浅谈参窝水库淤积对发电的影响论文
1 工程概况
1.1 工程简介
参窝水库位于辽宁省辽阳境内太子河干流上，是一座以防洪为主，兼顾灌溉、工业用水、并结合供水进行发电的综合利用的大(Ⅱ)型水利枢纽工程。参窝发电厂为坝后式电厂，1973 年发电厂厂房竣工，1974 年4 月正式投入运行，现有5 台发电机组，总装机容量44 440 kW，设计年发电量8×108 kW·h，截至2011 年年底，累计发电31.776 亿kW·h。1 号、2 号机组单机装机容量2×20 000kW·h，流量80.6 m3/s，额定转速214.3 r/min，最高水头36 m，设计水头28.5 m，最低水头22 m，3号机组单机装机容量3 800 kW·h，流量14.7 m3/s，额定转速300 r/min，最高水头37 m，设计水头30.5 m，最低水头22 m。4 号、5 号机组装机容量是2×320 kW·h。
1.2 水库及水文特性
水库设计最高水位仍保持102.0 m，相应库容7.91 亿m3，水库设计洪水位100.8 m，相应库容为7.298 亿m3，正常蓄水位96.6 m，相应库容为5.43m3;防洪限制水位86.2 m，相应库容为2.14 m3，死水位74.7 m，相应库容为3.467 m3。
坝址以上流域面积6 175 km2，年径流量24.5亿m3，全流域降雨均值为850 mm，多年平均径流量是78 m3/s。多年平均输沙率为0.616 kg/m3，输沙量为194 万t。
2 水库的运行方式
参窝水库承担着辽阳市城市防洪任务，保护着10.93 万hm2 设计农田，灌溉面积为4.67 万hm2。发电用水和灌溉调度用水之间经常发生矛盾，虽然电费是主要的经济来源，但从水库的安全运行和保护下游灌区用水和防洪方面，严格按照“电调必须服从水调”的原则和水利厅批复的“度汛方案”调整水位，在每年的汛期，保证水位在限制水位以下。
3 水库淤积对发电的影响
太子河属于少沙河流，但是由于库区周边采选企业向库区弃岩弃渣，选矿企业向库区排放尾矿，填土造地，违法圈地建房、建厂，企业破坏山体植被，造成严重的水土流失，水库上游企业违规生产，淤积水库库容。
由于参窝水库严重淤积，防洪库容减少，直接造成水库防洪能力的下降，并且又被列入病险运行水库，因此在满足下游防洪任务、以及大坝的自身防洪安全的前提下，降低水库汛限水位运用，并对水库调洪运用方式进行了调整。2012 年主汛期水库限制水位调整到81.7 m，2011 年之前汛限水位是86.2 m，降幅达4.5 m。这种方式虽然保证了下游的防洪标准和大坝抗洪能力，但降低汛限水位运行，完全靠牺牲参窝水库兴利效益来保证下游防洪任务。
3.1 发电机负荷随水位的变化
发电机的发电负荷随着水位的高低不同而不同，在水位为86.2 m 时，发电机的负荷可达到额定负荷的79%，在84 米时能达到额定负荷的52%，低于84 m 时停机。机组在低负荷运行时，会产生振动，对机组本身会造成影响。
3.2 汛限水位调整对发电量的影响
以2012 年水库调度为例，在库水位为86.2 m时，日发电量为88 万kW·h，经过尾水出库的水量为1 600 万m3。平均发电耗水率为18 m3/kW·h。在库水位为84.3 m 时， 日发电量为78 万kW·h，经过尾水出库的水量为1 443 万m3，平均发电耗水率为18.5 m3/kW·h。
2012 年7 月9 日到29 日，水库水位低于86.2m，此时间段通过底孔出库的总水量大约为3.06亿m3，如果限制水位在86.2 m 以上并用于发电，则可以发约1 700 万kW·h 电。如果限制在84 m以上并用于发电，则可以发电约1 654 万kW·h。由于机组的最低运行水位是84 m，低于84 m 时运行对机组损害过大，故这部分水因为水位调整的原因被弃而不能发电。
3.3 泥沙过机影响
由于淤积越来越严重，汛期入库的水含沙量比较大，在没有澄清之前就进入了引水道，含沙水流对机组过流部件会在材料表面上产生气蚀和磨损。气蚀现象的发生会造成材料表面凸凹不平，加速设备磨损，造成水流的局部扰动和气蚀的进一步发展，转轮的不对称加剧机组的振动，影响机组的安全运行。
3.4 泥沙对冷却系统的'影响
泥沙对技术供水系统的影响主要表现再磨损、淤堵。泥沙的磨损如果严重的话,可导致发电机空冷器和轴承油冷却器钢管磨穿，会发生发电机缺员受损，烧坏发电机;轴承则会在无润滑下运行，导致轴承烧息。
在冷却水中各类盐物质的作用下，长时间运行的管壁内产生不同程度的结垢。水中的沙子颗粒进入冷却管后，会产生堵塞或者影响冷却水正常循环。严重时会使机组运行温度过高而被迫停机。
4 建议
1)加大对库区周围的采矿业的管理和山体植被的保护。
2)对大坝进行除险加固，增加大坝的防洪能力，提高在汛期水位的高度，力争汛期水位达到水轮机组正常运行的最低水位。
3)由于水库淤积特别严重，可实行坝体加高工程，增加库容，提高大坝的蓄水水位和防洪能力。
4)汛期前后对机组过水部件进行检查，对磨损和气蚀较大的部位加强检查，使用先进的材料进行防护处理。
5)低水位运行期间，加大对减压阀的检查及排污，注意冷却水压力幅度变化，以防水管被堵。加大振动，摆度测量，找出不同水位下的振动区，避免振动区运行。
5 结语
参窝水库所在的太子河虽属于含沙低的河流，但是最近几年，由于库区周边环境恶化的原因，水库淤积特别严重，淤积程度超过了18%，再加之大坝的病险运行，所以水库防洪能力下降，在汛期被迫超低水位运行，不但影响了机组的健康运行，还影响了发电效益。做好水库调度，尽量在坝前不产生大量泥沙，坝体加固，提高水位，汛前仔细检查机组各个部件，才是解决水库淤积对发电所带来问题的前提。
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