头坝水电站增容改造工程水能设计方案.doc

头坝水电站增容改造工程水能设计方案1.1水能计算1.1.1基本资料及依据水电站的水能计算依据小水电水能设计规程(SL76-94)介绍的无调节水电站水能计算方法进行。头坝三号电站系渠道引水式电站，本电站自头坝二号电站尾水渠引水，经引水渠道1.6km接压力前池入进水室，依据实际地形布置成侧向溢流泄入原河道，正面引水至前池经压力管道进入水轮机室发电，下游尾水正向泄入东大河二坝渠首引水渠。本电站上游30km处有一座建成多年的皇城水库（含电站），其主要任务是对东大河天然来水量进行调蓄，蓄丰补枯，并同下游金川峡水库联合调度运行，以满足中下游地区工农业用水要求。根据永昌县水务局统计资料，近年来，由于在农田灌溉上采取了以水定地，压缩面积，减少亩定额用水的措施；在工业上限制供水量，利用废水重复利用的原则，并考虑下游梯级水电站的优化运行，所以皇城水库的下泄流量已经基本上形成了如下规律：13月平均下泄流量为4.5m3/s，4月为6.7m3/s，58月为18m3/s，9月为9m3/s,10月为7m3/s,1112月为4.5m3/s。为简化计算，并在径流量不变的条件下，头坝三号电站能量指标（保证出力、多年平均发电量）、水能参数选择和出力保证率关系曲线等均按上述皇城水库的下泄流量进行的计算。（2）利用水头：头坝三号电站最大发电水头11.51m，设计发电水头11.5m，最小发电水头13.34m。（3）出力系数：头坝三号电站增容改造出力系数取8.0。（4）设计保证率：头坝三号电站采用历史保证率p=85%作为其设计保证率。1.1.2水能计算 头坝三号电站在丰水期可利用渠首控制闸进行日调节，装机容量宜适当大一点，根据水能计算拟定装机容量1650kw、1890kw、2070kw、2250kw四个方案，分析发电量与装机容量（引用流量）的关系。 由电站出力历史保证率曲线，查得设计保证率P=85%的保证出力为：头坝三号电站最小流量为2.0m3/s，保证出力为258kw。头坝三号电站改造增容水能计算成果表表5-1 装机容量(kw)发电水头(m)引用流量(m3/s)发电量(万kwh)年利用小时(h)水量利用系数(%)全年1-4月5-6月7-9月10月11-12月165011.512.77 82714217935676745012 80.2189011.514.62 89315018240878754725 87.6207011.516.02 101017220845985864879 96.2225011.517.41 10801822434699096480098.41.2 装机容量比较与确定 拟定1650kw、1890kw、2070kw、2250kw四个不同的装机容量，主要以年利用小时数和引用流量是否合理作为确定装机规模的依据。头坝三号电站装机容量比较情况见表5-2。头坝三号电站装机容量比较表表5-2 装机容量(kw)发电水头(m)引用流量(m3/s)年发电量(万kwh)年利用小时数(h)年利用小时情况评价水量 利用率（%）165011.512.77 8275012 过低80.2189011.514.62 8934725 偏低87.6207011.516.02 10104879 适中96.2225011.517.41 10404622 高98.4从表中可以看出，由于头坝三号电站为引水式电站，发电引用流量变化大，四种装机方案从年利用小时数、发电水头和引用流量三要素分析，装机700kw较优，年利用小时数适中，同时引用流量也界于丰、平、枯水年年均流量和电站渠首雨季来水流量之间，水量利用率达到96.2%。因头坝三号电站压力钢管无法改变，过水能力能满足当时机组需求，现压力管道比较完好。比较方案按水能计算并结合机型系列、现有装机等因素，确定装机总容量2100（3×700）kw。按此方案增容改造后，头坝三号电站装机容量将由现在的1500（3×500kw）增至2100kw，净增容量600kw。