2012年二級建造師水利水電輔導：水電站裝機臺數(shù)比選設計方案
來源：育路教育網(wǎng)發(fā)布時間：2011-08-06
水電站裝機臺數(shù)設計方案的選擇，要充分考慮以下主要條件：選擇機組組合要求工程投資最少、選擇機組組合要求效率最高、選擇機組組合要求工程平面部置最佳、選擇機組組合要求與天然來水量周期相互匹配等因素
1.電站基本特性參數(shù)：
N裝4000kw;
H.設27m;
Hmax30m;
Hmin26m;
Q設17.5m3/s;
多年平均利用小時3236小時/年;
設計洪水位304.5m;
正常蓄水位302.5m;
正常蓄水位庫容0.03×108m3;
2.根據(jù)以上電站基本特性參數(shù)，初選四種組合進行比較：
2.1裝機為2000kw×2臺，總裝機容量4000kw;
水輪機HLA551-LJ-120;
發(fā)電機SF2000-16/2600;
H.額27m;
Q額9m3/s;
水輪機出力2212kw;
轉數(shù)375r/min;
效率91%;
發(fā)電機出力2013kw;
允許吸出高程4.0m;
2.2裝機為1250kw×3臺，總裝機容量3750kw;
水輪機HLA551-LJ-100;
發(fā)電機SF1250-14/2150;
H.額27m;
Q額5.8m3/s;
水輪機出力1436.9kw;
轉數(shù)428.5r/min;
效率90%;
發(fā)電機出力1293kw;
允許吸出高程4.0m;
2.3裝機為1000kw×4臺，總裝機容量4000kw;
水輪機HLA551-LJ-84;
發(fā)電機SF1000-12/17300;
H.額27m;
Q額4.5m3/s;
水輪機出力1096.5kw;
轉數(shù)500r/min;
效率88%;
發(fā)電機出力964.97kw;
允許吸出高程4.0m。
2.4裝機為2000kw×1臺，1000kw×2臺，總裝機容量4000kw;
水輪機HLA551-LJ-120×1臺;HLA551-LJ-84×2臺;
發(fā)電機SF2000-16/2600×1臺;SF1000-12/1730×2臺;
H.額均為27m;
Q額分別為9m3/s和4.5m3/s
水輪機出力分別為2212kw和1096.5kw;
轉數(shù)分別為375r/min和500r/min;
效率分別為91%和88%;
發(fā)電機出力分別為2013kw和964.97kw;
允許吸出高程均為4.0m。
3.四種裝機臺數(shù)工程投資指標
上述四種裝機臺數(shù)工程投資指標見下表：
單位：萬元
項目
方案設備費安裝費壓力管道廠房合計投資差(+/-)
12000kw×2臺37040.273.5236.45646.65
21250kw×3臺42654.687.52328.47823.09+176.44
31000kw×4臺47065.497.58409.64969.12+322.47
42000kw×1臺1000kw×2臺42052.990.04345.76835.16+188.51
注：設備費為出廠價，不含包裝費、運輸費;建筑工程設備估價表略。
4.方案比選推薦
推薦采用裝機為2000kw×2臺方案，其理由如下：
4.1從投資上看機組臺數(shù)越多，投資越大，裝3臺機組較裝2臺機組投資增加176.44萬元，裝4臺機組較裝2臺機組投資增加322.47萬元。裝機超過四臺后，變配電設備就要設兩套，其投資增幅更大，經(jīng)濟指標更差。第一種組和投資最省，為首選方案。
4.2根據(jù)廠家提供資料，總裝機已確定條件下，單機容量小而多，機組效率低。裝機為2000kw×2臺時，機組效率最高91%，發(fā)電機出力4026kw，出力排位第一。裝機為2000kw×1臺和裝機1000kw×2臺時，機組效率為89%，發(fā)電機出力3930kw，出力排位第二。裝機為1250kw×3臺時，機組效率90%，發(fā)電機出力3879kw，出力排位第三。裝機為1000kw×4臺時機組效率最低88%，發(fā)電機出力3859kw，出力排位第四。從四種裝機臺數(shù)比選看，第一種組合機組效率最高，發(fā)電機出力居首位。
4.3機組臺數(shù)、機組類型越多，運行配件，檢修材料備用量越大。檢修難度增加，使運行管理成本及設備維修費提高。四種方案中第一種方案機組臺數(shù)最少。
4.4根據(jù)工程建設地點1958～1999年月平均流量計算成果，每年12月至翌年3月份，月平均流量均小于2m/s，而在此期間85%～90～的月份平均流量小于1m/s。若電站在冬季無保溫和必須供電要求，單機容量不宜過小，第一種方案仍然居優(yōu)勢。
4.5該電站為日調節(jié)水庫，其庫容為300×104m3，具有一定調節(jié)能力，枯水季節(jié)來水量較小時，可蓄滿水后在用電高峰時集中發(fā)電，單機2000kw，流量9m3/s，可以滿負荷發(fā)電，還能使機組在高效區(qū)運行，同時還有調解做用，第一種方案完全可以滿足要求。
4.6推薦方案
綜上所述，根據(jù)本電站特點及天然來水量，從投資、機組效率及運行檢修管理方面綜合分析，第一方案的裝機2000kw×2臺為最優(yōu)方案。
5.結論
水電站裝機臺數(shù)設計方案的選擇，要充分考慮以下主要條件：
5.1選擇機組組合要求工程投資最少。找一個裝機臺數(shù)和投資最少結合點。
5.2選擇機組組合要求效率最高。容量和機型確定以后，相對大一些的機組效率要高，如果無其它特殊要求，要采用的方案是機組效率較高的組合。
5.3選擇機組組合要求工程平面部置最佳。普通水電站平面部置受主槽橫斷面限制，因為不同機組直徑大小和所占橫斷面大小不完全成正比，機組越多所占橫斷面尺寸就越大，水流主槽橫斷面距離也是確定機組臺數(shù)的主要因素。
5.4選擇機組組合要求與天然來水量周期相互匹配。來水流量增減，大小機組要配合，如果有廠房保溫或必須供電要求(有直供區(qū))，要滿足小流量用小機組發(fā)電要求。
5.5選擇機組組合要求與水庫(上水池)調解能力相適應，對一些有調解能力的水庫電站，來水量較小時，可蓄水集中發(fā)電，讓機組在高效率區(qū)運行。
5.6選擇機組組合要求與運行檢修管理相協(xié)調，機組臺數(shù)和機型多無疑配件多，不但技術儲備量要大，維修費用也高。從這個意義上講，機組臺數(shù)類型越少越好。
總之，水電站裝機臺數(shù)方案設計參考要素是多方面的，要做到安全經(jīng)濟，技術可靠是一個永恒的課題，需要進行不段的研究和探索。