用可调节板式橡胶坝加高水电站拦河坝
2008-01-16 15:57:51 来源：
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电力18讯： 【文 摘】 用橡胶板做成可调节板式橡胶坝加高电站拦河坝，增加了水头和蓄水量，提高了发电出力，使电站能参与电力系统调峰，增加电站经济效益。
【主题词】 水电站运行 水工建筑物 拦河坝 橡胶坝 改建工程 效益
1 问题提出
为了对早期建设的径流式水电站挖潜改造，提高水头增加出力，形成调节池扩大蓄水量，实现日调节，使电站参与电力系统调峰，适应峰、谷电价制，多发峰电增加电站经济效益，提出用橡胶板做高度不大于2m的可调节板式橡胶坝的方案。
2 电站概况
七道河电站位于河北省丰宁县潮河干流上游，属引水式径流电站。设计水头15．8m，引用流量5．25m3／s，单机流量1．73m3／s，安装HL240－WJ－59型水轮机，装机容量为3×250kW。拦河坝为硬壳砂砾石坝，坝长76m，坝高6m，坝顶宽3m。
该电站始建于1968年，1970年开始发电，现已安全运行30年。由于机电设备老化、磨损和尾水渠淤积严重，单机出力已由原来的250kW下降至220kW。
3 改建工程步骤
1）改建方案的确定。通过对电站水工建筑结构的认真分析研究和计算，认为可以把拦河坝加高2m，并相应地加高引水明槽和压力前池边墙。这样，不会对电站的安全造成危害。如果增加2m水头，增加蓄水量9．3万m3，可提高机组出力15％，则电站在枯水、平水期可实现日调节。
利用某工程已使用多年而报废的充水式橡胶坝的胶袋，剪成3m×10m的橡胶板8块，配以可拆卸、可组装的钢结构做成可调节板式橡胶坝。
2）结构简介。用工字钢制作有45°支承的钢支架，以适当间距安装在76m长的坝面上，每孔支架按受力计算不等距装钢横梁6条，把每片橡胶板用夹板连接成一体，用特制的卡板把橡胶板装卡在横梁上，通过装于不同高度的横梁而获得不同的坝高。橡胶板的下边装在预埋在坝面的角钢上。
3 实施运行情况
1）结构性能及密封性试验。本结构自1996年11月开始使用。为防止坝前淤积，每年6月15日拆除，汛后9月15日安装，现已历时4年。
该电站地处河北省北部，毗邻内蒙古，冬季气候十分寒冷。最低气温达零下25℃之多，特别是1999年冬季为历史最低气温，达零下35℃。为防冰层挤压坝体，每天需人工在坝前破冰两次。4年中曾多次出现从坝顶溢水，整体结构未见异常。封水性能十分理想，几乎无渗漏，在坝顶不溢水情况下，坝后混凝土坝面95％都是干的，人从坝后走过也不会湿着鞋子。
2）蓄水试验。首次试验是1996年11月1日12时开始停机蓄水，此时水位为原坝混凝土坝面。当时水文站提供潮河来水量为4．0m3／s，4h后水位上升1．5m，蓄水量为5．76万m3。16时3台机全开运行，至11月2日3时水位降至试验前水位。
第二次试验为1997年9月18日零时开始停机蓄水，至18日下午2时水位上升2m，橡胶坝坝顶开始溢水。此时水文站提供来水量为2．15m3／s，蓄水量为10．8万m3。
依此推算在枯水期来水量降至1．40m3／s时，蓄11h的水可供3台机满出力运行4h，故可认为能实现调峰运行。
3）发电出力试验。在水头增加1．5m时，实测发电机组单机出力为265kW，比加高前提高20％；当水头增加2m时，水轮机导叶开度至80％，就可达到原设计出力。
4 经济效益分析
1）工程造价。此项工程总造价16万元，其中橡胶坝9．32万元，其他为前池及引水明槽加高工程款。
2）多发电能计算。该电站多年平均发电量为160万kW・h。每年6月15日至9月15日为汛期不装橡胶坝运行期，此间发电量按70万kW・h计，则装坝期发电量为90万kW・h。由于此间水头抬高了，按平均出力增加15％计，可增加发电量13．5万kW・h。
为验证上述计算结果，我们对电站自1996年11月开始逐月统计发电量至1997年5月共发电132．71万kW・h。1995年11月至1996年5月发电量为114．05万kW・h。即比去年同期增加18．66万kW・h，则可计算出加装橡胶坝后增加了16．4％的电能。由此证明加装此橡胶坝后至少可增加电能15％。
从电力部门获悉小水电上网电价即将实行按时计价，预计电价峰价为0．34元／kW．h，平价为0．20元／kW．h，谷价为0．06元／kW．h，则该电站每年可增加的电费收入为17．19万元。可见工程投资1年就可回收，经济效益十分可观。
3）调峰作用分析。一般电力系统供电日负荷曲线为两峰（18时～22时和8时～12时）、两平（5时～8时和13时～17时）、一谷（23时～4时）。经计算电站在装上此橡胶坝后，凡来水量为1．4m3／s的月份均可按停机蓄水11h，3台机满负荷运行4h。来水量为2m3／s时，停机蓄水8h，3台机满负荷发电4．6h。这样就可以实现负荷曲线“平段”、“谷段”停机蓄水，“峰段”3台机同时满负荷发电的调峰运行。
此期间电站的发电量为90万kW・h，加装上橡胶坝后所增加的发电量13．5万kW・h共103．5万kW・h，即为该电站向电力系
【主题词】 水电站运行 水工建筑物 拦河坝 橡胶坝 改建工程 效益
1 问题提出
为了对早期建设的径流式水电站挖潜改造，提高水头增加出力，形成调节池扩大蓄水量，实现日调节，使电站参与电力系统调峰，适应峰、谷电价制，多发峰电增加电站经济效益，提出用橡胶板做高度不大于2m的可调节板式橡胶坝的方案。
2 电站概况
七道河电站位于河北省丰宁县潮河干流上游，属引水式径流电站。设计水头15．8m，引用流量5．25m3／s，单机流量1．73m3／s，安装HL240－WJ－59型水轮机，装机容量为3×250kW。拦河坝为硬壳砂砾石坝，坝长76m，坝高6m，坝顶宽3m。
该电站始建于1968年，1970年开始发电，现已安全运行30年。由于机电设备老化、磨损和尾水渠淤积严重，单机出力已由原来的250kW下降至220kW。
3 改建工程步骤
1）改建方案的确定。通过对电站水工建筑结构的认真分析研究和计算，认为可以把拦河坝加高2m，并相应地加高引水明槽和压力前池边墙。这样，不会对电站的安全造成危害。如果增加2m水头，增加蓄水量9．3万m3，可提高机组出力15％，则电站在枯水、平水期可实现日调节。
利用某工程已使用多年而报废的充水式橡胶坝的胶袋，剪成3m×10m的橡胶板8块，配以可拆卸、可组装的钢结构做成可调节板式橡胶坝。
2）结构简介。用工字钢制作有45°支承的钢支架，以适当间距安装在76m长的坝面上，每孔支架按受力计算不等距装钢横梁6条，把每片橡胶板用夹板连接成一体，用特制的卡板把橡胶板装卡在横梁上，通过装于不同高度的横梁而获得不同的坝高。橡胶板的下边装在预埋在坝面的角钢上。
3 实施运行情况
1）结构性能及密封性试验。本结构自1996年11月开始使用。为防止坝前淤积，每年6月15日拆除，汛后9月15日安装，现已历时4年。
该电站地处河北省北部，毗邻内蒙古，冬季气候十分寒冷。最低气温达零下25℃之多，特别是1999年冬季为历史最低气温，达零下35℃。为防冰层挤压坝体，每天需人工在坝前破冰两次。4年中曾多次出现从坝顶溢水，整体结构未见异常。封水性能十分理想，几乎无渗漏，在坝顶不溢水情况下，坝后混凝土坝面95％都是干的，人从坝后走过也不会湿着鞋子。
2）蓄水试验。首次试验是1996年11月1日12时开始停机蓄水，此时水位为原坝混凝土坝面。当时水文站提供潮河来水量为4．0m3／s，4h后水位上升1．5m，蓄水量为5．76万m3。16时3台机全开运行，至11月2日3时水位降至试验前水位。
第二次试验为1997年9月18日零时开始停机蓄水，至18日下午2时水位上升2m，橡胶坝坝顶开始溢水。此时水文站提供来水量为2．15m3／s，蓄水量为10．8万m3。
依此推算在枯水期来水量降至1．40m3／s时，蓄11h的水可供3台机满出力运行4h，故可认为能实现调峰运行。
3）发电出力试验。在水头增加1．5m时，实测发电机组单机出力为265kW，比加高前提高20％；当水头增加2m时，水轮机导叶开度至80％，就可达到原设计出力。
4 经济效益分析
1）工程造价。此项工程总造价16万元，其中橡胶坝9．32万元，其他为前池及引水明槽加高工程款。
2）多发电能计算。该电站多年平均发电量为160万kW・h。每年6月15日至9月15日为汛期不装橡胶坝运行期，此间发电量按70万kW・h计，则装坝期发电量为90万kW・h。由于此间水头抬高了，按平均出力增加15％计，可增加发电量13．5万kW・h。
为验证上述计算结果，我们对电站自1996年11月开始逐月统计发电量至1997年5月共发电132．71万kW・h。1995年11月至1996年5月发电量为114．05万kW・h。即比去年同期增加18．66万kW・h，则可计算出加装橡胶坝后增加了16．4％的电能。由此证明加装此橡胶坝后至少可增加电能15％。
从电力部门获悉小水电上网电价即将实行按时计价，预计电价峰价为0．34元／kW．h，平价为0．20元／kW．h，谷价为0．06元／kW．h，则该电站每年可增加的电费收入为17．19万元。可见工程投资1年就可回收，经济效益十分可观。
3）调峰作用分析。一般电力系统供电日负荷曲线为两峰（18时～22时和8时～12时）、两平（5时～8时和13时～17时）、一谷（23时～4时）。经计算电站在装上此橡胶坝后，凡来水量为1．4m3／s的月份均可按停机蓄水11h，3台机满负荷运行4h。来水量为2m3／s时，停机蓄水8h，3台机满负荷发电4．6h。这样就可以实现负荷曲线“平段”、“谷段”停机蓄水，“峰段”3台机同时满负荷发电的调峰运行。
此期间电站的发电量为90万kW・h，加装上橡胶坝后所增加的发电量13．5万kW・h共103．5万kW・h，即为该电站向电力系
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