設(shè)計方案

頭壩水電站增容改造工程水能設(shè)計方案水能計算基本資料及依據(jù)水電站的水能計算依據(jù)《小水電水能設(shè)計規(guī)程》(SL76-94)介紹的無調(diào)節(jié)水電站水能計算方法進行。頭壩三號電站系渠道引水式電站，本電站自頭壩二號電站尾水渠引水，經(jīng)引水渠道1.6km接壓力前池入進水室，依據(jù)實際地形布置成側(cè)向溢流泄入原河道，正面引水至前池經(jīng)壓力管道進入水輪機室發(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)是對東大河天然來水量進行調(diào)蓄,蓄豐補枯，并同下游金川峽水庫聯(lián)合調(diào)度運行，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，并考慮下游梯級水電站的優(yōu)化運行，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。為簡化計算，并在徑流量不變的條件下，頭壩三號電站能量指標(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行的計算。（2）利用水頭：頭壩三號電站最大發(fā)電水頭11.51m,設(shè)計發(fā)電水頭11.5m,最小發(fā)電水頭13.34m。（3）出力系數(shù)：頭壩三號電站增容改造出力系數(shù)取8.Oo（4）設(shè)計保證率：頭壩三號電站采用歷史保證率P=85%作為其設(shè)計保證率。2水能計算頭壩三號電站在豐水期可利用渠首控制閘進行日調(diào)節(jié)，裝機容量宜適當(dāng)大一點，根據(jù)水能計算擬定裝機容量1650kw>1890kw、2070kw>2250kw四個方案,分析發(fā)電量與裝機容量（引用流量）的關(guān)系。由電站出力歷史保證率曲線，查得設(shè)計保證率P=85%的保證出力為：頭壩三號電站最小流量為2.0//S,保證出力為258kwo裝機容量(kw)發(fā)電水頭(m)引用流量(m3/s)發(fā)電量(萬kwh)年利用小時(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裝機容量比較與確定擬定1650kw、1890kw>2070kw>2250kw四個不同的裝機容量，主要以年利用小時數(shù)和引用流量是否合理作為確定裝機規(guī)模的依據(jù)。頭壩三號電站裝機容量比較情況見表5-2o裝機容量(kw)發(fā)電水頭(m)引用流量(m3/s)年發(fā)電量(萬kwh)年利用小時數(shù)(h)年利用小時情況評價水量利用率(%)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，由于頭壩三號電站為引水式電站，發(fā)電引用流量變化大，四種裝機方案從年利用小時數(shù)、發(fā)電水頭和引用流量三要素分析，裝機700kw較優(yōu)，年利用小時數(shù)適中，同時引用流量也界于豐、平、枯水年年均流量和電站渠首雨季來水流量之間，水量利用率達到96.2%。因頭壩三號電站壓力鋼管無法改變，過水能力能滿足當(dāng)時機組需求，現(xiàn)壓力管道比較完好。比較方案按水能計算并結(jié)合機型系列、現(xiàn)有裝機等因素，確定