新疆喀什康帕二级水电站增容改造

电力18讯：    一、电站概况
    
康帕二级水电站地处新疆喀什地区英吉沙县境内，位于昆仑山北麓、塔里木盆地西沿。电站始建于二十世纪80年代中期，是康帕大渠上的第二级梯级电站，利用康帕大渠下游的灌溉用水进行发电，布置形式为引水式。电站主要由进水闸、进水渠、直线沉沙池、调节池、前池、压力钢管、发电厂房和尾水渠组成，装机容量P=2×800+1×
1600kW，但长期以来一直未能达到设计出力。
    
随着英吉沙县国民经济的不断增长，人民生活不断改善和提高，对电能的需求量不断增加。尤其2002年该县被列入全国第四批中级电气化县后，对电能的需求量更大，现有的发电量已不能满足需要，必须开发新的电源，对原有电站进行增容改造是重要的途径之一。
    
二、电站达不到额定出力的原因分析
    
通过现场调查，分析康帕二级水电站长期未能达到设计出力的原因，从水工建筑物来讲主要有以下几方面：
    
1．引水渠衬砌采用干砌卵石灌浆，由于引水渠沿线是含粘土较多的砂卵砾石层，渗透性较差，冬季在衬砌的卵石灌浆底部发生冻胀，衬砌层膨胀或塌落(尤其是背阴面)，造成引水渠断面减小，糙率增加，使流速较大幅度降低，达不到设计引用流量。
    
2．引水渠与前池联接处扭面角度较大，形式不合理，造成过流断面收缩减小过大，水流不畅，水头损失加大。
    
3．库山河多年平均含沙量为2.83kg／m3，平均粒径达0.182mm，中值粒径0.0951mm，粒径大于0.050mm的泥沙占全年泥沙总量的67％，其原因是该河上游汇集公格尔、慕士塔格的冰川堆积物，再加上坡陡、流急，故泥沙颗粒粗。夏季来水量大时，通过直线沉砂池也只能排除来水中部分砂石；冬季上游来水量小时，连发电用水量都不能满足，更没有多余的水冲砂，造成引水渠淤积，大量泥砂进入前池。
    
4．前池排砂能力较差，使大量泥砂进入水轮机，造成过流部件严重磨损。
    
5．压力管道较长(583.9m)，直径小(∮=1.3m)，造成较大水头损失，降低了有效运行水头。
    
6．尾水管出口端与尾水渠联接处设计不合理，造成尾水出口出流不利，尾水水面壅高，水面波动较大，水轮机发生振动，影响机组出力。
    
此外，机组过流部件经多次修复后，型线已与原机型不符，机组效率大幅度下降，也是机组达不到额定出力的重要原因之一。
    
根据以上分析，本次将对引水渠、前池和尾水管出门端与尾水渠联接段加以改造，降低机组进口前、出门后的水头损失，为电站增容改造打下一个良好的基础。
    
三、电站改造的基本内容
    
1．水工建筑物。本次康帕二级电站增容改造水上建筑物方面的基本内容有如下几项：
    
(1)引水渠改造
    
本次改造将原衬砌的干砌卵石全部拆除，在衬砌层底部增设30cm厚的戈壁石防冲层。为提高衬砌层的抗冻性，考虑冬季运行水位，引水渠从渠底1.Om高(包括渠底)采用浆砌卵石，表层打60厚C15细石砼，降低引水渠表面糙率(原糙率为干砌石0.033，现改为砼0.017)，提高了渠道的引水能力。改造后，渠道流速增为1.94m／s，远大于输冰流速，输冰问题解决了，渠道引用流量也由原来的6.Om3／s增至8.0m3／s。为保证冬季排冰效果，使浮冰顺利流到排冰悬板上，冬季引水渠水面宽度应与前池宽度基本相等，渠底宽度取1.2m，边坡取1：1，当冬季通过4.Om3／s水时，水面宽度3.08m，而前池宽度为3.05m，基本相等，从而保证了排冰顺畅。
    
(2)引水渠与前池联接扭面改造
    
原引水渠与前池的联接扭面结构形式不合理，角度过大，过流断面小，水流不畅，本次改造将原扭面拆除，扭面采用浆砌卵石砌筑，扭面厚为400mm，采用C15细石砼砌筑，水泥砂浆钩缝，扭画的平面角度取a=13.4°，长度由原来5.25m改为16.4m，使引水渠边坡与前池垂直挡土墙很平顺的联接，保证水流流态的平稳性。
    
(3)前池改造
    
前池存在的主要问题是排冰排砂不利，拦污栅清污不方便。因为前池已布有排冰悬板，悬板安装高程与引水渠末端高程基本相等，原设在倒坡始端到悬板间的舌瓣门只起到切断发电引水的作用，引水渠来水中的悬浮物和冬季冰凌由于舌瓣门的阻挡，全部进入进水室，造成流道阻塞和产生磨蚀。因此，将舌瓣门拆除，在挡砂坎与排冰悬板之间用浆砌石做一挡水墙，并在顶部设宽0.3m、高0.5m的钢筋砼卧梁，卧梁下设0.3m×O.3m的排气孔。卧梁作为拦污栅铰支座的基础，将原发电水从悬板底部<