麒麟寺水电站调研报告

麒麟寺水电站调研报告

麒麟寺水电站调研报告 篇1

麒麟寺水电站周边环境调研

一、调研背景：四川省广元白龙湖上游，南与四川省青川县木鱼镇接壤，北距212国道和白龙江4公里。文县位于甘肃南端,水能理论蕴藏量约占全省的五分之一,水电站开发势头强劲。但是,在水电开发的同时各种问题接踵而至，包括土地、植被、水资源、移民等。

水电站开发,无论是坝后式水电站,还是引水式水电站都需进行大量的土石方开挖、占用土地,需要大量的砂石料等建筑材料, ,有些电站还需移民搬迁,电站建设过程产生弃碴等废弃物,因此,水电站开发对土地、植物、水生物等环境因素在不同程度上都有影响。

其中包括：

1)沙石来源问题：上文已经提到，水电站的开发都需要进行大量的沙石建筑材料以构建水坝主体。然而，无论是从何处开挖如此多的沙石都会对开挖地环境构成影响。造成开采地的水土流失。目前，开采砂石常在河流边，影响周边水文生态环境。造成水土流失，影响河流水流情况，造成下游，甚至当地水源质量下降。

2)占用土地问题：水电站开发、进水枢纽、引水渠、厂区、尾水等部分,都占用很多土地,其中引水渠、厂区占用土地比重大,目前现有电站引水渠多采用明渠形式,修建时依山势、顺等高线布置,渠道开挖边坡陡、方量大,为充分利用水能资源,渠道尽量长,破坏了已稳定的自然边坡,破坏了植被,还形成了许多弃碴需处理。坝后式电站占用土地更多,水库淹没了大量土地(河谷地区土地多是良地)和部分村庄、房屋,引发了移民问题,安置移民需要新的土地,这给文县十分紧张的土地形势造成很大压力。同时又给移民安置工作带来很大难度。

3)对周边生态环境的影响：水电站开发,不论是坝后式,还是引水式水电站,在修建大坝或进水枢纽低坝后,都阻断了河道,人为地将自然河道分隔开来,在枯水期电站引水渠长度内的河道成为干沟,鱼类根本无法回游,水生物无法

生存,电站建筑物修建时需开挖占用很多土地,随之土地上的植被不复存在。

二、正文：麒麟寺水电站隶属甘肃大唐白龙江发电有限责任公司。由大唐甘

肃发电有限公司。甘肃龙江电力有限责任公司，中国水电顾问集团西北勘测设计研究院分别以70%、25%、5%的出资比例建设。电站位于甘肃省文县中庙乡境内白龙江干流上，上距碧口水电站13.5km，下距宝珠寺水电站89.5km。麒麟寺水电站于2005年9月15日由甘肃省发改委核准，2005年11月15日正式开工建设，2006年12月29日大江截流，2008月11月28日水库下阀蓄水，20081216首台机组发电，2号机组于20081220发电，3号机组于20081227发电，20081230三台机组全部投产商业运营。

麒麟寺水电站枢纽工程为II等中型工程，以发电为主。工程主要有左岸混凝土副坝、胸墙式平底泄洪阀、河床挡水坝段、河床式电站厂房及右岸混凝土重力坝，开关站以及对外交通公路等建筑组成。枢纽全长252.52m，坝顶高程615.00m，最大坝高52m。水库设计正常蓄水位613.00m，总库容积2970万m立方米，日调节水库。水电站按50年一遇设计，500年一遇校核，设计洪水位610.5m，校准洪水位613.5m，设计最大泄洪量5950立方米每秒。

水电站安装三台单机容量37MW的轴流转桨式水轮发电机组，总装机容量111MW，设计水头25.80m，单机流量184.08立方米每秒，最大流量190.5立方米每秒，设计年发电量4.477亿KW·h，电能通过两回9km长的110KV的输电线路送至碧口早阳坝变电站并入甘肃电网。

我们走访了周边居民，向他们了解了有关麒麟寺水电站的相关问题。得到以下相关数据。

1)砂石问题：由于调研时间简短，没有充足时间进行有关砂石来源问题的调研。

但是调研有关砂石问题，发现由于大规模的淘金热，人们将河床进行了整体翻淘。由于水坝的建立导致水流减缓，以致沙土增多、水质不清澈，2)土地占用问题：当地土地4万每亩，由大唐电力公司占有，但最后荒废，被私人收购，本家住户是从私人手中购买来的1亩地用来盖房。目前住房还未封顶已花费人民币9万余元。

由于水电站蓄水淹没住户土地，水电站方面将每年给与1600元的补贴。从2008年至今搬迁5次，现在终于住房稳定。

3)环境问题：河道内漂流很多垃圾，垃圾多来自碧口、窦家坝垃圾场。此

两处有专门的垃圾场用以排放垃圾。文县第二人民医院（碧口医院）会将医用垃圾直接排放到河道内。2009年之内水电站方面请专人清理河道内垃圾一次，清理出来的垃圾去向不明。由于此处是搬迁户，因此水电站蓄水没有对其生活造成太大影响。河道内的垃圾也没有对其生活造成太大影响，其生活垃圾采用集中焚烧方式处理。

水电站附近有粉砂厂一（沙石来源为周边山体），并对附近环境造成了粉尘、噪音污染；由于水电站规模较小，没有为留出鱼类水生动物的回游口。因水流变缓附近可发展水产养殖业。但水面漂浮垃圾，沿岸附近水田被淹没，加之水体不流动导致河水现在不能饮用。

三、调研结论：

麒麟寺水电站调研报告 篇2

苗家坝水电站坝址位于白龙江中游, 坝址下距碧口水电站31.5km。控制流域面积16328k㎡, 占白龙江流域面积的51.3%。属日调节水库。总装机容量240MW (3×80MW) , 为混流式水轮机, 设计年发电量9.24亿k Wh。

麒麟寺电站距离碧口电站下游13.5km, 属日调节水库。总装机容量111MW (3×37MW) , 为轴流转浆式水轮机, 其特点是高效区比较宽。

为做好梯级电站的联合经济运行, 保持水轮机组高效运行, 发挥梯级电站整体发电效益, 本文就目前梯级电站水轮机经济运行实际情况进行初步分析与探讨。

1 水轮机主要参数 (见表1)

2 三级电站水库运行情况分析

苗家坝坝址至碧口水文站区间有支流白水江、让水河加入, 区间面积9758km2。洪水主要由降雨形成, 一类为干流型洪水, 降雨中心位置在武都以上, 降雨历时长, 雨量较大, 笼罩面积广, 一次洪水过程可达3~5d, 洪水峰型较胖;另一类为区间型, 暴雨中心在武都至苗家坝区间, 暴雨强度大、历时短, 洪水过程陡涨陡落, 历时一天左右, 洪水峰高量小, 为单峰尖瘦型。苗家坝水库作为白龙江干流的第一级大中型水库, 且具有一定的蓄水能力, 相对增加了下游碧口水库的防洪库容, 通过联合调度管理有助于碧口水库的防洪安全。

白龙江流域汛期为5~10月份, 其中主汛期是7~9月份, 主汛期碧口水库承担主要防洪调节任务, 汛限水位695m, 水库水位控制主要受入库流量、降雨及电网负荷需求的影响, 由于控制好水电站运行水位, 是一项复杂的综合性工作, 下面将三级水库运行情况简要分析如下:

1) 碧口水库已运行30多年, 水库泥沙淤积已趋于平衡, 分析近年汛后水库淤积测量成果, 水库总库容损失58%、有效库容损失33.9%、死库容损失96.1%。近年机组最低运行水位为686m, 最高运行水位706m, 最大变幅20m, 工作水头变化大, 有效库容的不断减小降低了水库的调节能力。

2) 由于苗家坝、麒麟寺电站为日调节水库, 其调节库容很小, 一个电站机组开停机及负荷变化, 对其他两站发电运行方式影响很大, 受电网负荷需求的影响, 电站的调峰任务较重, 有时水调和电调之间会产生矛盾。

3) 由于梯级水库调节能力的不同, 联合调度要考虑的库容补偿问题复杂。苗家坝至碧口以及碧口至麒麟寺水库的河道汇流时间一般约1-2h, 区间流域控制面积较小, 短期定量降水预报时段较短、准确性难以掌握, 暴雨形成的洪水预见期为1h, 短期定量降水预报本身及时段分配计算存在着较大的不确定性, 因此, 需要进一步研究提高定量降水预报精度、计算降水时段分配系数以及采取适当方法修订降水预报方案。

4) 目前新建苗家坝电站, 水文资料匮乏, 梯级电站厂内机组间负荷最优分配, 必须考虑机组在可调范围内存在的出力限制问题, 上游电站机组调峰、排沙、泄洪与下游水库调节能力的影响均需要研究与探讨。

5) 在汛期暴雨期泥沙及渣子含量较大情况下, 拦污栅引水系统造成的水头损失在1~3m之间, 并且水头损失随过机流量的增大而增加。所以, 必须视情况及时清扫进口拦污栅, 和定期进行尾水淤积, 提高水轮机工作水头。

6) 目前麒麟寺电站浆叶角度和导叶开度协联关系的能量特性曲线需要验证。

3 水轮机运行效率分析

3.1 水轮机运行现状

近年来机组的负荷率情况总体较差, 据可靠性统计碧口机组年平均负荷率为87.92%, 各厂站均为三台机组, 年均启停达上千台次。特殊情况下机组日启停达11台次, 频繁的开停机及负荷调整对流域电站水轮发电机经济运行造成较严重影响。

其主要原因有三点:

1) 碧口电站是陇南电网的重要负荷支撑点, 丰水期1台机组于苗家坝电站同网送早江线运行, 另外两台机组同麒麟寺电站同网送早成线运行, 要保证电网负荷调峰和地区调平衡, 要求机组有着良好的负荷调节能力, 因此机组的运行工况波动较大;

2) 苗家坝及碧口电站是陇南电网电压监测点, 对地区电网电压的调节作用明显, 机组启停调压、旋转备用, 深度调峰等, 机组有时运行在低负荷、低效率区。

3) 为满足电网频率质量的要求, 受西北电网地区调平衡的影响, AGC调频机组调节容量和调节速率限制, AGC投运后机组负荷调节频繁, 机组平均负荷率 (AGC投运前) 同比下降10%左右, 对苗家坝及碧口电站水轮机经济运行影响较大。

3.2 梯级电站水轮机运行效率分析

碧口及苗家坝电站机组均为混流式水轮机组, 能量损失主要有:水力、机械、圆盘和容积的损失, 也就是摩檫、漏水等损失, 水轮机的损失与转轮的设计及制造工艺水平等关系密切, 水轮发电机效率还与发电机的效率密切相关, 该水轮机的特点是最高效率较高, 但效率变化较大[1], 也就是说高效区较窄。从图2碧口#1、#3水轮机的效率特性曲线可明显看出:水轮机效率曲线较陡。特别是水轮机增容改造前, #3水轮机在83.7m的工作水头下, 水轮机出力50MW、100MW时的效率分别为74%、88%, 效率差值达14%, 高效区较窄。在83.7m的工作水头下, 水轮机在90MW以上的出力范围内运行效率在85%以上, 其中75MW~100MW的出力区, 水轮机效率在80%以上, 而在60MW出力以下水轮机效率则急骤下降。水轮机增容改造后通过试验数据, 经研究确定碧口机组90-110MW为优良稳定区、高效区可以长期运行, 70MW-90MW为次稳定区及时联系调度减少运行时间, 0MW-20MW及40MW-70MW为弱振区特殊情况短时间监视运行, 20MW-40MW为强振区禁止运行。

麒麟寺电站机组为轴流式水轮机组, 在转浆式自动运行状态下其高效区较宽, 叶片与水头、导叶双协联状态。但定浆式运行状态下效率线较窄, 负荷变化适应性差, 在此情况下不适于AGC的投运。水轮机效率是水轮机转轮叶片设计的特性决定的, 水轮机形式不同效率不同, 相同型号下水轮机除最优工况外其他工况不能满足进出口水流的最佳要求, 当水轮机偏离设计工况时, 不同来流角度和叶片进口角度、叶片之间的关系对其性能的影响较大, 偏离设计工况越大, 效率越低, 同时摆度加剧, 影响机组的稳定运行, 严重的会造成构件的疲劳破坏, 大大缩短水轮机寿命[3]。因此水轮机应尽量在设计工况内运行。

3.3 电站联合经济运行要求

梯级电站优化运行, 是以梯级各电站总发电效益最大化为目标的科学调度模式。梯级电站之间在满足电量平衡的条件下, 也要考虑水库水量平衡;首先确定以碧口电站为龙头电站, 利用碧口水库具有的季调节能力, 平衡三级电站总发电负荷, 根据水库经济运行现状与其即将面临的实际情况, 结合实际制定的合理的水库调度管理办法, 在实际生产中充分发挥人的主观能动性, 搞好联合调度工作, 以来水量定发电量, 保持水库较高水位运行, 是最为经济合理的运行方式[2]。在来水平缓的情况下, 做好三级电站日负荷曲线及短期发电计划。

由于汛期麒麟寺电站可调库容很小, 必须依靠碧口电站的补偿调节和缓冲调节来完善自身调节能力不足的情况[4], 寻求二者的优化运行, 所以麒麟寺电站按无调节水电站工作模式运行, 即以碧口电站的运行方式确定麒麟寺电站运行方式, 碧口水电厂单机运行时, 麒麟寺水电站保持一台机同步运行, 水库水位控制在612.30m运行;苗家坝水库的运行影响碧口水库的运行方式, 在实际运行中根据上游苗家坝水库来水预报以及碧口水库水位的实际情况, 及时校正发电计划, 使水库及机组处于安全、高效的运行状态, 减少或杜绝不必要的弃水。

为满足电网负荷调峰和地区联络线调平衡的需要, AGC投运对机组负荷率的影响, 要求流域电站加强相互间的联系, 根据电网要求以及各站水轮机出力情况, 动态调整总负荷, 同时满足水轮机组高效区稳定运行。

3.4 梯级电站电量平衡计算

根据苗家坝、碧口、麒麟寺梯级电站地理分布情况, 其各级电站发电量具有一定的关联性, 经研究该流域梯级电站的发电量关系曲线, 用以判断梯级水电站发电计划的准确性, 并为分析梯级水电站优化运行方案提供理论依据, 介绍研究的初步成果。

碧口电站是一个老电站, 具有一定水库调节性能, 水文资料较为全面, 水务计算较为准确, 7月1日零点碧口上游水位694.35m蓄水至年底704.05m, 库容增量1.6亿m3, 可发电量0.22亿k Wh。上游苗家坝以及下游麒麟寺电站为日调节水库, 苗家坝电站于六月份开始蓄水发电, 其中7月份受白水江区间降雨量影响, 其发电量对比关系为53.6%, 9月份碧口水库蓄水, 对比关系为72.2%。发电量与碧口电站对比关系下半年平均值为60.85%。麒麟寺电站发电量与碧口电站发电量对比关系比较平稳, 具有较强的同步性, 区间流域补偿变化较少, 发电量与碧口电站对比关系曲线变化较小, 全年平均值为29.4%, 详见图3。

3.5 防汛调度工作要求

进入汛期各电站要将安全防汛放到第一位, 并兼顾经济运行工作。首先要充分利用水情测报系统、水调自动化综合网站、中央气象台等网络平台, 加强天气预报形势分析, 同时密切监视白龙江流域雨水情变化趋势, 尤其是碧口地区的雨水情, 当流域产生降雨过程时, 及时根据各级水库汛限水位要求及水 (雨) 情变化调节控制库水位, 碧口水库作好拦蓄洪尾工作。

当碧口-麒麟寺区间日降雨量在15-25mm之间, 碧口水电厂两台机组运行时, 麒麟寺水库水位控制在611.80m运行;当降雨量减少时麒麟寺水库水位控制在612m运行。当碧口-麒麟寺区间日降雨量在25-40mm之间, 碧口水电厂两台机组运行时, 麒麟寺水库水位控制在611.50m运行;若碧口水电厂三台机组运行时, 麒麟寺水库水位控制在611.30m运行。当碧口-麒麟寺区间日降雨量在40-50mm之间, 碧口水电厂两台机组运行时, 麒麟寺水库水位控制在611.30m运行;若碧口水电厂三台机组运行时, 麒麟寺水库水位控制在611m运行。

当碧口水库入库流量超过三台机过流能力或麒麟寺电站三台机组最大负荷运行水位仍有上涨趋势时, 密切注视麒麟寺水位变化趋势。若库水位每小时上涨15cm时, 应立即开启泄洪闸门增大出库流量至1000m3/s, 快速降低库水位至610.50m控制运行。当碧口-麒麟寺区间日降雨量超过50mm时, 应根据来水提前加大下泄流量控制库水位在610.50m以下运行;当碧口-麒麟寺区间日降雨量超过100mm时, 应提前加大下泄流量快速消落库水位至610米以下运行, 全力做好防洪调度工作。同时根据来水情况不断调整下泄流量, 尽可能控制库水位在610m运行, 机组可根据运行工况随时准备停机。当麒麟寺入库流量达到2年一遇洪水1820m3/s, 且库水位持续上涨时, 电站机组立即全停, 3孔排沙孔全开, 泄洪闸1#孔、3#孔全开运行, 全力降低库水位进行泄洪。

4 结束语

根据各梯级电站水轮机特性, 提出了水轮机保持高效率运行的具体要求。并通过梯级电站的关联特性分析, 确定以碧口电站为龙头电站, 根据水量平衡、电量平衡的原则, 通过上下级电站补偿调节和缓冲调节, 初步实现梯级电站联合调度的运行模式。

摘要：针对白龙江流域苗家坝、碧口、麒麟寺电站为实现水轮机组经济运行为目标, 依据梯级电站各水轮机组运行特性, 就提高水轮机组联合经济运行水平, 进行了分析及探讨。并通过梯级电站就水量及电量平衡对比分析, 得出梯级电站发电量关系曲线, 并就防洪调度及流域调度管理等方面提出要求, 对梯级电站的经济运行工作具有一定指导意义。

关键词：梯级电站,水轮机,经济运行,分析

参考文献

[1]水电站优化运行导则[M].中国水利水电出版社, 2003.