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超大變幅水頭水輪機穩定運行關鍵技術研究及應用 版權信息
- ISBN：9787030719836
- 條形碼：9787030719836 ; 978-7-03-071983-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
超大變幅水頭水輪機穩定運行關鍵技術研究及應用 內容簡介
本書開展了紫坪鋪高水頭電站機組在電調基于水調運行原則的水輪機安全可靠運行關鍵技術研究，密切關注紫坪鋪高水頭大變幅水輪機的安全運行，對電站水輪機的水力特性、結構特性及運行可靠性等關鍵技術進行了聯合研究（特別是紫坪鋪水電站機組超大變幅運行水頭全流道多工況空化數值模擬研究），探索了機組安全可靠運行區域，提出了機組安全運行的對策措施，為電站的安全可靠運行及確保成都市及都江堰灌區用水安全奠定了堅實的理論基礎。 本書可作為水電站設計，機組制造、安裝與運行管理，以及水資源利用等專業研究生、本科生及廣大設計、制造、安裝、運行和管理人員的學習參考用書。
超大變幅水頭水輪機穩定運行關鍵技術研究及應用 目錄
目錄
第1章 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機運行研究 1
1.1 電調基于水調的機組運行原則 1
1.1.1 紫坪鋪水電站在電網中的地位及作用 1
1.1.2 安全供水及調度 3
1.2 電站水庫運行方式 4
1.2.1 水庫容量 4
1.2.2 水庫調度運行方式 6
1.2.3 水調管理 9
1.2.4 水調與電調的協同關系 9
第2章 大變幅水頭機組在紫坪鋪水電站的應用 10
2.1 大變幅水頭機組的水力穩定性及對紫坪鋪水電站的影響 10
2.1.1 傳統的逼近水輪機特性的方法 12
2.1.2 基于人工神經網絡的逼近水輪機特性的方法 14
2.1.3 基于支持向量機的逼近水輪機特性方法及計算實例 20
2.2 紫坪鋪水電站水輪機壓力脈動特性 24
2.2.1 水輪機尾水管水力振動信號的處理 24
2.2.2 渦帶所引起的壓力脈動分析 25
2.2.3 尾水管水流低頻脈動特性 25
第3章 紫坪鋪水電站水輪機及水輪發電機設計特點 29
3.1 紫坪鋪水電站水輪機結構設計的主要特點 29
3.1.1 蝸殼 29
3.1.2 座環 33
3.1.3 導水機構 35
3.1.4 尾水管 44
3.1.5 頂蓋 48
3.1.6 底環 50
3.1.7 控制環 51
3.2 紫坪鋪水電站水輪發電機結構設計的主要特點 51
3.3 紫坪鋪水電站轉輪設計的主要特點 52
3.3.1 轉輪設計理論 52
3.3.2 轉輪結構型式 55
3.3.3 混流式轉輪受力分析 56
3.3.4 混流式水輪機轉輪的止漏裝置 59
3.4 紫坪鋪水電站軸承設計的主要特點 64
3.4.1 小灣水電站水導軸承結構 64
3.4.2 龍灘水電站水導軸承結構 65
3.4.3 三峽水電站水導軸承結構 66
3.4.4 溪洛渡水電站水導軸承結構 66
3.5 水輪機主要零部件的強度分析成果 67
3.5.1 水輪機基本參數 67
3.5.2 轉動部分強度計算 68
3.5.3 導水機構部分強度計算 72
3.5.4 接力器部分強度計算 85
3.5.5 埋入部分強度計算 88
第4章 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機目標參數選擇及穩定性分析 97
4.1 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機目標參數選擇 97
4.1.1 比轉速 97
4.1.2 水輪機效率 99
4.1.3 空蝕系數和吸出高度 99
4.2 水力穩定性分析 100
4.2.1 結構場計算模型 101
4.2.2 改善水輪機穩定性的措施 104
4.3 紫坪鋪水電站水輪機運行區域分析及優化 104
4.3.1 水輪機設計性能 105
4.3.2 水輪機運行區域優化 108
第5章 紫坪鋪水電站水力過渡過程數值仿真及分析 111
5.1 數學模型的建立 115
5.2 水輪機邊界條件 117
5.3 水輪機特性及數據處理 119
5.3.1 水輪機特性 119
5.3.2 水輪機特性的數據處理 121
5.3.3 水輪機特性的三維建模 123
第6章 “5 12汶川大地震”對紫坪鋪水電站安全運行的影響分析 131
6.1 “5 12汶川大地震”水輪發電機組震損及恢復情況 131
6.2 “5 12汶川大地震”對水輪機和發電機等安全運行的影響 132
6.2.1 混凝土面板堆石壩工程 132
6.2.2 泄洪建筑物 133
6.2.3 廠房及地面建筑物(含道路和橋梁) 133
6.2.4 機電和金屬結構 134
6.2.5 安全監測與監控 135
6.3 紫坪鋪水電站水庫大壩安全穩定性計算分析及潰壩演算成果 137
第7章 紫坪鋪水電站水輪機運行分析 143
7.1 起動試運行 143
7.2 3#機組全水頭振區測試試驗研究 148
7.3 試驗水頭為82m的測試分析 150
7.4 試驗水頭為120m的測試分析 154
第8章 水輪機部件運行問題原因分析及解決措施 158
8.1 導葉裂紋原因分析及解決措施 158
8.2 葉片及上冠裂紋探傷情況及處理方案 159
8.3 頂蓋上止漏環出現開焊現象 164
8.3.1 設計方面的影響 165
8.3.2 制造方面的影響 166
8.3.3 現場安裝方面的影響 166
8.3.4 運行環境方面的影響 167
8.3.5 綜合因素的影響 167
8.3.6 處理措施 167
8.4 特定水頭及功率下的高頻振動 169
8.4.1 1#機組在特定水頭和出力下出現異常高頻振動的問題 169
8.4.2 引起異常高頻振動的因素 174
8.5 冷卻器冷卻水管開焊 175
8.6 水輪發電機組制動閘板及閘墩振動現象 175
8.7 水輪機大軸補氣閥問題 176
8.8 水輪機底環在檢修時不能被拆出的問題 179
8.9 水輪機技術供水減壓閥更換 180
8.9.1 減壓閥容易損壞的原因 181
8.9.2 技術供水減壓閥損壞的后果 181
8.9.3 活塞式減壓閥的技術要求 182
8.9.4 活塞式減壓閥的特點 183
8.9.5 對機組技術供水系統減壓閥進行改造后能夠達到的效果 183
8.10 空氣冷卻器的改造 183
8.10.1 空氣冷卻器 183
8.10.2 主變冷卻器 185
8.11 重要螺栓的在線檢測系統 187
8.11.1 設備溫度在線監測的必要性 187
8.11.2 設備溫度在線監測技術發展趨勢 187
第9章 基于逆向工程的紫坪鋪水電站混流式轉輪三維模型構建 193
9.1 逆向工程 193
9.1.1 逆向工程的關鍵技術 193
9.1.2 逆向工程的國內外研究現狀 194
9.1.3 逆向工程應用領域及發展趨勢 194
9.2 數據測量方法及設備 196
9.2.1 數據測量方法 196
9.2.2 數據測量設備 198
9.3 PO140混流式轉輪模型重構 200
9.3.1 數據采集 200
9.3.2 基于逆向工程軟件的點云數據處理 203
9.3.3 基于正向CAD/CAM軟件的模型重構 205
第10章 紫坪鋪水電站全流道多工況數值模擬分析 211
10.1 計算模型的建立 211
10.2 計算工況點的選擇 212
10.2.1 單相定常模擬條件設置 213
10.2.2 單相非定常模擬條件設置 214
10.2.3 空化兩相流動模擬條件設置 215
10.3 流場計算結果 215
10.3.1 各水頭下水輪機能量特性 215
10.3.2 定常流動下水輪機全流道流線分布 218
10.3.3 蝸殼靜壓分析 220
10.3.4 活動導葉速度分布 221
10.3.5 轉輪葉片工作面靜壓分布 223
10.3.6 轉輪葉片背面靜壓分布 225
10.3.7 蝸殼流線分布 227
10.3.8 固定導葉流線分布 228
10.3.9 尾水管渦帶 230
10.3.10 全流道空化計算結果分析 232
10.4 大變幅混流式水輪機異常高頻振動工況下尾水管空化流動分析 247
10.4.1 尾水管空化定常結果分析 248
10.4.2 尾水管空化非定常結果分析 253
10.5 高頻振動區域工況下的轉輪流固耦合分析 256
10.5.1 流固耦合計算方法 256
10.5.2 模態分析基礎 256
10.5.3 預應力下的轉子模態設置 257
10.5.4 轉輪高頻振動工況下的流固耦合計算結果分析 257
第11章 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機運行關鍵技術及研究 261
11.1 電調基于水調及自動發電控制運行下的水庫運行模式 261
11.2 多物理場耦合下的高水頭大變幅水輪機運行區域優化 262
11.3 高水頭大變幅水輪機特定高頻振動區域的發現及其減振技術 262
11.3.1 導致機組振動的因素 262
11.3.2 機組減振的方法 262
11.3.3 機組減振結構的優化 263
11.4 機組關鍵連接部位的螺栓在線智能監測技術 263
11.4.1 點線面結合，溫度全面監測 264
11.4.2 移動應用App隨時隨地監測設備狀態 264
11.5 一種混流式水輪機轉輪逆向工程建模方法 265
11.6 展望 265
主要參考文獻 266
第1章 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機運行研究 1
1.1 電調基于水調的機組運行原則 1
1.1.1 紫坪鋪水電站在電網中的地位及作用 1
1.1.2 安全供水及調度 3
1.2 電站水庫運行方式 4
1.2.1 水庫容量 4
1.2.2 水庫調度運行方式 6
1.2.3 水調管理 9
1.2.4 水調與電調的協同關系 9
第2章 大變幅水頭機組在紫坪鋪水電站的應用 10
2.1 大變幅水頭機組的水力穩定性及對紫坪鋪水電站的影響 10
2.1.1 傳統的逼近水輪機特性的方法 12
2.1.2 基于人工神經網絡的逼近水輪機特性的方法 14
2.1.3 基于支持向量機的逼近水輪機特性方法及計算實例 20
2.2 紫坪鋪水電站水輪機壓力脈動特性 24
2.2.1 水輪機尾水管水力振動信號的處理 24
2.2.2 渦帶所引起的壓力脈動分析 25
2.2.3 尾水管水流低頻脈動特性 25
第3章 紫坪鋪水電站水輪機及水輪發電機設計特點 29
3.1 紫坪鋪水電站水輪機結構設計的主要特點 29
3.1.1 蝸殼 29
3.1.2 座環 33
3.1.3 導水機構 35
3.1.4 尾水管 44
3.1.5 頂蓋 48
3.1.6 底環 50
3.1.7 控制環 51
3.2 紫坪鋪水電站水輪發電機結構設計的主要特點 51
3.3 紫坪鋪水電站轉輪設計的主要特點 52
3.3.1 轉輪設計理論 52
3.3.2 轉輪結構型式 55
3.3.3 混流式轉輪受力分析 56
3.3.4 混流式水輪機轉輪的止漏裝置 59
3.4 紫坪鋪水電站軸承設計的主要特點 64
3.4.1 小灣水電站水導軸承結構 64
3.4.2 龍灘水電站水導軸承結構 65
3.4.3 三峽水電站水導軸承結構 66
3.4.4 溪洛渡水電站水導軸承結構 66
3.5 水輪機主要零部件的強度分析成果 67
3.5.1 水輪機基本參數 67
3.5.2 轉動部分強度計算 68
3.5.3 導水機構部分強度計算 72
3.5.4 接力器部分強度計算 85
3.5.5 埋入部分強度計算 88
第4章 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機目標參數選擇及穩定性分析 97
4.1 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機目標參數選擇 97
4.1.1 比轉速 97
4.1.2 水輪機效率 99
4.1.3 空蝕系數和吸出高度 99
4.2 水力穩定性分析 100
4.2.1 結構場計算模型 101
4.2.2 改善水輪機穩定性的措施 104
4.3 紫坪鋪水電站水輪機運行區域分析及優化 104
4.3.1 水輪機設計性能 105
4.3.2 水輪機運行區域優化 108
第5章 紫坪鋪水電站水力過渡過程數值仿真及分析 111
5.1 數學模型的建立 115
5.2 水輪機邊界條件 117
5.3 水輪機特性及數據處理 119
5.3.1 水輪機特性 119
5.3.2 水輪機特性的數據處理 121
5.3.3 水輪機特性的三維建模 123
第6章 “5 12汶川大地震”對紫坪鋪水電站安全運行的影響分析 131
6.1 “5 12汶川大地震”水輪發電機組震損及恢復情況 131
6.2 “5 12汶川大地震”對水輪機和發電機等安全運行的影響 132
6.2.1 混凝土面板堆石壩工程 132
6.2.2 泄洪建筑物 133
6.2.3 廠房及地面建筑物(含道路和橋梁) 133
6.2.4 機電和金屬結構 134
6.2.5 安全監測與監控 135
6.3 紫坪鋪水電站水庫大壩安全穩定性計算分析及潰壩演算成果 137
第7章 紫坪鋪水電站水輪機運行分析 143
7.1 起動試運行 143
7.2 3#機組全水頭振區測試試驗研究 148
7.3 試驗水頭為82m的測試分析 150
7.4 試驗水頭為120m的測試分析 154
第8章 水輪機部件運行問題原因分析及解決措施 158
8.1 導葉裂紋原因分析及解決措施 158
8.2 葉片及上冠裂紋探傷情況及處理方案 159
8.3 頂蓋上止漏環出現開焊現象 164
8.3.1 設計方面的影響 165
8.3.2 制造方面的影響 166
8.3.3 現場安裝方面的影響 166
8.3.4 運行環境方面的影響 167
8.3.5 綜合因素的影響 167
8.3.6 處理措施 167
8.4 特定水頭及功率下的高頻振動 169
8.4.1 1#機組在特定水頭和出力下出現異常高頻振動的問題 169
8.4.2 引起異常高頻振動的因素 174
8.5 冷卻器冷卻水管開焊 175
8.6 水輪發電機組制動閘板及閘墩振動現象 175
8.7 水輪機大軸補氣閥問題 176
8.8 水輪機底環在檢修時不能被拆出的問題 179
8.9 水輪機技術供水減壓閥更換 180
8.9.1 減壓閥容易損壞的原因 181
8.9.2 技術供水減壓閥損壞的后果 181
8.9.3 活塞式減壓閥的技術要求 182
8.9.4 活塞式減壓閥的特點 183
8.9.5 對機組技術供水系統減壓閥進行改造后能夠達到的效果 183
8.10 空氣冷卻器的改造 183
8.10.1 空氣冷卻器 183
8.10.2 主變冷卻器 185
8.11 重要螺栓的在線檢測系統 187
8.11.1 設備溫度在線監測的必要性 187
8.11.2 設備溫度在線監測技術發展趨勢 187
第9章 基于逆向工程的紫坪鋪水電站混流式轉輪三維模型構建 193
9.1 逆向工程 193
9.1.1 逆向工程的關鍵技術 193
9.1.2 逆向工程的國內外研究現狀 194
9.1.3 逆向工程應用領域及發展趨勢 194
9.2 數據測量方法及設備 196
9.2.1 數據測量方法 196
9.2.2 數據測量設備 198
9.3 PO140混流式轉輪模型重構 200
9.3.1 數據采集 200
9.3.2 基于逆向工程軟件的點云數據處理 203
9.3.3 基于正向CAD/CAM軟件的模型重構 205
第10章 紫坪鋪水電站全流道多工況數值模擬分析 211
10.1 計算模型的建立 211
10.2 計算工況點的選擇 212
10.2.1 單相定常模擬條件設置 213
10.2.2 單相非定常模擬條件設置 214
10.2.3 空化兩相流動模擬條件設置 215
10.3 流場計算結果 215
10.3.1 各水頭下水輪機能量特性 215
10.3.2 定常流動下水輪機全流道流線分布 218
10.3.3 蝸殼靜壓分析 220
10.3.4 活動導葉速度分布 221
10.3.5 轉輪葉片工作面靜壓分布 223
10.3.6 轉輪葉片背面靜壓分布 225
10.3.7 蝸殼流線分布 227
10.3.8 固定導葉流線分布 228
10.3.9 尾水管渦帶 230
10.3.10 全流道空化計算結果分析 232
10.4 大變幅混流式水輪機異常高頻振動工況下尾水管空化流動分析 247
10.4.1 尾水管空化定常結果分析 248
10.4.2 尾水管空化非定常結果分析 253
10.5 高頻振動區域工況下的轉輪流固耦合分析 256
10.5.1 流固耦合計算方法 256
10.5.2 模態分析基礎 256
10.5.3 預應力下的轉子模態設置 257
10.5.4 轉輪高頻振動工況下的流固耦合計算結果分析 257
第11章 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機運行關鍵技術及研究 261
11.1 電調基于水調及自動發電控制運行下的水庫運行模式 261
11.2 多物理場耦合下的高水頭大變幅水輪機運行區域優化 262
11.3 高水頭大變幅水輪機特定高頻振動區域的發現及其減振技術 262
11.3.1 導致機組振動的因素 262
11.3.2 機組減振的方法 262
11.3.3 機組減振結構的優化 263
11.4 機組關鍵連接部位的螺栓在線智能監測技術 263
11.4.1 點線面結合，溫度全面監測 264
11.4.2 移動應用App隨時隨地監測設備狀態 264
11.5 一種混流式水輪機轉輪逆向工程建模方法 265
11.6 展望 265
主要參考文獻 266
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超大變幅水頭水輪機穩定運行關鍵技術研究及應用 節選
第1章 電調基于水調的紫坪鋪水電站水輪機運行研究 1.1 電調基于水調的機組運行原則 1.1.1 紫坪鋪水電站在電網中的地位及作用 紫坪鋪水利樞紐工程的主要任務是灌溉和供水，擔負著成都平原工農業供水的任務，是四川電網內唯一一座以電調基于水調方式運行的電站。 紫坪鋪水庫運行分為3個階段：汛期為6～9月，水庫在滿足下游綜合用水的條件下保證出力發電，并盡快蓄水至850.00m汛限水位，水庫蓄滿水后基本維持在850.00m水位運行；蓄水期為10～11月，水庫由850.00m汛限水位逐 漸蓄水至877.00m正常蓄水位，在蓄水過程中其同樣需要滿足下游綜合用水和水電站出力不低于保證出力的要求；供水期為12月至次年5月，水庫將根據綜合用水需要按調度圖供水，水位逐漸降低。紫坪鋪水電站水輪機既要適應 蓄水位的大幅度變化，又必須在供水期滿足下游綜合用水的條件下低負荷長期運行，這兩點對于水輪機的設計而言難度極大。 從近幾年國內大型水輪發電機組的事故統計結果看，轉輪等主要部件的材料選用和制造工藝缺陷所造成的事故占比極大。紫坪鋪水電站轉輪葉片采用06Cr15Ni4CuMo型高強度鋼板，上冠采用08Cr15Ni4CuMo型鑄鋼，下環采用 06Cr15Ni4CuMo型高強度鋼板作為毛坯，從而杜絕了采用鑄造毛坯而引起的材質缺陷問題，并且采用模壓工藝，同時在工廠組焊退火并整體運到工地。模壓使葉片材質質量更高，抗晶間腐蝕和抗水下疲勞性能更好。由于采用了工 廠組焊，應力集中問題也可以得到更好的解決。 岷江流域來水充沛、穩定，在科學調度下，水庫全年可長時間在高水位運行，機組出力能得到可靠保證，這對于電站參與系統調峰和調頻是得天獨厚的條件；而且電廠設備先進，機組調節性能好，可充分滿足系統需要，大 大緩解四川電網枯水期的調峰困難問題。電站地處負荷中心，送電距離短，有利于提高電網的供電可靠性，保證負荷中心的電能質量。 都江堰灌區對電站下泄流量有著嚴格的要求：豐水期，都江堰內江*大過水流量不能超過450m3/s；枯水期，灌區歲修為每年11月到次年4月上旬，內江流量必須嚴格控制(一般要求在260～450m3/s)，當流量超過要求(全廠 機組滿發時流量將達到840m3/s左右)時，需提外江閘門排水，而水從電站到達都江堰灌區渠首大約需要25min。為保證下游安全，負荷調整要在下泄流量允許的范圍內勻速進行。因此，負荷調整有滯后，且調節較慢，難以滿足電 力系統快速大負荷調整的要求，從而使機組優良的調節能力無法體現。豐水期外江過水時，也因下游行洪安全等原因，流量不能出現大的波動，從而使電站的調節能力被嚴重削弱。 電站距離負荷中心很近，電站電能質量對系統的穩定運行有很大影響。電站出線僅有一回500kV線路，豐水期電站滿負荷運行時，其占成都電網近1/3的負荷，一旦線路跳閘，勢必造成全電站甩負荷，對成都電網甚至四川電 網的穩定運行產生極大的影響。 紫坪鋪水利樞紐水調與電調的工作模式是“以水調電，電調基于水調，水調支持電調”。該模式使電站靈活的運行方式受到一定限制，但電站地理位置優越，具有不完全年調節水庫和大容量的混流式機組，因此，只要合理 安排運行方式，在優化機組運行和優化水庫調度等方面做好基礎工作，就能充分發揮電站優勢，充分利用水資源，爭取到*優的經濟效益和發揮*大的社會效益。 電網除實行“豐水期/枯水期”電價差外，還有每日的峰、平、谷段電價差，枯水期高峰時段電價較豐水期低谷時段電價高2～3倍，同等電量可產生數倍經濟效益。四川電網枯水期電力缺口大，有水庫且調節能力強的電廠在 枯水期可獲得更大的經濟效益。可利用水庫將豐水期的低谷電量轉化為枯水期高價電，以及枯水期夜間利用水庫在低谷時段全停蓄水，將有限的水量盡可能轉化為高峰電量，以獲取*大的經濟效益。而紫坪鋪水電站因供水原因 ，在運行方式上機組必須常年帶一定基荷，低谷時段電量占相當大的比例，從而嚴重影響電站的經濟效益。因此，要保證機組的穩定運行、安全供水和爭取到*大的經濟效益，就必須從設備運行管理、機組檢修和水庫調度等多 方面規范管理，加強協同。 電站*大水頭為132.76m，*小水頭為68.40m，加權平均水頭為107.00m，額定水頭為100.00m。*大與*小水頭之比達1.94，在國內中水頭水電站中屬*大。機組運行*顯著的特點是水頭變幅大，關鍵問題即為機組運行的 穩定性。 由于電站機組在系統內要擔任調峰和調頻任務，負荷調整頻繁、變化幅度大，這對于水輪機是一個嚴峻的挑戰。機組運行既要適應水位的大幅度變化，又必須經受供水期高水頭、低負荷的長期安全運行考驗，且混流式水輪 機葉片不可調，在偏離*優工況時，易在葉片頭部產生一定的沖擊和脫流；而在高水頭部分負荷區，由于轉輪有較大的出口負環量和更大的進口邊背面脫流，水輪機在該區域將產生較強的渦帶以及嚴重的葉道渦，三者(較大的出 口負環量、較強的渦帶和嚴重的葉道渦)共同作用將使水輪機的振動加劇，從而嚴重影響水輪機的安全運行。由于電站特殊的運行模式(電調基于水調)，機組帶部分負荷運行時間較長，機組運行的穩定性比較差，故對機組壽命極 為不利。因此，在運行中應注意幾個問題。 (1)由于紫坪鋪水電站特定的運行條件限制，在下游反調節水庫形成以前，機組將長時間帶部分負荷運行。由于混流式水輪機的固有特性，在部分負荷下機組運行的穩定性比較差，長期在這種工況下運行對機組的壽命極為不 利。 從PO140轉輪特性看，紫坪鋪水電站在運行時應盡量注意以下問題：①水輪機在低水頭35%～45%預想出力范圍內、在高水頭40%～70%預想出力范圍內的壓力脈動較大，應盡可能避免在該區域運行；②水輪機具有較大的出力 余量，在額定水頭下可超發約8000kW；③在高水頭區域，應盡可能運行在大負荷工況下，為適應這一工況，建設下游反調節水庫對水輪機安全運行極其有利。 (2)枯水期應充分利用水庫的調節能力，根據岷江來水、供水需求和水庫運行圖安排發電量和機組檢修。岷江流域1～3月來水在100m3/s左右，此階段電廠運行模式除根據供水要求保持一定基荷外，余下容量用于系統調峰調 頻。而枯水期高峰時段電力缺口大，電廠可利用自身的有利條件爭取多發高峰電。每日負荷平谷段，在滿足下游供水的前提下，應盡量減少機組空載或低負荷運行。日發電量按水庫運行曲線和來水情況制定，可安排電量(360～ 400)×104kW h，以避免水位下降過快，同時延長水庫在高水位運行的時間，這樣既可降低發電耗水率，又可充分利用來水發高峰電。4月以后，來水逐漸加大，水庫水位在月底時*好拉至*低，將水量盡可能轉換為電量，同時 該月電量計劃應適當增加，每日可安排電量(600～700)×104kW h。5～9月，庫區進入汛期，來水達500m3/s以上，而該時段因防汛要求，水庫水位必須保持在850.00m高程汛限水位以下，電廠運行模式也以帶基荷為主，應盡量 利用來水發電，減少棄水，每日可安排電量1400×104kW h以上。10月至次年1月，水庫水位由850.00m高程汛限水位逐漸升至877.00m高程正常蓄水位，在蓄水過程中，每日可安排電量(600～700)×104kW h。進入枯水期后， 水庫可根據綜合用水需要供水，發電應根據來水發電，每日可安排電量(360～400)×104kW?h，水庫保持在*高水位運行。這樣，全年電量可達到30×108kW h左右，機組利用時間可達到4000h左右。 紫坪鋪水電站在投運時即實行了“無人值班(少人值守)”，電站設備自動化水平起點高，先天性能好，機組振動擺度監測裝置等先進儀器在投產時即投入實際應用。一方面，電站在投產時就開展了可靠性管理工作，對發電 機、水輪機和主變壓器(簡稱主變)等主設備的運行情況進行了跟蹤記錄和可靠性評價，使開展狀態檢修有了先天有利條件；另一方面，電站現有的在線監測手段尚不健全，時機還不成熟，可以考慮在計劃性檢修的基礎上安排狀 態檢修。例如，在小修安排上，若機組運行情況良好、性能穩定，則可視情況或縮短檢修時間，或減少小修次數(如將年末的小修和次年前的小修合并安排，或根據當時機組的缺陷情況和需要進行的主要工作決定小修工期)。可 采取如下形式進行檢修：冬季消缺性檢修主要是設備消缺和到期的預防性試驗，工期為3～5天；春季整頓性小修主要是常規標準項目檢修和有針對性的易損件更換，以提高機組的可靠性，確保汛期多發電，工期為7～10天。按上 述方式可逐步形成集預防性檢修和以可靠性為中心的狀態檢修于一體的優化檢修方式，進而提高機組可用時間和等效可用系數。 紫坪鋪水電站要確保安全供水和機組安全穩定運行，除需加強設備運行和維護外，還要在水庫優化調度和檢修管理等方面深入進行研究，強化設備和人員管理。只有這樣，才能真正做到機組的安全穩定運行，獲取*大的經 濟效益和社會效益。 1.1.2 安全供水及調度 紫坪鋪水庫興利調度的供水對象為都江堰供水區，包括都江堰已成灌區、毗河供水灌區和天府新區。 都江堰已成灌區調整后的設計灌溉面積為1134.41萬畝，全灌區分內江平原直灌區、外江灌區、人民渠1～4期、東風渠1～4期、人民渠6期、人民渠5期及7期、東風渠5期和東風渠6期共8個區域。 毗河供水灌區設計灌溉面積為333.23萬畝，其中，毗河一期供水灌區設計灌溉面積為125.49萬畝，毗河二期供水灌區設計灌溉面積為207.74萬畝。 都江堰供水區供水范圍為8市41縣(區)，其供水包括灌區內城市生活和工業用水，灌區內鄉鎮生活用水和鄉鎮企業生產用水，灌區鄉村居民和牲畜的飲水，灌區農田灌溉用水，以及灌區內的生態環境用水，并對通濟堰供水區 補水。 2016年都江堰供水區(不含毗河供水灌區)魚嘴斷面需供水量為91×108m3，設計2030年都江堰供水區魚嘴斷面多年平均需供水量為119×108m3。 農業灌溉設計保證率：都江堰平原直灌區為90%，都江堰丘陵擴灌區為80%，毗河供水灌區為70%。成都市工業、生活供水設計保證率為97%，其他城鎮工業、生活供水設計保證率為95%。全灌區綜合設計保證率為90%。 都江堰水利工程為無壩引水，分別通過內江寶瓶口和外江沙黑總河進口向供水區供水，其中內江寶瓶口設計引水流量為480m3/s，外江沙黑總河進口設計引水流量為120m3/s。 1.2 電站水庫運行方式 1.2.1 水庫容量 紫坪鋪水利樞紐工程位于四川省都江堰市境內岷江上游的龍池鎮，距成都市六十余公里，是一座以灌溉和供水為主，兼有發電、防洪、環境保護和旅游等綜合功能的大型水利樞紐工程，也是都江堰供水區和成都市的水源調 節工程。 工程壩址以上控制流域面積為22662km2，占岷江上游面積的98%；多年平均流量為469m3/s，年徑流總量為148×108m3，占岷江上游徑流總量的97%；控制岷江上游暴雨區洪水的90%，上游泥沙來量的98%，能有效調節上游水 量以及控制洪水和泥沙。 水庫正常蓄水位為877.00m，汛限水位為850.00m，死水位為817.00m，防洪高水位為861.60m，設計洪水位為871.20m，校核洪水位為883.10m，總庫容為11.12×108m3，正常水位以下庫容為9.98×108m3，水庫防洪庫容為 1.67×108m3，電站裝機容量為4×190MW。本工程等級為Ⅰ等，主要建筑物為1級。 樞紐主要建筑物包括混凝土面板堆石壩、溢洪道、引水發電系統、沖沙放空洞、1#泄洪排沙洞、2#泄洪排沙洞和左岸堆積體處理工程。混凝土面板堆石壩壩高156m，壩頂高程為884.00m。 紫坪鋪水利樞紐工程的主體工程于2001年3月29日正式開工，2005年9月30日下閘進入初期蓄水階段，2005年11月首批兩臺機組投產發電，2006年5月*后一臺機組提前半年投產發電，2
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