6-9m水头段三叶片贯流式水轮机组发电量指标分析

6-9m水头段三叶片贯流式水轮机组发电量指标分析

胡丹1柴芯*2程杰2李正贵2杨世江3王得

（1.浙江水利水电学院杭州3100181；2.西华大学图书馆成都610039；3.甘肃柴家峡水电站兰州730065；4.国际小水电中心杭州310002）

摘要：贯流式水轮机主要主要特点是大流量，运行中上游电站来水量的变化、库区水位、库区尾水位波动对机组出力影响较大，在低水头6-9m段，尤其是三叶片的贯流水轮机，运行情况比较特殊。本文根据黄河干流电站的运行特性，分析低水头贯流式水轮机的发电情况。对于三叶片机组的优化运行有一定的借鉴意义。

关键词：6-9m水头；贯流水轮发电机；三叶片；发电量

0引言

全球对的水电的理解越来越理性，水能是环境友好的。在国内，目前水电装机容量有历史性突破，超过3亿千瓦，是节能减排的主力，农村电网中有一部分属于贯流机组，据统计，小水电发电量目前解决了超过3亿多农村人口的用电。贯流式水轮机特点是低水头、大流量，偏离最优工况情况较多、稳定性差[1-5]。尤其是在6-9m水头段更为明显。

黄河中下游流域，季节性流量变化对水轮机影响较大，贯流式水轮机运行规律更复杂。从运行角度，研究技术经济、优化的比较少，结合同类电站的情况，开展了贯流机组的技术经济优化分析。

图12012年机组利用小时数图22012年发电量及水量比较

表12012年可靠性数据

1发电量分析

发电量是水电站生产指标，研究贯流式电站经济优化问题，首先分析机组发电量。

1.1机组发电量

具体到贯流电站的发电能力，2012年发电量较2011年增加12407万kWh，完成全年计划的121％。从月发电分析：1～3月较低，5～7月较好，8月份低，9、10月份良好，11、12月份降低。

1.2机组利用小时数

机组利用小时数是发电量的表达形式，因此分析影响机组发电量变化原因首先研究利用小时数。图1为贯流电站4台机组2012年利用小时数。

2012年较2011年增加4228.49小时，发电量增加12407万kWh。影响因素有两个方面，一是来水；由于汛期、枯水期的存在，发电量成规律变化，但对贯流水电站来讲，库容小、水头变化率高，其运行变得更复杂。二是水能利用，主要受到设备可靠性等因素的影响。

2、发电能力利用

2.1上游来水情况

在黄河的水电厂，来水的多少是增发的基础，来水各年均有不同特征，存在防凌期、汛期，如图2为2012年电站的来水。

可以看出，相比2011年，2012年入库水量增58.82亿立方米；发电引用水量增加72亿立方米；弃水减少16.17亿立方米。这表明2012年与2011年相似，在枯水期流量较小，有效水头高，丰水期流量较大，在8、9月弃水较大，影响发电。由于库容量较小，运行基本按照来多少水、放多少水，在防凌期，流量较小、水头大，发电量小，在汛期，流量大，水头适中，是发电较好。

2.2机组可靠性

水电站通过计划停运时数、非计划停运时间来考察运行可靠性。在来水相同时，机组可靠运行影响发电量，表1为2012年可靠性数据。

对于1号机组，2012年全年运行5626.45小时，占64%。2011年全年7762.61小时，占89℅，增加2141.16小时。

结合水情，可以设备完好是关键，运行越多，弃水少，水能效果好。可以看出1-3月份两台发电，弃水量少，利用效果较好。4-5月份，入库增加，三台机发电，保证不少弃水。6月入库增加，可以保证四台机发电。

2.3水头及耗水率

2012年水位较稳定，也是发电较好原因。数据分析表明：水头低于7m时，发电出力降低。2012年全年运行中多次调整水位，将有效水头控制在预想数值。清理垃圾，也减少水头损失。

2.4机组工况

贯流机组工况对水头敏感，来水一定时，设备可靠、水头稳定工况下，是机组多发有效方法，2012年设备稳定性参数：发导的摆度基本在180μm以下，属于优秀；灯泡体小于46μm标准，属于优秀。水导摆度在130μm以下，属于优秀；

3结论

1、防凌期，流量小，尾水位低，有效水头大，提高机组效率，减少弃水，利用小时提高。

2、机组可靠性是多发的主要因素，对发电量影响较大。

3、保持有效水头是多发的有效举措之一，合理安排清污，减少水头损失，增加有效水头，效果较明显。

4、提高机组运行水平，对于机组发电效果有较大影响