簡(jiǎn)介： 小型水電站的設(shè)計(jì)方案和思路直接關(guān)系到水電站的投資、工期和發(fā)電效益。六百丈二級(jí)水電站的設(shè)計(jì)，從實(shí)際出發(fā)，選擇最適宜和經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
關(guān)鍵字：小型水電站 設(shè)計(jì)方案 方案選擇 優(yōu)化設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)效益
１概述
六百丈二級(jí)水電站位于安徽省石臺(tái)縣舒溪河上游的龍井河上，屬于龍井河梯級(jí)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，也是“十五”期間石臺(tái)縣農(nóng)村水電電氣化建設(shè)的骨干電源工程。該站是利用上游的六百丈一級(jí)水電站發(fā)電尾水，直接引入渠道至龍井河下游集中落差發(fā)電的引水式電站。六百丈一級(jí)站建有年調(diào)節(jié)水庫(kù)，來(lái)水面積為１８．１ｋｍ２，總庫(kù)容６６０萬(wàn)ｍ３，興利庫(kù)容４２４萬(wàn)ｍ３，裝機(jī)容量２×８００ｋＷ，具有不完全年調(diào)節(jié)性能，擔(dān)任池州地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)。
六百丈二級(jí)水電站的樞紐工程有：引水渠道、壓力前池、壓力鋼管、廠房及升壓站等。電站設(shè)計(jì)引用流量１．９２ｍ３?ｓ，設(shè)計(jì)水頭５３．９ｍ，總裝機(jī)容量２×４００ｋＷ，工程于２００２年７月開(kāi)工建設(shè)，２００３年５月并網(wǎng)發(fā)電，總工期僅１０個(gè)月。
２方案選擇
六百丈二級(jí)水電站工程已于１９９７年經(jīng)安徽省水利廳以皖水〔１９９７〕３１６號(hào)文批復(fù)了初設(shè)報(bào)告，同意興建。但由于工程總投資較大，單位電能投資效益較差等原因，遲遲未能開(kāi)工建設(shè)。
�。玻埃埃蹦辏保痹拢苁_(tái)縣水務(wù)局委托，安徽省水電科技咨詢中心水電技術(shù)咨詢部會(huì)同石臺(tái)縣水務(wù)局勘測(cè)設(shè)計(jì)室，共同承擔(dān)了該工程施工圖的設(shè)計(jì)咨詢?nèi)蝿?wù)。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況的變化以及從提高電站運(yùn)行效益、降低工程造價(jià)、實(shí)現(xiàn)減員增效等方面的考慮，對(duì)原初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了一定的改進(jìn)。
原初步設(shè)計(jì)文件中六百丈二級(jí)水電站是通過(guò)２９１０ｍ渠道引至石臺(tái)縣七都鎮(zhèn)查上橋附近，集中水頭約６１．３９ｍ，電站總裝機(jī)為２×５００ｋＷ，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量３４１萬(wàn)ｋＷ·ｈ。但通過(guò)實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)，該渠道后段占用較大范圍的林場(chǎng)土地，設(shè)計(jì)征地賠償較大，工程實(shí)施有一定的難度。故在本次設(shè)計(jì)中將渠道總長(zhǎng)由原先的２９１０ｍ，縮減至２０８１ｍ，避開(kāi)了林場(chǎng)土地，相應(yīng)設(shè)計(jì)水頭減少至５３．９ｍ，電站裝機(jī)容量更改為２×４００ｋＷ，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量為２４０萬(wàn)ｋＷ·ｈ。同時(shí)電站電氣部分裝置由高壓改為低壓，工程總投資由原先的７１８．８６萬(wàn)元降至３９８．８６萬(wàn)元，其中建筑工程總投資為１６９．１２萬(wàn)元，機(jī)電設(shè)備及安裝工程投資１１０．８６萬(wàn)元（其中自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)投資２０萬(wàn)元），金屬結(jié)構(gòu)安裝工程投資３８．５５萬(wàn)元，臨時(shí)工程、征地補(bǔ)償費(fèi)及其他費(fèi)用８０．３３萬(wàn)元，主要設(shè)計(jì)參數(shù)比較（見(jiàn)表１）。
�。城滥嗌硢�(wèn)題的解決
在我省山區(qū)小型水電站的建設(shè)過(guò)程中，尤其是低壩引水式電站，泥沙淤積問(wèn)題非常嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅小水電站的運(yùn)行和使用效益。六百丈二級(jí)電站位于我省皖南山區(qū)，由于雨量豐富，常常有大量山坡上的泥沙被沖入渠道內(nèi)，長(zhǎng)期下去會(huì)影響渠道的輸水能力，加快組的磨損和銹蝕，不利于電站的運(yùn)行管理。
該工程引水渠道斷面尺寸為２．０ｍ×１．３ｍ，且引水渠道較長(zhǎng)，原先僅在壓力前池設(shè)置攔沙坎和沖沙孔，根據(jù)類似經(jīng)驗(yàn)，沖沙效果不太理想。后決定在渠道樁號(hào)１＋７３０處設(shè)置沉沙池１座，尺寸為長(zhǎng)１０．０ｍ，寬４．０ｍ，前后漸變段長(zhǎng)為１．５ｍ，深０．７ｍ。同時(shí)在渠道與壓力前池銜接處增設(shè)攔污柵１座，柵條間距較壓力鋼管進(jìn)水口處攔污柵尺寸稍大，主要用于攔截落入渠道的樹(shù)枝、石塊、動(dòng)物尸體等。通過(guò)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)對(duì)泥沙有較好的沉淀作用，大大減輕了前池的工作負(fù)擔(dān)。
�。磪^(qū)間來(lái)水的利用
六百丈二級(jí)水電站屬于中高水頭的發(fā)電站，因此增加流量對(duì)增加電站的發(fā)電量，提高電站的發(fā)電效益有很大幫助。因此在設(shè)計(jì)中，在引水渠道渠首處建小型漿砌石擋水壩１座，壩頂為開(kāi)敞式溢流，壩高２．５ｍ，長(zhǎng)１０．１ｍ，工程總投資僅１．０２萬(wàn)元。引用六百丈一級(jí)電站和二級(jí)電站之間的區(qū)間來(lái)水約０．１～０．２ｍ３?ｓ，主要補(bǔ)充六百丈二級(jí)電站枯水季節(jié)的發(fā)電來(lái)水，有效提高了電站的發(fā)電效益和運(yùn)行穩(wěn)定性。
�。底詣�(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置
六百丈二級(jí)水電站廠房為地面式，廠房?jī)?nèi)安裝２臺(tái)ＨＬＤ４６－ＷＪ－５０型和２臺(tái)ＳＦＷ４００－６?８５０型。電站建成后通過(guò)３５ｋＶ線路Ｔ接于六百丈一級(jí)電站至池州地區(qū)６５１０變電所的３５ｋＶ輸電線路上。
在電站的設(shè)計(jì)過(guò)程中，本著減員增效的原則，為實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班，少人值守”，通過(guò)和水利部農(nóng)村電氣化研究所合作，選擇了從加拿大引進(jìn)的Ｐｏｗｅｒｂａｓｅ水電站無(wú)人值班控制系統(tǒng)，有效減少了電站的運(yùn)行管理人員，提高了經(jīng)濟(jì)效益。該控制系統(tǒng)配置全套微機(jī)測(cè)量、控制、保護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)組與控制自動(dòng)化。同時(shí)機(jī)組微機(jī)控制系統(tǒng)采用１機(jī)１屏，將一次設(shè)備和二次設(shè)備組合成一塊屏，大大節(jié)省了電站廠房的使用空間。
六百丈二級(jí)水電站自并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，發(fā)揮了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，受到了領(lǐng)導(dǎo)和專家的一致好評(píng)，且建設(shè)工期短，投資見(jiàn)效快，運(yùn)行管理先進(jìn)，已成為我省小型水電建設(shè)的示范典型。
作者單位：安徽省水利水電基本建設(shè)管理局。
