2020二建水利水电讲义：水电站装机台数比选

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水电站装机台数比选设计方案

1.电站基本特性参数：

N装4000kw;

H.设27m;

Hmax30m;

Hmin26m;

Q设17.5m3/s;

多年平均利用小时3236小时/年;

设计洪水位304.5m;

正常蓄水位302.5m;

正常蓄水位库容0.03×108m3;

2.根据以上电站基本特性参数，初选四种组合进行比较：

2.1装机为2000kw×2台，总装机容量4000kw;

水轮机HLA551-LJ-120;

发电机SF2000-16/2600;

H.额27m;

Q额9m3/s;

水轮机出力2212kw;

转数375r/min;

效率91%;

发电机出力2013kw;

允许吸出高程4.0m;

2.2装机为1250kw×3台，总装机容量3750kw;

水轮机HLA551-LJ-100;

发电机SF1250-14/2150;

H.额27m;

Q额5.8m3/s;

水轮机出力1436.9kw;

转数428.5r/min;

效率90%;

发电机出力1293kw;

允许吸出高程4.0m;

2.3装机为1000kw×4台，总装机容量4000kw;

水轮机HLA551-LJ-84;

发电机SF1000-12/17300;

H.额27m;

Q额4.5m3/s;

水轮机出力1096.5kw;

转数500r/min;

效率88%;

发电机出力964.97kw;

允许吸出高程4.0m。

2.4装机为2000kw×1台，1000kw×2台，总装机容量4000kw;

水轮机HLA551-LJ-120×1台;HLA551-LJ-84×2台;

发电机SF2000-16/2600×1台;SF1000-12/1730×2台;

H.额均为27m;

Q额分别为9m3/s和4.5m3/s

水轮机出力分别为2212kw和1096.5kw;

转数分别为375r/min和500r/min;

效率分别为91%和88%;

发电机出力分别为2013kw和964.97kw;

允许吸出高程均为4.0m。

3.四种装机台数工程投资指标

上述四种装机台数工程投资指标见下表：

单位：万元

项目

方案设备费安装费压力管道厂房合计投资差(+/-)

12000kw×2台37040.273.5236.45646.65

21250kw×3台42654.687.52328.47823.09+176.44

31000kw×4台47065.497.58409.64969.12+322.47

42000kw×1台1000kw×2台42052.990.04345.76835.16+188.51

注：设备费为出厂价，不含包装费、运输费;建筑工程设备估价表略。

4.方案比选推荐

推荐采用装机为2000kw×2台方案，其理由如下：

4.1从投资上看机组台数越多，投资越大，装3台机组较装2台机组投资增加176.44万元，装4台机组较装2台机组投资增加322.47万元。装机超过四台后，变配电设备就要设两套，其投资增幅更大，经济指标更差。第1种组和投资最省，为首选方案。

4.2根据厂家提供资料，总装机已确定条件下，单机容量小而多，机组效率低。装机为2000kw×2台时，机组效率最高91%，发电机出力4026kw，出力排位第1。装机为2000kw×1台和装机1000kw×2台时，机组效率为89%，发电机出力3930kw，出力排位第二。装机为1250kw×3台时，机组效率90%，发电机出力3879kw，出力排位第三。装机为1000kw×4台时机组效率最.低88%，发电机出力3859kw，出力排位第四。从四种装机台数比选看，第1种组合机组效率最高，发电机出力居首位。

4.3机组台数、机组类型越多，运行配件，检修材料备用量越大。检修难度增加，使运行管理成本及设备维修费提高。四种方案中第1种方案机组台数最少。

4.4根据工程建设地点1958～1999年月平均流量计算成果，每年12月至翌年3月份，月平均流量均小于2m/s，而在此期间85%～90～的月份平均流量小于1m/s。若电站在冬季无保温和必须供电要求，单机容量不宜过小，第1种方案仍然居优势。

4.5该电站为日调节水库，其库容为300×104m3，具有一定调节能力，枯水季节来水量较小时，可蓄满水后在用电高峰时集中发电，单机2000kw，流量9m3/s，可以满负荷发电，还能使机组在高效区运行，同时还有调解做用，第1种方案完全可以满足要求。

4.6推荐方案

综上所述，根据本电站特点及天然来水量，从投资、机组效率及运行检修管理方面综合分析，第1方案的装机2000kw×2台为最优方案。

5.结论

水电站装机台数设计方案的选择，要充分考虑以下主要条件：

5.1选择机组组合要求工程投资最少。找一个装机台数和投资最少结合点。

5.2选择机组组合要求效率最高。容量和机型确定以后，相对大一些的机组效率要高，如果无其它特殊要求，要采用的方案是机组效率较高的组合。

5.3选择机组组合要求工程平面部置最佳。普通水电站平面部置受主槽横断面限制，因为不同机组直径大小和所占横断面大小不完全成正比，机组越多所占横断面尺寸就越大，水流主槽横断面距离也是确定机组台数的主要因素。

5.4选择机组组合要求与天然来水量周期相互匹配。来水流量增减，大小机组要配合，如果有厂房保温或必须供电要求(有直供区)，要满足小流量用小机组发电要求。

5.5选择机组组合要求与水库(上水池)调解能力相适应，对一些有调解能力的水库电站，来水量较小时，可蓄水集中发电，让机组在高效率区运行。

5.6选择机组组合要求与运行检修管理相协调，机组台数和机型多无疑配件多，不但技术储备量要大，维修费用也高。从这个意义上讲，机组台数类型越少越好。

总之，水电站装机台数方案设计参考要素是多方面的，要做到安全经济，技术可靠是一个永恒的课题，需要进行不段的研究和探索。

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