莫乌河水电站水力机械设计与设备选型
莫乌河水电站水力机械设计与设备选型
周永富
（自贡市水利电力建筑勘测设计院，四川自贡，643000）
【关键词】莫乌河水电站
水力机械
辅助设备
中图分类号：TV742文献标识码：B 文章编号：2095－1809（2012）01－0041－02
莫乌河水电站位于云南省金平县莫乌河上，距金平县城约108km ，属高水头引水式电站，是仅以发电为单一任务的小型水电站工程。电站装机容量12MW ，多年平均发电量5478万kW ·h ，年利用小时数4565h 。本文介绍该电站水力机械的设计与设备的选型。
1. 3机组参数选择
目前国内较为常用的冲击式转轮有CJA237、CJA475、CJA870等转轮，其中CJA870为哈电生产，应用在1000m 以上水头段，转轮专门从挪威引进。CJA475的推荐使用水头为1000m 以下，但实际应用未超过600m ；CJA237的推荐使用水头为600m 以下，但在实际工程中已经使用到900m 左右水头。经真机参数比较及考虑到稳妥可靠，本工程推荐使用CJA237转轮。因本电站转轮直径及喷嘴直径均较小，采用卧轴布置更
1水力机械设计
1. 1
表1
上游水位
最高水位正常尾水位最大水头多年平均流量装机容量
547. 94m 1. 49m 3/s
设计参数
莫乌河水电站设计参数
1221. 13m 669. 20m
正常水位设计洪水位最小水头枯期平均流量多年平均发电量
506. 59m 0. 96m 3/s5478kW ·h
万
额定水头设计流量年利用小时数
507. 00m 2. 84m 3/s
1220. 63m 663. 28m
最低水位
1219. 66m
设计参数见表1。
经济。为了充分利用水能，发挥工程最大效益，未采用常规的125cm 标准直径。本电站主要机械设备参数见表2。
表2
型号
水轮机
额定水头额定转速型号
发电机
额定电压额定效率
调速器进水阀桥式起重机电动葫芦
型号型号型号型号
下游水位水头流量
主要水力机械设备参数
CJA237－W －122/2ˑ 10
507. 00m 750r /minSFW6000－8/2150
6. 3kV 96%CJWT －2/2－16QF700－WY －60QD32/5－11m CD 110－6D
额定出力额定流量比转速额定容量额定功率因数转动惯量额定操作油压额定操作油压额定起重量额定起重量
6250kW 1. 42m 3/s24. 81m ·kW 6. 0MW/7.5MW 0. 8（滞后）≥20t ·m 216MPa 16MPa 32t/5t10t
动能参数12MW 4565h
1. 2水轮机型式及装机台数选择
本电站水轮机工作水头范围为506. 59m 547. 94m ，加权平均水头为536. 39m ，装机容量12MW 。根据国内主要主机制造厂现有转轮资料及国内同类相近电站资料，适应本电站水头、流量变化范围的只有冲击式水轮机（国内混流式小型水轮机应用在400m 水头以下）。目前，国内冲击式水轮机在600m 水头段的设计和制造能力都比较成熟，可行性研究阶段考虑工程投资、运行管理等综合因素，对装机台数进行了比较，确定本电站装机两台的方案。
1. 4水轮机安装高程
考虑下游洪水位、减少水头损失、厂房开挖量、与进厂公路衔接、排空和通气高度要求等，确定水轮机安装高程为672. 50m （厂房地坪671. 59m ）。
1. 5
调节保证计算
装置，不需要额外压缩空气系统供气，仅设置一台移动式低压空气压缩机供检修吹扫使用。2. 4
水力测量系统
本电站全厂性监测设有上游水位、下游水位、拦污栅前后压差测量，机组段测量设有水轮机进口压力、技术供水压力、喷嘴进口压力及操作腔压力和偏流器操作腔压力。
本电站为高水头引水式电站，引水系统由沉砂池、无压隧洞、暗渠、前池、压力管道等组
2
成。根据调保计算机组转动惯量GD 不小于
20t. m 2，取折向器关闭时间为3s ，喷针关闭时间为10s ，机组速率最大上升值为29. 26%，最大压力上升为23. 91%，均满足规范要求。
2电站辅助机械设备选择
2. 1
水系统
本电站供水系统包括技术供水和消防及生活
3水力机械设备布置
本电站主、副厂房为地面式单层厂房。主厂
房内安装有二台卧轴冲击式水轮发电机组，机组间距为13. 00m ，主机间长度为27. 00m ，安装间布置在主厂房的右侧，长度为10. 5m ，主厂房总长度为37. 5m 。厂房上游侧为球阀间，宽4. 00m ，长22. 5m 。厂房总宽度16. 935m 。
机组上游侧每台机组进水口前布置有QF700－WY －60型球阀，其上布置有一台CD 110－6D 型电动葫芦
CJWT －2/2－16调速器布置在机组的上游侧，高位水池补水泵房设置在厂房左侧，设置两台高位水池补水泵。全自动滤水器设置在球阀间。
机组安装高程为672. 5m ，厂房地面高程为671. 69m ，压力管道中心高程为670. 917m ，阀坑地面高程为671. 69m ，尾水室底板高程为668. 00m 。吊车轨顶高程679. 24m ，其上布置有电动双梁桥式起重机1台。
供水。技术供水系统供水对象有水轮发电机组冷却及润滑用水，每台机组的用水设备有发电机推力轴承油冷却器、导轴承油冷却器等。根据设备制造厂家提供的数据，单台机组技术用水量约为80m 3/h。
消防供水系统供水对象有厂房消火栓、发电机灭火、厂区户外消火栓。消防系统用水量约为50m 3/h（最大）。
生活供水为厂区生活用水。本电站水头高，从压力钢管取水从能量和安全角度考虑均不合适。经对高位水池和循环供水进行比较，因本电站海拔较低，尾水冷却器上易生长水草，影响冷却器效果。综合各方面考虑，选择设高位水池方式，优先使用就近天然水源补水，并在厂房设置补水水泵，从尾水抽水补充与天然水源补水互为备用。机组使用高位水池水，经过滤后进行冷却和润滑。设置两套全自动滤水器，消防水及技术供水各设一套。
技术供水主管取自高位水池72m 上部，保
3
证消防用水不做它用，水池有效容积为200m
3
4结语
莫乌河电站装机容量较小，在设计中尽量简
化了油、气、水、测量系统，使水电站布置更整洁宽敞，同时也降低了工程造价。对于小型水电站，使用自带储能气囊的高油压组合式油压装置，可以减小设备尺寸，节省中压压缩空气系统设备投资，在小型水电站应用越来越多。
参考文献
〔1〕湖北省水利勘测设计院．小型水电站机电设计手册（水力机械）．北京：水利电力出版社，1985．
〔2〕骆如蕴．水电站动力设备设计手册．北京：水利电力出版社，1989．
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左右。
本电站下游尾水位低，厂内所有渗漏及检修排水均通过管道自流排入尾水渠。2. 2
油系统
本电站油系统不敷设专门管路，且业主在邻近流域建有电站，设有油处理及化验设备，故本电站仅设两台KCB －83. 3型移动式油泵，两台0. 5m 3移动油车。2. 3
压缩空气系统
本电站选用的调速器及进水阀均为自带储能