前言：本站為你精心整理了淺析二級水利水電管道的設計范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

1設計基本資料及依據(jù)

水電站的壓力輸水管道是前池、機組的中間聯(lián)接環(huán)節(jié)，其設計與前池設計、機組造型，電站水能方面有關的詳細資料參見《二級電站技術設計報告》和《二級電站技術設計專題報告集》，其基本資料如下：二級電站設計裝機2臺2500kW，其多年平均發(fā)電量為1750萬kW·h，機組年利用小時數(shù)為3500h，電站保證出力1421kW。電站選用2臺CJ461-W-115/2×13雙噴嘴沖擊式機組，其單機設計流量為1592m3/s，設計水頭195.73m，最大水頭為196.6m，最小水頭192.55m，機組安裝高程為539.8m，支管中心高程539.919m，下游尾水正常水位537.7m，電站具有一壓力前池，前池最高水位為759m，正常水位為756.6m，死庫容2500m3。鋼管進水口中心高程為747.0m，進水室底板高程為746.3m。進行鋼管設計，其主要依據(jù)為水電站壓力鋼管設計規(guī)范（SD144-85），小型水力發(fā)電站設計規(guī)范（GB71-84），鋼結構設計規(guī)范（GB700-65）和水電站機電設計手冊，水工設計手冊等。

2鋼管總體布置設計

鋼管的總體布置主要是鋼管管線走向；鋼管與前池及廠房機組的聯(lián)結方式。其布置應符合電站總體布置要求，考慮地質(zhì)、地形條件，本著節(jié)省投資，水流平順、水頭損失小，施工及運行安全、方便的原則，經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。在鋼管管線布置中，根據(jù)工程地形、地質(zhì)情況方便進出段與其它建筑物及設備聯(lián)接，將鋼管管線在初步設計基礎上平行向下游側移動10m。這樣，主要有下列好處：

（1）便于進行前池進水口布置，鋼管在前池處二級電站管道設計李盛春水電勘測設計分析與探討水工與施工《水利水電》2013年第3期10轉彎距離縮短。

（2）鋼管上段平移后避開了沖溝，提高了鋼管安全度，同時也便于布置前池頂壩泄洪和溢流。

（3）鋼管中部段下移后，原設計需打的一平洞可以取消，降低了工程造價。

（4）鋼管下部原設計在一滑坡體上通過，施工處理難度大，造價高；現(xiàn)平行下移后，可避開高滑坡體，減少砌1000m3，節(jié)省了資金5萬元（1992年建設時單價）。保證了鋼管安全，同時也縮短了支管長度，便于升壓站布置，對廠區(qū)總體布置有利。鋼管與前池的聯(lián)接，采取壩內(nèi)埋管型式，安裝快速閘門。鋼主管與廠房縱軸向成30°角布置，在1＃鎮(zhèn)墩處分兩支管引向水輪機。3鋼管直徑選擇壓力水管直徑選擇是鋼管設計的基礎和關鍵。鋼管直徑選擇應進行技術經(jīng)濟比較確定，選擇技術上可行，經(jīng)濟上優(yōu)越的方案。根據(jù)初步設計和鋼管直徑計算經(jīng)驗公式，初步擬定3個方案進行技術經(jīng)濟比較。

方案1：內(nèi)徑0.9m，全長736.72m；方案2：內(nèi)徑0.9m段長304.51m，內(nèi)徑1.0m段長432.21m；方案3：內(nèi)徑1.0m全長736.72m。對各方案進行水頭損失計算。進行各方案電能損失計算時，電站平均流量按下式確定：Qcp=Ncp9.81y水y發(fā)HH=V上-V中-KQ2cp式中Ncp———平均出力，Ncp=1997.7kW；y水、y發(fā)———分別為水輪機、發(fā)電機平均效率，取y水=83%；y水=94%；V上、V中———分別為上游平均水位，噴嘴計算高程；K———水頭損失系數(shù)，對方案1：K=1.915；方案2：K=1.432；方案3：K=1.092。根據(jù)上式求得Qcp、△H=KQ2cp后，按下式計算電能損失：△E=9.81y水y發(fā)Qcp△H·式中t———1年小時數(shù)。計算結果見附表。按公式β=HD2[β]02mm初估管壁厚度，對各方案鋼管重量進行估算。按發(fā)電平均售電價0.15元／kW·h（1992年建設時單價）計算鋼管電費損失根據(jù)上述計算進行方案比較，確定最終方案。從水頭損失來分析，內(nèi)徑0.9m方案最大水頭損失為25m，這將造成機組選型困難，水輪直徑必須大一個檔次，機組造價將大大增加。而方案2最大水頭損失為l8m，方案3最大水頭損失為14.5m，不會造成機組造型問題。從制造、安裝及運輸?shù)确矫姹容^，三個方案的直徑相差不多，無大的困難。鋼管直徑的最后確定在于其經(jīng)濟優(yōu)越性。由方案1和方案2比較，其單位電能投資0.5元/kW·h比電站綜合單位電能投資0.6元/kW·h??；其回收年限為3.28年，顯然方案2比方案1優(yōu)越。對方案2和方案3比較，其單位電能為0.94元／kW·h，比電站綜合單位電能投資0.6元／kW·h大，回收年限也達6.27年，故方案2比方案3也優(yōu)越。

3小結

綜上所述，從便于機組選型和經(jīng)濟上來分析，方案2是最優(yōu)方案，故技術設計最后選用方案2作為設計方案。

作者：李盛春單位：永州市水利水電勘測設計院