李國(guó)章+耿岳維+張善斌

【摘要】土賢莊水電站根據(jù)設(shè)計(jì)水頭、流量變化范圍，選擇豎井貫流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機(jī)組（手動(dòng)轉(zhuǎn)漿）2臺(tái)，裝機(jī)容量為2×2000KW。水工建筑物由攔污柵、前池、進(jìn)水閘、壓力管道、電站廠房、尾水渠等建筑物組成。機(jī)組技術(shù)供水采用水泵供水方式，設(shè)兩臺(tái)KDR100-32型水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。機(jī)組采用臥式布置方式。

【關(guān)鍵詞】豎井貫流轉(zhuǎn)槳式；技術(shù)供水；裝機(jī)容量；油、氣、水系統(tǒng)

【Abstract】According to the design water head and the range of flow variation， 2 hydropower stations （manual and rotary slurry） are selected， and the installed capacity is 2 * 2000KW. The hydraulic structures by the trash rack， pool and intake， pressure piping， power plant， tailrace and other buildings. The technical water supply of the unit adopts the water supply mode of the pump， with two KDR100-32 pumps， one work and one spare. The unit adopts horizontal arrangement.

【Key words】Shaft crossing paddle type；Technical water supply；Installed capacity；Oil，Gas and water system

1. 工程布置及建筑物

（1）土賢莊水電站位于石家莊市東二環(huán)與石津總干渠交叉口的土賢莊村處，裝機(jī)容量為2×2000KW。水工建筑物工程包括：攔污柵、前池、進(jìn)水閘、壓力管道、電站廠房、尾水渠等建筑物組成。

（2）攔污柵：布置在引水渠道和前池之間，與渠道縱軸呈900夾角布置，以增大過(guò)水?dāng)嗝?，減小過(guò)柵流速。攔污柵共13孔，其中兩側(cè)于渠道岸邊相接的為三角形孔，其余均為矩形孔。隔墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（3）前池：鋼筋混凝土護(hù)底，分為斜坡段和平直段。斜坡段長(zhǎng)16.32m，，設(shè)計(jì)水深8.5m；進(jìn)水閘：閘前設(shè)計(jì)水位69.33m。閘室為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘門為潛孔式快速平面鋼閘門，孔口尺寸3.5×5.0m，共4孔，配QPK-2X25固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)4臺(tái)。

（4）壓力管道：設(shè)計(jì)流量89.02m3/s，為4個(gè)鋼筋混凝土供水管道，均為矩形漸變斷面，各長(zhǎng)10m，分兩段，上段與閘室連接，為斜坡段，電站主廠房：位于石津主干渠上，露天安裝間布置在緊靠主廠房下游側(cè)。進(jìn)廠公路設(shè)在左岸，進(jìn)口與石家莊東二環(huán)公路連接，主機(jī)設(shè)備運(yùn)輸安裝可沿進(jìn)廠公路直接到達(dá)安裝間，由吊車吊運(yùn)至各安裝現(xiàn)場(chǎng)。主廠房?jī)?nèi)密封后的豎井室和水輪機(jī)室以及豎井兩側(cè)過(guò)水流道頂部為發(fā)電機(jī)組的事故流道。

（5）副廠房：副廠房分別布置在橡膠壩上部和主廠房?jī)蓚?cè)。橡膠壩上部副廠房?jī)?nèi)主要布置有中央控制室、高低壓開關(guān)柜室和辦公場(chǎng)所，尺寸（16×14.4×12）（長(zhǎng)×寬×高）；主廠房?jī)蓚?cè)副廠房分別布置有技術(shù)供水、橡膠壩供水、空壓機(jī)以及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁變壓器等，尺寸（16×5×9.35）（長(zhǎng)×寬×高）。左岸副廠房設(shè)門直接與進(jìn)廠公路連接，豎井室和水輪機(jī)室可從左岸副廠房的負(fù)一層進(jìn)入，對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行巡視、操作和檢修。從副廠房一層高程68.2m處分別進(jìn)入高程68.45m處人行通道和室外樓梯，人行通道到達(dá)中央控制室和高低壓開關(guān)室，室外樓梯上至橡膠壩上部副廠房二、三層辦公場(chǎng)所，人行通道貫穿兩岸副廠房。

（6）尾水池：尾水池緊接水輪機(jī)尾水管出口，為矩形斷面，鋼筋混凝土護(hù)底，分為平直段和斜坡段，平直段長(zhǎng)度1.05m，底板高程56.92m，厚度1.2m，凈寬為30.545m。斜坡段長(zhǎng)度14.385m，倒縱坡比1：3.5，底板厚度0.6m。斜坡段與渠道順接，渠底高程為61.03m。設(shè)計(jì)尾水位63.7m，最低尾水位62.5m，最高尾水位64.2m。

2. 水力機(jī)械

（1）根據(jù)電站設(shè)計(jì)水頭、流量變化范圍，選擇GDJ735B-WS-260型豎井貫流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機(jī)組（手動(dòng)轉(zhuǎn)漿）2臺(tái)，單機(jī)容量2000KW。水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭5.5m，總設(shè)計(jì)流量89.02m3/s。配套發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFW2000-8/1430，額定容量2000KW，額定電壓6.3KV。調(diào)速器采用YZF-T-6000型，勵(lì)磁裝置KL-46。機(jī)組安裝高程58.9m。

（2）機(jī)組技術(shù)供水：采用水泵供水方式，設(shè)兩臺(tái)KDR100-32型水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。滲漏排水：設(shè)兩臺(tái)100QW100-12-7.5型滲漏排水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。消防水源由機(jī)組技術(shù)供水承擔(dān)。氣系統(tǒng)：設(shè)w-0.8/10-b型低壓空壓機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用；油系統(tǒng)：設(shè)LY-50型壓力式濾油機(jī)2臺(tái)，WCB-50型齒輪油泵1臺(tái)，另設(shè)2個(gè)4.0m3油罐。低壓氣罐和氣水分離器各1臺(tái)。

3. 裝機(jī)容量選擇

（1）根據(jù)裝機(jī)容量與年發(fā)電量關(guān)系曲線及水能計(jì)算成果，以75%年裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)在3000小時(shí)左右，多年平均裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)在3300小時(shí)左右為原則，裝機(jī)容量在4000KW左右，據(jù)此選擇3個(gè)裝機(jī)方案。三種方案均能滿足灌溉大流量放水和引江小流量的要求?？紤]到裝機(jī)容量超過(guò)4000KW后，單位裝機(jī)容量下的年發(fā)電量增量逐漸變緩（與裝機(jī)容量4000KW相比），且同型號(hào)機(jī)組與選擇異型裝機(jī)組成方案比較，又具有安裝、運(yùn)行投資較少，維護(hù)較為便利等因素，采用方案Ⅲ。即電站裝機(jī)容量選擇為2臺(tái)2000KW同型號(hào)機(jī)組，為解決大、小流量跨度較大的問(wèn)題，選擇采用手動(dòng)轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，當(dāng)來(lái)水流量較小

時(shí)，通過(guò)手動(dòng)調(diào)整漿葉角度改善水輪機(jī)組的運(yùn)行工況，提高發(fā)電效率。

（2）機(jī)組采用臥式布置方式，水輪機(jī)主軸通過(guò)1：4的增速器和發(fā)電機(jī)軸連接。轉(zhuǎn)輪直徑2.6m，采取手動(dòng)調(diào)漿方式。尾水管采取水平直錐擴(kuò)散形式，圓形斷面漸變?yōu)榫匦螖嗝娉隹凇A形斷面初始直徑為2.6m，尾端直徑為3.952m；矩形斷面出口尺寸為5.945×4.368m（寬×高）。

4. 油、氣、水系統(tǒng)

（1）電站水頭變化范圍5.13～6.83m，技術(shù)供水采用水泵供水方式。正常運(yùn)行時(shí)由壓力前池取水，經(jīng)冷卻器后排至尾水，汛期改由生活水源供水。電站設(shè)2臺(tái)KDR100-32型技術(shù)供水水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，供水對(duì)象主要為發(fā)電機(jī)空氣冷卻器和軸承冷卻器。電站設(shè)2套LS-PLC-100型濾水器供過(guò)濾清潔水質(zhì)使用。

（2）廠內(nèi)滲漏排水主要排出廠房滲漏水、機(jī)組漏水及管路閥門的漏水等。全廠滲漏水經(jīng)排水管和排水溝匯流至集水井，然后由滲漏排水泵排至下游尾水。設(shè)兩臺(tái)100QW100-12-7.5型滲漏排水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。泵的啟、停根據(jù)集水井水位變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

（3）電站低壓空氣主要作用是機(jī)組制動(dòng)、快速閘門空氣圍帶密封、機(jī)組設(shè)備吹掃，為此設(shè)W-0.8/10-b型低壓空壓機(jī)兩臺(tái)，低壓氣罐1個(gè)，氣罐體積2.0m3。電站水輪機(jī)采用YZF-T-6000型調(diào)速器，其系統(tǒng)采用氣囊式蓄能器，一般只在每年機(jī)組檢修時(shí)補(bǔ)氣，因此電站可不設(shè)高壓氣系統(tǒng)。

（4）電站設(shè)置獨(dú)立的油系統(tǒng)，其設(shè)備、管路與其他系統(tǒng)分開，同時(shí)設(shè)XYZ200型稀油站2臺(tái)，電站設(shè)LY-50型壓力式濾油機(jī)2臺(tái)、wcb-50型齒輪油泵一臺(tái)。

（5）電站在上、下游分別設(shè)置測(cè)井，放置水位測(cè)量探頭，其采集的水位信號(hào)經(jīng)電纜送至中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。endprint