【正文】 2221943113793101012095393899618519441531203044093052581481945733543501451893441091946143241127764381148194727515112563381434135209194824713614020722732105194925835460847412517919503578521067314719518923115817202183271672581952250136107149256132102107113195310924252196392210943112501954138164134164312191069514331819551441881546188612619561342853804192383908327177195738612716236010503061142161958107132112592452195913615315372028034822712389196025117169599298166030327290196114351054253514119419622632022296372841441701963102116028610712434217719647001521366351500261301196521235380513292107太平哨電站年徑流系列表（流量：秒立米） 表4渾江下游主要站年徑流參數(shù)表（流量：秒立米） 表5站名多年平均流量CVCS/CV設計值P%510509095桓仁14422272051398978回龍山1782280254172110太平哨1872295266181116101沙尖子2442353319216138121東北歷年大暴雨的分布規(guī)律看，在鴨綠江的中下游（包括渾江一帶）暴雨出現(xiàn)的機會和強度都才超過其他流域，多年平均三日暴雨在120毫米以上。渾江歷史洪水的調(diào)查曾先后進行了5次，調(diào)查河段上至通化，下至沙尖子。這對洪水分析提供了可靠的歷史資料。桓仁站實測洪水資料較長，加之歷史洪水調(diào)查資料，故洪水分析成果較為可靠?；佚埳脚c沙尖子的洪峰洪量系分析和桓仁相關(guān)插補而延長。太平哨水電站由于無實測資料，故洪峰洪量參數(shù)用回龍山參數(shù)，洪峰用2/3次方，洪量用一次方，按面積比推求。由于上游桓仁電站庫容較大，對洪水起一定的調(diào)蓄控制作用，故區(qū)間洪水對下游梯級起主要作用。太平哨水電站設計洪水地區(qū)組成曾用典型年法和頻率組合法（以回龍山為控制）推求組合洪水進行比較,兩種方法計算成果相近,故采用典型年法成果,即桓仁，桓—回，回—太區(qū)間設計洪水過程線，系以回龍山三日洪量為控制，按典型年分配，同倍比放大各控制點設計洪水過程線。太平哨水庫入庫洪水系將桓仁入庫洪水，經(jīng)桓仁調(diào)節(jié)后，如桓—回區(qū)間而得回龍山水庫入庫洪水，在經(jīng)回龍山水庫調(diào)節(jié)后，加回—太區(qū)間而得太平哨入庫洪水，詳見表6。太平哨水庫入庫洪水成果表 表6流量：秒立米 單位水位：米 12桓仁入流量出流量庫水位298001850023200146001850011200165009470144008780回龍山入流量出流量庫水位16900168001200012000110001100095009500回—太區(qū)間洪峰流量3170253022601970太平哨入庫流量1750014000.124001080051020桓仁入流量出流量庫水位89907750802068806550583049604120回龍山入流量出流量庫水位92909250750075006550610045004500回—太區(qū)間洪峰流量1610902835557太平哨入庫流量9820807069504980、動能及水庫 電站任務太平哨水電站位于渾江干流，是桓仁、回龍山的下一級，本工程開發(fā)主要目的是發(fā)電。由于本電站承接上游桓仁等梯級水庫對渾江豐富水量的調(diào)節(jié)，故能以較少庫容獲得較好的能量指標。電站建成后以下沿江無較大城鎮(zhèn)與工礦企業(yè)，對水庫無防洪要求。庫下寬甸縣太平哨公社有5000畝耕地需灌溉，在水庫水量平衡中可按1秒立方米考慮。渾江自然落差較大，水量豐富，在太平哨水庫回水范圍內(nèi)多為崇山峻嶺，淹沒耕地、村屯較少。庫區(qū)老營溝附近雖發(fā)現(xiàn)有鉛鋅礦，但據(jù)遼寧省地質(zhì)局調(diào)查，該礦儲量有限，規(guī)模不夠，未能納入國家開采計劃，僅有生產(chǎn)隊組織開采。由于桓仁水庫的修建，極大的改變了渾江的徑流在年內(nèi)分布的不均勻性，彌補了太平哨水庫的庫容小，調(diào)節(jié)性能差的缺陷。太平哨電站應盡可能的利用河段自然落差，因而，從與其上級回龍電站尾水位銜接角度的分析。水庫死水位則應結(jié)合輸水建筑物的布置分析確定。（死水位190米，設計洪水位(P=1%)，Q=12400m3/s,校核洪水位（P= %）=17500m3/s）。根據(jù)本工程的條件，應采用Ⅱ級設計標準，即水利樞紐永久性建筑物按百年一遇洪水設計，千年一遇洪水校核?？紤]到上一級回龍地下電站交通洞的高程。東北地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷提高，現(xiàn)有電源特別是水電遠遠不能滿足系統(tǒng)負荷增長的需要。經(jīng)與東北電力局研究認為，太平哨水電站將在負荷曲線的尖峰位置上工作，并應適當擔任一部分備用容量，為此，本電站的利用小時數(shù)不宜過高，可控制在2500小時左右或更低些，可結(jié)合機組選擇合理確定。（最后確定太平哨水電站的裝機容量N為16萬千瓦，，年利用小時數(shù)2680小時。特征水頭：，，發(fā)電機效率98%。）考慮到施工技術(shù)條件，引水洞洞徑不宜超過12米，否則的話，可考慮采用兩條引水隧洞的方案，應結(jié)合機組數(shù)的選擇合理確定。附圖11：渾江下游梯級開發(fā)示意圖附圖12：太平哨水庫容積、面積曲線附圖13：太平哨壩下H—Q關(guān)系曲線附圖14：太平哨水電站尾水H—Q關(guān)系曲線附圖15：HL24046轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線附圖16：ZZ44046轉(zhuǎn)輪綜合特性曲線附圖17： 壩址區(qū)地形圖附圖18：引水道沿線地形、地質(zhì)圖附圖11：渾江下游梯級開發(fā)示意圖附圖12：太平哨水庫容積、面積曲線 附圖13：太平哨壩下H—Q關(guān)系曲線 附圖14：太平哨水電站尾水H—Q關(guān)系曲線 第 17 頁 共 90 頁 機組臺數(shù)與單機容量的選擇 機組臺數(shù)選擇水電站總裝機容量等于機組臺數(shù)和單機容量的成積，在總裝機容量確定的情況下可以擬訂出不同的機組臺數(shù)方案，當機組臺數(shù)不同時，則當單機容量不同，水輪機的轉(zhuǎn)輪直徑、轉(zhuǎn)速也就不同。有時甚至水輪機的型號也回改變，從而影響水電站的工程投資、運行效率、運行條件以及產(chǎn)品供應。因此，在選擇機組臺數(shù)時，應從下列幾方面綜合考慮：1） 臺數(shù)與機電設備的關(guān)系機組臺數(shù)增多，單機容量減少，尺寸減小，制造及運輸較易，這對制造能力和運輸條件較差的地區(qū)有利的，但實際上說，用小機組時單位千瓦消耗的材料多，制造工作量大，所以最好選用較大容量的機組。2）機組臺數(shù)與水電站投資的關(guān)系當選用機組臺數(shù)較多時，不僅機組本身單位千瓦的造價多，而且相應的閥門、管道、調(diào)速設備、輔助設備、電氣設備的套數(shù)增加，電氣結(jié)構(gòu)較復雜，廠房平面尺寸增加，機組安裝，維護的工作量增加，因而水電站單位千瓦的投資將隨臺數(shù)的增加而增加，但采用小機組時，廠房的起重能力、安裝場地、機坑開挖量都可以縮減，因而有減小一些水電站的投資，在大多數(shù)情況下，機組臺數(shù)增多將增大投資。3）機組臺數(shù)與水電站運行的關(guān)系當水電站在電力系統(tǒng)中擔任基荷工作時，引用流量較固定，選擇機組臺數(shù)較少，可使水輪機在較長時間內(nèi)以最大工況運行，使水電站保持較高的平均效率，當水電站擔任系統(tǒng)尖峰負荷時，由于負荷經(jīng)常變化，而且幅度較大，為使每臺機組都可以高效率工作，需要更多的機組臺數(shù)。4） 組臺數(shù)與水電站運行維護的關(guān)系當機組的臺數(shù)過多時，水電站的進行方式激動靈活、易于調(diào)度、每臺機組的事故影響較小，檢修工作也比較容易安排，但運行檢修、維護工作量及年運行費用和事故率將隨機組臺的增多而增加，因此機組的臺數(shù)不宜過多。上述各種因素是相互聯(lián)系而又相互對立的，不可能同時一一滿足，為了制造安裝運行，維護及設備供應的方便，在一個水電站內(nèi)應盡可能選擇相同型號的機組，大中型水電站機組常采用擴大單元信線，為了使電器主結(jié)線對稱。大多數(shù)情況下機組臺數(shù)用偶數(shù)，本設計引水式水電站的總裝機容量為16萬 千瓦，屬中型水電站，我國的建成的中型水電站一般采用4—6臺機組，由于上述各種因素，本設計選用4臺機組。單機容量N=16萬247。4=4萬KW（。）水輪機額定出力N?=N247。98﹪=40000247。98﹪= 水輪機型號及裝置方式的選擇水輪機型號的選擇中起主要作用的是水頭,～～40,HL24型適應水頭25～45兩種型號均適用。將兩種機型作為初選方案計算其參數(shù)作分析比較確定一種作為最終方案 裝置方式的選擇在大中型水電站中,其水輪機發(fā)電機組尺寸一般較大,安裝高程也較低,因此七裝置方式多采用立軸式。它可使發(fā)電機的安裝高程較高不易受潮,機組的傳動效率較高而且水電站廠房的面積較小,因此本設計采用立軸式裝置。 水輪機參數(shù)計算 HL240型水輪機方案主要參數(shù)選擇1）轉(zhuǎn)輪直徑的計算查表3—6和圖3—12得HL240型水輪機在限制工況下的單位流量=，效率=%，由此可以初步假定原水輪機的單位流量==, 效率=92%.式中：——水輪機標稱直徑——水輪機單位流量 查得=1240L/s=——設計水頭 ——水輪機額定出力 代入式中得采用與其相近的標準轉(zhuǎn)輪直徑=2）轉(zhuǎn)速計算= r/min式中 ——單位轉(zhuǎn)速采用最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 r/minH——D1——采用選用的標準直徑D1=采用與其接近的同步轉(zhuǎn)速n= r/min3）效率及單位參數(shù)修正查表3—6可得HL240型水輪機在最優(yōu)工況下的模型最高效率=%,模型轉(zhuǎn)輪直徑D=,由公式：=1(1) =1()=%則 ==%92%=%考慮模型與原型水輪機的質(zhì)量差異,常在減去一個修正=%,=%=+=92%+%=%=+=%+%=% (與假設基本相同)因為, = 1=%3%所以，不需要修正。則原假定的 n= r/min, Q1′= m3/s, D1=。4）出力校核設計流量由水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線查得M=修正得水輪機效率=+=NT==41771大于40816滿足要求5）運行范圍校核在選定=, = r/min后,水輪機的及特征水頭相對應的可以計算出來.= == m3/s水輪機的最大引用流量為各個特征水頭相對應的單位轉(zhuǎn)速列表比較如表21所示，由計算值繪運行范圍圖，從模型綜合特性曲線上看出基本包括了高效率區(qū)。表21項目水頭單位轉(zhuǎn)速73單位流量6）吸出高程的計算式中：————氣蝕系數(shù)H——水頭表22 HL240型水輪機吸出高度計算見表項目最小水頭設計水頭最小水頭水頭單位轉(zhuǎn)速73氣蝕系數(shù)修正值吸出高度Hs采用最小值作為其吸出高度Hs=7）安裝高程的計算HL240型水輪機的安裝高程的計算=+=式中：導葉相對高度b0/D1=為吸出高度 ZZ440型水輪機方案主要參數(shù)選擇ZZ440型適用水頭范圍25～45,其模型參數(shù)如表23表23葉片數(shù)m0導葉相對高度b0/D1’最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速（r/min）限制工況單位流量（m3/s）氣蝕系數(shù)模型直徑D1m（m）實驗水