杨村水电站调压井型式的选择

水位为 764. 715m。分子数值为调压阀正常动作时数据 ,分母数
值为 1 台动作 、2 台拒动时数据 。
分析表 1 可以看出 :
(1) 阻抗式与简单式相比 ,可以减小涌浪振
幅 ,即最高涌浪水位较低 ,最低涌浪水位较高 ;
(2) 上小下大的圆筒阻抗式与同直径的圆筒
阻抗式相比 ,最高涌浪差别不大 ,最低涌浪前者较
的水锤压力升高值 。在机组甩负荷导叶快速关闭
的同时 ,调压阀打开泄流 ,待导叶全关后 ,再缓慢
关闭调压阀 。这样 ,尽管通过水轮机的流量迅速
减小 ,而引水管道内的流量变化却大大减缓 ,从而
降低了水锤压力升高值 。同时 ,由于导叶仍是快
速关闭 ,使机组速率上升值也限制在允许范围内 。
3 计算结果及分析
( m)
764. 35 762. 29 761. 93 761. 80 760. 59
10. 0
787. 80 761. 43 756. 62 786. 37 761. 26 758. 80
7/ 10
788. 74
764. 41 760. 65
注 “: 上小下大”分界高程为 773. 0m ,求最低涌浪时的调压室初始
积。 建议本电站调压室尺寸如图 1 所示 。
图1
4 结论
4. 1 采用“井阀并用”方案 ,前提条件是杨村电 站不担任系统主调频任务 ,电站不孤立运行 ,否则 难于保证电站大小波动稳定性 。 4. 2 采用“井阀并用”方案 ,比单一调压室方案 能较多地节省调压室的工程量 。 4. 3 “井阀并用”方案 ,可以满足电站调节保证 计算 要 求 : 蜗 壳 进 口 断 面 最 大 升 压 值 Hmax ≤ 165m ,机组转速上升率βmax ≤45m 。 4. 4 最高涌浪 : 计算工况为上游正常蓄水位 771. 50m 时 ,3 台机组同时甩全负荷 ,调压阀正常 动作 ;校核工况为同样工况下 ,3 台调压阀 1 台动 作 、2 台拒动 。最高涌浪水位值前者为786. 875m , 后者 790. 915m 。 4. 5 最低涌浪 :计算工况为上游最低运行水位 769. 00m ,2 台增至 3 台满负荷运行时 ,其最低涌 浪水位值为 760. 841m 。另外 ,进水口 769. 0m 水 位下 ,3 台机同时甩全负荷后 ,调压阀 1 台动作 、2 台拒动时 ,调压室第 2 振幅也可能出现较低水位 (761. 632m) 。增荷速度越快 ,调压室最低涌浪将 越低 。 4. 6 应绝对防止快速开机带负荷和 2 台机同 时开机增负荷 。机组从空载到满载 ,增负荷时间 应不小于 100s。 4. 7 从电站近两年的运行情况看 ,未发生任何影 响安全的现象 ,调压井和调压阀均工作良好。 ■
=
01471
3. 3 调压室的型式及尺寸
不同型式 、不同直径的调压室 ,最高涌浪与最
低涌浪计算结果见表 1 。
最高涌浪的计算工况为 :3 台机同时甩负荷 ,
1 台调压阀正常动作 ,2 台拒动 ;最低涌浪的计算
工况为 :低水位时 3 台机同时甩负荷 ,1 台调压阀
动作 ,2 台拒动 ,第 2 振幅和 3 台调压阀正常动
初步设计所选的调压室位置地质条件比较差 ,井口以上明挖达 10. 4 万 m3 ,最大开挖边坡高 80m ,工程量大 ,施工起来 有相当大的难度 。由于该电站并入四川主网运行 ,在系统中不担任调频任务 ,故提出调压井与调压阀并用的方案 ,经过水 力学计算与分析 ,确定了调压室的形式与尺寸 ,最后施工按此方案进行 。
3. 1 水击波速及引水系统流量阻力损失系数
隧洞水击波速 a :
a=
1+
k/ p (2k/ ErBiblioteka Baidu ·(1 +μ)
= 1362 (m/ s)
压力钢管斜管水击波速 a1 :
a1 =
1
+
[
k/ p (k/ E) ·(D/ e)
] C1
= 1396 (m/
s)
其中
,C1
=
2 E ×e Er·D + 2 E·e
3. 2 调压室“托马”稳定断面积 Ft h = 6617m2 即 D≈9. 216m L ———调压室前隧洞长度 3000m ; f ———隧洞断面积 22. 062m2 ; V ———隧洞流速 2. 843m/ s ; Hwo ———隧洞水头损失 3. 805m 。
a
=
Hwo V2
=
31805 218432
2 技术方案的拟定
为优化设计方案 ,设计院考虑到该电站初设 时所选调压室位置的地质条件较差 ,井口以上明 挖达 10. 4 万 m3 ,最大开挖边坡高 80m ,工程量 大 ,施工起来有相当的难度 ,加之该电站要并入四 川主网运行 ,在系统中不担任调频任务 ,故提出研 究“井阀并用”方案 。最后施工按此方案进行 。
=
0110049
压力钢管回填明管水击波速 a2
μ a2 = 1016. 156 (m/ s) (C1 = 1 - 2 = 01865)
引水系统流量阻力损失系数 :流道阻力损失
20041No15
四川水利
·11 ·
由局部损失和沿程损失组成 。局部损失有进口段
的栏污栅 、闸门槽 、渐变段等 ,隧洞中间有弯道 、集 石坑等 。
作 ,取两种工况下的较小值 。
表1
调压室 型式
圆筒简 单式
圆筒阻 抗式
上小下 大圆筒 阻抗式
调压室最高涌浪与最低涌浪计算成果
调压室 直径 (m) 最高涌浪
( m) 最低涌浪
( m) 最高涌浪
( m) 最低涌浪
( m)
上/ 下直径 ( m)
5. 0
6. 0
7. 0
8. 0
790. 04 789. 64 789. 38 788. 89
·10 ·
四川水利
20041No15
杨村水电站调压井型式的选择
黄川江 (乐山市水利电力建筑勘察设计研究院 ,乐山市 ,614000)
【摘要】杨村水电站装机容量 3 ×2. 2 万 kW ,电站为混合式开发 ,于闸坝右岸取水 ,引水建筑物有有压引水隧洞 、调压 室 、压力管道等 。隧洞末端设带下室的圆筒阻抗式调压室 ,井筒高 80m ,外径 16m ,内径 12m～14m。
调压井后为压力管道 ,三机一管联合供水 ,管 径 4. 2m ,主管总长 306. 353m ,其中上段为地下斜 管 ,长 191. 850m ;下段为置于基岩上的回填明管 , 长 114. 503m 。装机 3 台 ,单机 2. 2 万 kW ,机型 为 HLA630 - LJ - 152 。
杨村水电站主体工程于 1999 年 5 月开工建 设 ,2002 年 10 月竣工发电 ,至今运行正常 。
756. 60 760. 91 764. 25 764. 26 764. 26 762. 57 759. 64 757. 76
789. 58 789. 00 788. 55 787. 85
758. 63 (764. 71) (764. 71) 764. 50 764. 71 763. 15 760. 57 759. 14
5/ 8
6/ 8
6/ 9 6/ 9. 5
9. 0
788. 40 763. 42 756. 86 787. 83 762. 30 758. 67
7/ 9. 5
最高涌浪
( m)
790. 99 789. 05 789. 87 790. 26 788. 45
最低涌浪 (764. 71) (764. 71) (764. 71) (764. 71) (764. 71)
闸坝正常蓄水位 771. 5m ,最大闸高 27. 5m ,进 水闸后接长度为 5748. 192m 的圆形有压隧洞 ,洞径 5. 3m ,设计引用流量 62. 7m3/ s ,全部采用钢筋混凝 土衬砌。隧洞平面上有三个弯道 ,初设阶段立面上 纵坡 3. 017 ‰。隧洞末端设带下室的圆筒阻抗式 调压室 ,井筒高 80m ,外径 16m ,内径 12m～14m。 下室为圆形平硐 ,长 49. 5m ,直径 5m～6m。
从电站近两年的运行情况看 ,未发生任何影响安全的现象 ,调压井和调压阀均工作良好 。 【关键词】调压井 调压阀 型式选择 杨村电站
1 概述
杨村水电站位于四川省峨边彝族自治县境内 , 是官料河干流水电规划的第六级 ,装机容量 3 ×2. 2 万 kW。电站为混合式开发 ,闸坝位于大堡镇联 合村麻子坝索桥上游约 300m 处 ,右岸取水 ,经有 压引水隧洞、调压室、压力管道等水工建筑 ,引水至 杨村乡上营村厂房发电 ,尾水入官料河。
节保证计算要求 。
拟定的调压室位置设在桩号 3 + 043. 86m
处 ,型式为上小 、下大的圆筒形阻抗式调压室 。上
部断面直径为 6m ,下部断面直径为 9. 5m ,阻抗孔 为喇叭形 ,直径 3. 0m μ, 1 = 0. 65 μ, 2 = 0. 85 。
调压阀的主要作用是限制长引水系统水电站
“井阀并用”方案 ,就是在隧洞 3 # 施工支洞处
(桩号 3 + 000m 附近) 设置一个内径较小 、高度较
低的“小”调压室 ,代替隧洞末端的“大”调压室 ,每
台机组再增设一台 TFW800 调压阀 ,即采用调压
井与调压阀并用的方案 ,防止机组甩负荷后压力
管道和隧洞压力及机组转速上升过高 ,以满足调
高;
(3) 三种型式的调压室 ,上部直径不宜过大 ,
大于 6. 0m 后 ,直径越大 ,最低涌浪反而越低 ;
(4) 对于上小下大圆筒阻抗式调压室 ,对于甩
负荷工况第二振幅而言 ,直径影响不大 ,但从增负
荷工况比较 ,下部直径越大 ,最低涌浪水位将越
高 。另外 ,从小波动稳定看 ,希望调压室正常运行
水位范围内的断面积不要小于“托马”稳定断面