城山抽水蓄能电站机型参数选择王新才文摘本文综述了目前国内外抽水蓄能电站机型参数选择概况，对国内外有关抽水蓄能电站资料及有关统计计算公式，作了大量的收集，分析和整理工作，并结合城山抽水蓄能电站参数，作出了规划阶段抽水蓄能电站机型参数选择的方法与途径。关键词：抽水蓄能电站机型参数水轮机一、抽水蓄能电站机组选型概况抽水蓄能电站机组主要有组合式水泵水轮机和可逆式水泵水轮机两类。前者是将水轮机、水泵、分别与发电电动机同轴联接，适合于蓄能电站抽水和发电的不同要求场合，其选型方法与常规水泵、水轮机基本相同。后者是将水轮机和水泵合并成一台机器，当向一个方向旋转时为水轮机，反方向旋转时为水泵，其型式有贯流式、轴流式、斜流式、混流式等，因而厂房尺寸大大缩小，机械设备和电站建筑物的投资相应降低。由于可逆式机组既作水泵运行，又作水轮机运行，在选型时必须对水泵、水轮机两种工况时的参数进行协调，因而其选型较为复杂。蓄能电站机组机型通常根据电站的工作水头和运行条件选定。在低水头范围，可选用贯流式(H<30 m)、轴流式(H二15—40 m)，在混流式(H二20—700 m)和斜流式(门＝25—200m)都适合的水头范围内，应比较斜流式和混流式水泵水轮机的优缺点。剁流式机组虽结构复杂，但在水头变化大的情况下平均效率比混流式机组高；在中水头范围，特别是纯抽水蓄能电站，多趋向于使用混流可逆式机组。但当蓄能电站有特殊运行要求时，如抽水和发电的水头相差很大或功率相差很多，则可选用组合式；对高水头和超高水头一般选用混流式，但应比较多级和单级的优缺点。水泵水轮机机型参数包括转轮直径D真、额定转速n、两种工况各特征水头下的出力、流量、效率及吸出高度H。值等。机型参数选择，一般是根据电站参数，选定比转速；再由选定的比转速选取相应的水泵水轮机特性曲线进行机型参数计算。规划阶段选型时，一般尚无制造厂家提供的机组参数或曲线，此时须依靠已制成机组的统计数据以及根据这些数据归纳的曲线或公式进行估算。国外发表过不少水泵水轮机的统计参数，近十年来论述比较系统的有狄塞尔伏尔、格莱塞尔、斯提尔兹、以及日本的有关专家等，他们统计了34一170个机组机型的性能参数，所收集的资料比较完整，有的还提出了详细的机组尺寸估算曲线和公式。国内清华大学等有关单位也对水泵水轮机的参数作了大量统计分析，并提出了相应的统计曲线和估算公式。在运用统计法选型时，可根据蓄能电站具体条件，认真分析选用。当制造厂或科研部门提供了模型特性曲线后，便可进行选型计算，即在水轮机工况和水泵工况的特性之间寻求一个最好的协调方案。选型计算可先由水轮机工况参数计算开始，也可先由水泵工况参数计算开始，最终数据是一致的。．49．王祈才：城山抽水蓄能电站帆型参数选择二、城山抽水蓄能电站概况华中电网1987年底装机容量1600万 kW，其中水电装机678．45万kW，火电装机92]．52万kW。电网负荷峰谷差约250万 kW，现阶段火电调峰能力只及开机容量的]5％，丰水期，水电被迫弃水调峰。据规划，华中电网2005年缺少调峰容量290余万kW。为缓解系统调峰容量不足的被动局面，改善部分火电运行工况，减少水电弃水凋峰的不合理状况，提高供电质量。改善负荷中心鄂东南缺少电力支撑点的电源布局，拟在华中电网规划兴建城山抽水蓄能电站。城山抽水蓄能电站位於长江支流富水的上游、湖北省通山县境，距武汉市约J10 km。该工程由上库、下库、引水隧洞和地下厂房等组成。下库坝址位于厦铺镇上游1．．5 km处，为富水上游厦铺河上的翠屏水库；上库位于翠屏水库左岸突兀而立的城山，其山顶为高程700—900 m的天然洼地，经工程处理后形成上库。现将城山抽水蓄能电站规划阶段机型选择介绍如下。三、电站基本参；ii城山抽水蓄能电站下库翠屏水库，曾作过大量勘测设计工作，并于1978年开工兴建，1980年因国民经济调整而缓建。城山抽水蓄能电站基本参数如下：1．水位上库：正常蓄水位725 m，死水位702 m。下库：正常蓄水位]41．07 m，死水位]17．07 m。2．水头和扬程水轮机工况水头：最大水头588．5 m，额定水．头550．9 m，最小水头5引．5m。水泵工况扬程：最大扬程619．?m，最．50●／j、扬程572，7 n、。3．装机容量和运行方式经论证电站装机规模为120万kW，日负荷低谷时抽水，尖峰时发电。四、机型选择据统计单级混流可逆式水泵水轮机的运用水头已超过700 m，自1973年日本沼原抽水蓄能电站500m段单级混流可逆式水泵水轮机组投产以来，国外500m段已建抽水蓄能电站无一例外均采用单级混流可逆式机组。国外部分水头在500m以上已建抽水蓄能电站机组机型如表』。根据城山抽水蓄能电站的水头参数，确定本电站采用立轴单级混流可逆式水泵水轮机。五、单机容量选择单机容量选择主要考虑电站在电力系统中的地位和作用、当前及今后国内外机组设计制造水平以及电站造价等因素。城山抽水蓄能电站装机容量]20万kW，建成后将于2005年左右投入华中电力系统。预测2005年系统最大负荷达4030—4662万 kW，备用容量600—700万kW，系统中可以装设较大单机容量机组。且隔河岩电站4台30万kW水电机组将于1995年左右全部投入系统，同时考虑到单机容量过大，机组在系统中调峰，可能运行不灵活，小出力工况时效率较低。经对系统分析，认为城山抽水蓄能电站单机容量以20—30万kW为宜。目前单级可逆混流式水泵水轮机适应水头达700m，其设计制造能力，美国达38万 kW，日本36万kW，法国、瑞典、意大利、奥地利等国也达25—35万kW。从我国设计、施工的抽水蓄能电站来看，北京十三陵抽水蓄能电站1986年已完成初步设计，单机容量为20万kW：深圳抽水蓄能电站在可行性研究时拟定其单机容量也为20万第22卷第5期人民长')_工-YANGTZERIVERVOL．22NO．5伞芒孽韬：巴巴臣宝；；；S器磊磊器毙三三三二三二三二三：：：倘 l姻溜：要：冬：三髻二三：：：曲要《三舀写 i>；5Z：；)：；出吕蚕巳SI i t l fIIIII薯羹至茎：；；；芸茎盅兰器亘这2i。·X躬9亡㈠g：q?嗲块±黄 u臂叩卜卜吓-：气气O’：”盅””蚕蚕；；；龋”禹姻贯E掷它LOOO-：O气00气O黠写蚕筹器篙寓写3皂寸`叮酬霉霸摹 r；，摹T；，霉Ts，摹T；，摹I；，摹T；，器官摹T；．摹膏摹T；，摹r；，摹官薯燸解琚据坏拐赔键坏拐坏御坏《92琚拐琚韶坏撑坏钾琚稗燃簧燃)(然长燃长哩)(赠爷赠长赠簧赠簧赠爷燃长赠簧蟋bG仑bQ联NG干D《战bG窃16(蕊陈澎陈朗NQ(f9《N6端NG黯N《斟爷斟爷斟簧斟长斟簧斟簧斟簧斟簧斟簧斟爷斟长斟簧嚣1《S1《撰1《纂佰梁1《霹17(磊1《镉1《纂1《霹件《霹1T

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