供水系统阀门启闭对机组运行及调压室涌浪水位影响分析

庞治星

（广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510000）

1 工程概况及系统概述

韶关市乳源瑶族自治县南水水库供水工程，是从南水水库取水，经输水管道、配水管线输水到韶关市的武江区、浈江区、曲江区和乳源县的乳城镇等5个乡镇，以满足城乡居民的生产和生活用水需求。工程输水干线总长约37.985km，工程设计水平年为2020年，年最大取水规模为10911万m3，二期为2030年，年最大取水规模为19295万m3，供水设计保证率为97%。本工程通过DN2400钢管从南水电站4号支洞取水，压力管道经南源电站分水后，管道直径变为DN2000，经过南水电站厂区后，东偏南方向穿过乳源河分水进入乳源自来水厂，接着由DN2000主管布置于G323国道北侧并延伸至社主村段规划的二狮岭水厂预留分水口，该处分水口管道直径变为DN1800，后穿越京港澳高速公路继续沿着G323国道北边布置，其后管道沿着盛强路、沐溪五路、莞韶大道布置后交水于新建西河二水厂。

2 计算工况

2.1 近期流量规模

工况B1：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位88.454m，电厂5台机组以额定出力正常运行，仅事故阀1关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B2：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位88.104m，电厂1号、3号大机组以限制出力21.09MW、24.36MW运行，1号大机组以限制开度72%运行，3号大机组以限制开度82%运行，其余机组不运行，仅事故阀1关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B3：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位89.944m，电厂1号大机组以限制出力21.67MW运行，其他四台机组额定出力运行，仅事故阀1关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B4：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位88.454m，电厂5台机组以额定出力正常运行，仅事故阀2关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B5：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位88.104m，电厂1号、3号大机组以限制出力21.09MW、24.36MW运行，1号大机组以限制开度72%运行，3号大机组以限制开度82%运行，其余机组不运行，仅事故阀2关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B6：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位89.944m，电厂1号大机组以限制出力21.67MW运行，其他四台机组额定出力运行，仅事故阀2关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B7：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位88.454m，电厂5台机组以额定出力正常运行，仅事故阀3关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B8：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位88.104m，电厂1号、3号大机组以限制出力21.09MW、24.36MW运行，1号大机组以限制开度72%运行，3号大机组以限制开度82%运行，其余机组不运行，仅事故阀3关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B9：仅西河二水厂供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，电站厂房下游运行水位89.944m，电厂1号大机组以限制出力21.67MW运行，其他四台机组额定出力运行，仅事故阀3关闭，水厂末端调流阀不关闭。

2.2 远期流量规模

工况B10：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m，电站厂房下游运行水位88.454m，电厂5台机组以额定出力正常运行，仅事故阀1关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B11：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m电站厂房下游运行水位88.104m，电厂1号、3号大机组以限制出力20.89MW、24.12MW运行，1号大机组以限制开度72%运行，3号大机组以限制开度82%运行，其余机组不运行，仅事故阀1关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B12：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m，电站厂房下游运行水位89.944m，电厂1号大机组以限制出力21.67MW运行，其他四台机组额定出力运行，仅事故阀1关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B13：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m，电站厂房下游运行水位88.454m，电厂5台机组以额定出力正常运行，仅事故阀2关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B14：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m电站厂房下游运行水位88.104m，电厂1号、3号大机组以限制出力20.89MW、24.12MW运行，1号大机组以限制开度72%运行，3号大机组以限制开度82%运行，其余机组不运行，仅事故阀2关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B15：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m，电站厂房下游运行水位89.944m，电厂1号大机组以限制出力21.67MW运行，其他四台机组额定出力运行，仅事故阀2关闭，水厂末端调流阀不关闭；

工况B16：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位216.244m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m，电站厂房下游运行水位88.454m，电厂5台机组以额定出力正常运行，仅事故阀3关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B17：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位194.744m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m电站厂房下游运行水位88.104m，电厂1号、3号大机组以限制出力20.89MW、24.12MW运行，1号大机组以限制开度72%运行，3号大机组以限制开度82%运行，其余机组不运行，仅事故阀3关闭，水厂末端调流阀不关闭。

工况B18：西河二水厂与二狮岭水厂同时供水，上游正常蓄水位226.644m，西河二水厂配水池设计水位128.00m，二狮岭水厂配水池设计水位138.00m，电站厂房下游运行水位89.944m，电厂1号大机组以限制出力21.67MW运行，其他四台机组额定出力运行，仅事故阀3关闭，水厂末端调流阀不关闭。

3 事故阀关闭过渡过程对机组正常运行的影响分析

在上述事故阀门关闭过程中，机组正常运行（参与开度调节）的出力变化及调压室水位波动情况如表1所示：

由表1可知，所有工况中机组出力均未超过110%出力限制线，其中，供水工程近期流量规模条件下，工况B1机组最大超出力幅度最大，1号小机组最大超出力为0.14MW，超出力幅度为3.28%；供水工程远期流量规模条件下，工况B10机组最大超出力幅度最大，1号小机组最大超出力为0.26MW，超出力幅度为6.24%。可见供水系统事故阀关闭对于南水南源水电站5台机组正常运行的影响较小。

根据各机组出力变化过程和各调压室水位变化过程分析，调压室涌浪水位的波动幅度也较小，所有工况调压室最高涌浪水位均满足251.044m控制要求，所有工况调压室最低涌浪水位均满足177.24m控制要求。供水工程近期流量规模条件下，工况B9中上游调压室J4水位向上振幅最大，向上最大振幅为1.25m，工况B4和B7中上游调压室J4水位向下振幅最大，最大振幅为0.17m；供水工程远期流量规模条件下，工况B10中上游调压室J4水位向上振幅最大，向上最大振幅为2.23m，工况B16中上游调压室J4水位向下振幅最大，最大振幅为0.17m。

表1 事故阀门关闭调压室参数计算结果表

4 结论与建议

供水系统事故阀关闭对于南水南源水电站5台机组正常运行（运行方式为开度调节）的影响较小，在近期流量规模和远期流量规模下，超出力幅度分别为3.28%与6.24%，调压室涌浪水位的波动幅度也较小，所有工况调压室最高涌浪水位均满足251.044m控制要求，所有工况调压室最低涌浪水位均满足177.24m控制要求。因此，南水水库供水工程选择南源电站进水压力钢管分水口作为水源点是科学合理的，通过科学的管理调度可保证电站的运行稳定性。