1 概 況
雙溶灘水電站位于保靖縣西鄉(xiāng)河(花垣河)下游,是花垣河流域梯級(jí)開發(fā)的最末一級(jí)小水電工程,其正常蓄水位與上游獅子橋電站尾水銜接,下游尾水位與鳳灘水電站水庫回水位銜接,樞紐距上游獅子橋水電站8.5km,離保靖縣城17km,于1992年初動(dòng)工興建,1996年5月投產(chǎn)發(fā)電。雙溶灘水電站是一座低水頭大流量的徑流式電站,其壩址多年平均流量74.8m3/s,水庫正常蓄水位2168m,其庫容為721萬m3,有日調(diào)節(jié)能力;電站裝機(jī)2×4MW,設(shè)計(jì)水頭11.1m,單機(jī)引用流量44.8m3/s,設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量4185萬kW.h,工程總投資4800萬元。
電站自投產(chǎn)以來,機(jī)組出力一直不足,單機(jī)發(fā)電時(shí),出力只達(dá)3.6MW;兩臺(tái)機(jī)發(fā)電時(shí),每臺(tái)機(jī)僅有出力3.2MW;幾年來的平均發(fā)電量只有2800萬kW.h,比設(shè)計(jì)年發(fā)電量減少1385萬kW.h,按現(xiàn)行平均上網(wǎng)電價(jià)0.175元/kW.h計(jì)算,每年減少發(fā)電收益242.4萬元,嚴(yán)重地影響著電站的經(jīng)濟(jì)效益。
2 機(jī)組出力受阻的原因分析
(1)校核原設(shè)計(jì)的機(jī)組選型:
①正常水位及設(shè)計(jì)水頭的校核:雙溶灘水電站水庫的正常蓄水位受上游獅子橋水電站尾水位(216.9m)所制約,即其洪水回水位不能威脅獅子橋水電站的安全;下游尾水位與鳳灘水庫回水位(205.0m)銜接,不能讓鳳灘水庫回水威脅雙溶灘電站的安全。按既能充分利用水頭,又能保證廠房防洪安全的原則,確定正常蓄水位和設(shè)計(jì)水頭。
最大毛水頭,按上游正常蓄水位與下游單機(jī)尾水位之差計(jì)算,為11.5m;設(shè)計(jì)毛水頭,按上游正常蓄水位和下游為雙機(jī)尾水位之差計(jì)算為11.1m。根據(jù)這個(gè)水頭和引用流量計(jì)算,機(jī)組出力4MW沒有問題,也就是說原設(shè)計(jì)確定的水位和水頭是合理的。
②機(jī)組型號(hào)選定校核:根據(jù)水能計(jì)算成果和該電站在地方電網(wǎng)中需承擔(dān)部分調(diào)峰任務(wù)的要求,選擇適合低水頭可承擔(dān)變動(dòng)負(fù)荷的軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組是可以的,經(jīng)選型計(jì)算,認(rèn)定水輪機(jī)型號(hào)為ZZ560a-LH-275、發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF4000-36/4250是合理的。
(2)出力受阻的最終原因分析:
在核實(shí)了原設(shè)計(jì)機(jī)組選型是合理后,我們從機(jī)組設(shè)計(jì)制造質(zhì)量本身和水輪機(jī)工作水頭(因庫容足以滿足引用流量)兩個(gè)方面進(jìn)行了分析,認(rèn)定該站機(jī)組出力受阻是水輪機(jī)工作水頭不夠所致。
因此,我們將目標(biāo)鎖定在水輪機(jī)工作水頭不足上,并進(jìn)行了試驗(yàn):兩臺(tái)機(jī)組全部停機(jī),待發(fā)電尾水全部退去后,即在大壩不泄流,只剩天然河床水位時(shí)再發(fā)電。剛開始,單機(jī)出力最高達(dá)3850kW,隨著尾水位不斷抬高,機(jī)組出力慢慢減少,最終穩(wěn)定在3600kW,這證明了水輪機(jī)工作水頭不足是該電站機(jī)組出力受阻的原因。此后,我們請(qǐng)專業(yè)測量隊(duì)伍對(duì)上下游水位進(jìn)行了復(fù)測,認(rèn)定了實(shí)際尾水位比設(shè)計(jì)尾水位抬高了0.9m,也就說,對(duì)該低水頭大流量的徑流式電站而言,失去了寶貴的0.9m水頭,是電站在工程施工時(shí)未對(duì)尾水進(jìn)行徹底清渣造成的惡果。