劉東東，周麗娜，肖　妮

(1.杭州亞太水電設(shè)備成套技術(shù)有限公司，浙江■杭州■310012；2.水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江■杭州■310012； 3.水利部農(nóng)村水電工程技術(shù)研究中心，浙江■杭州■310012)

1　工程概況

肯尼亞韋布耶1級(jí)水電站項(xiàng)目現(xiàn)為可行性研究階段，項(xiàng)目廠址位于肯尼亞奔戈馬縣韋布耶鎮(zhèn)Nzoia河Nabuyole瀑布下游的左岸，距韋布耶鎮(zhèn)約5 km。水電站廠房的河對(duì)岸為1座自來(lái)水水廠，A104國(guó)道到廠房既可以從右岸通過(guò)水廠上游新修的橋進(jìn)入，也可以從左岸的5.5 km便道進(jìn)入，交通方便。水電站設(shè)計(jì)為引水式地面廠房，電站裝機(jī)容量4×10 MW，4臺(tái)立式混流水輪發(fā)電機(jī)組，年發(fā)電量為177.95 GW·h，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)為4 449 h。

樞紐擋水建筑物為攔河閘壩，呈直線型垂直布置于河道，壩址位于Nabuyole瀑布的頂部，從左岸到右岸依次布置有：2孔渠道進(jìn)水口閘門、1孔排污閘門、4孔泄洪沖沙閘、溢流壩、右岸土石壩等建筑物。

明渠長(zhǎng)約510 m，后接壓力前池，前池布置有4孔壓力管道進(jìn)水口閘門、4孔沖沙閘、1孔供水管閘門(后接DN1000鋼管到新建自來(lái)水水廠)。壓力前池后接4孔3.6 m×3.6 m箱涵、4條直徑3.6 m混凝土襯砌隧洞(坡度i=1∶4)，隧洞末端4根DN2600鋼管接入廠房?jī)?nèi)的4臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組。

2　廠房控制高程確定

廠址位于Nabuyole瀑布下游的左岸，地面高程1 455～1 475 m，為茂密的灌木叢。河床堆積有大孤石和礫石，岸坡覆蓋層厚0.5～3 m。廠房基礎(chǔ)為花崗片麻巖，該地層穩(wěn)定、強(qiáng)度高、承載力大、工程地質(zhì)條件好，可以滿足地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求。

廠房下游最低尾水位的確定可根據(jù)1臺(tái)水輪機(jī)的額定流量從Nzoia河下游水位與流量關(guān)系曲線中查取，同時(shí)考慮到韋布耶2級(jí)水電站(規(guī)劃建在韋布耶1級(jí)水電站的下游)擋水建筑物的影響，最終確定本工程廠房下游最低尾水位為1 451.20 m。

機(jī)組安裝高程由水輪機(jī)機(jī)型、吸出高度、廠房下游最低尾水位等綜合確定，定為1 451.00 m，隧洞末端水平段中心線高程為1 451.00 m。廠區(qū)地面高程需要考慮防洪、排水、交通等因素定為1 459.05 m，發(fā)電機(jī)層與安裝間層同高定為1 459.20 m，基礎(chǔ)最低開(kāi)挖高程為1 443.90 m。根據(jù)主閥(DN2600液壓操作重錘蝶閥)的尺寸和操作要求，確定閥坑底高程為1 448.00 m。上游側(cè)2個(gè)集水井底板高程為1 444.20 m，下游側(cè)2個(gè)技術(shù)供水池底板高程為1 445.24 m。

上游側(cè)副廠房分2層，上層同發(fā)電機(jī)層齊平，下層同水輪機(jī)層齊平，副廠房房頂高程為1 464.30 m。尾水渠為1∶3的反坡通向下游，其末端高程考慮到要保證最低尾水位的要求，定為1 450.90 m(用堰流公式計(jì)算堰上水頭為0.3 m，最低尾水位1 451.20 m-0.3 m=1 450.90 m)。

橋機(jī)軌道頂高程按起吊轉(zhuǎn)子高度、起吊轉(zhuǎn)輪和主軸的高度、吊具總高度、跨越設(shè)備高度來(lái)確定，軌頂高程為1 467.50 m，橋機(jī)為QD—75/20T型電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)，橋機(jī)最大高度加上檢修空間高度確定鋼屋頂起坡點(diǎn)高程為1 470.50 m(見(jiàn)圖1)。

圖1廠房橫剖面示意

3　廠房平面布置

根據(jù)地形地質(zhì)條件和交通要求，確定廠房、升壓站的位置。Nzoia河左岸為緩坡，種植有甘蔗和玉米，部分為草地和荒地；Nzoia河右岸有鐵路線經(jīng)過(guò)，地形相對(duì)較高，且瀑布下游建有老自來(lái)水水廠。綜合考慮引水渠道、前池、廠房、升壓站都建在左岸，廠房靠近河邊，上游為山體內(nèi)隧洞，廠房縱軸線略垂直于河道，寬34.8 m的尾水渠向右岸轉(zhuǎn)30°引向下游。132 kV室外升壓站布置于廠房左側(cè)，長(zhǎng)58 m，寬33 m，長(zhǎng)邊距廠房5 m，2臺(tái)25 000 kVA油浸式變壓器通過(guò)1回132 kV線路送至韋布耶鎮(zhèn)132/33 kV變電站。

主廠房寬度的確定要考慮到水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)機(jī)型結(jié)構(gòu)尺寸、主閥長(zhǎng)度、尾水流道的長(zhǎng)度、機(jī)電設(shè)備布置、橋機(jī)跨度和起吊范圍、交通尺寸的要求；綜合確定主廠房寬15.6 m ，橋機(jī)跨度13 m。副廠房位于主廠房的上游，分2層，根據(jù)屏柜的數(shù)量和尺寸，確定副廠房寬7 m，尾水閘門段寬4.75 m。

機(jī)組中心線間距的確定考慮到機(jī)組間蝸殼外包混凝土厚度、機(jī)組間發(fā)電機(jī)風(fēng)罩外緣間距、通道尺寸、廠房分縫的要求，確定機(jī)組中心線間距為10 m，機(jī)組縱向中心線距上游主廠房外邊墻距離為9.55 m。安裝間由進(jìn)廠公路所決定，設(shè)在主廠房左側(cè)，廠房大門在安裝間的下游側(cè)?？紤]到橋機(jī)起吊范圍和主要設(shè)備的安裝要求，取安裝間長(zhǎng)12.7 m，用伸縮縫和主機(jī)段隔開(kāi)。主機(jī)段分兩塊，每塊分2臺(tái)機(jī)組，每塊長(zhǎng)20.7 m，中間用20 mm伸縮縫隔開(kāi)，廠房總長(zhǎng)54.14 m。

發(fā)電機(jī)層副廠房從左到右依次布置有衛(wèi)生間、高壓開(kāi)關(guān)柜室、中控室、辦公室、工具間、樓梯間。每臺(tái)機(jī)組有5面機(jī)旁屏布置在廠房上游側(cè)；每臺(tái)機(jī)組配備有1臺(tái)高油壓調(diào)速器，型號(hào)GYWT—8000，布置在機(jī)組上游右側(cè)。

水輪機(jī)層布置有油處理室、勵(lì)磁變和廠變室、空壓機(jī)室、水泵房、備品備件室，在1號(hào)機(jī)和2號(hào)機(jī)、3號(hào)機(jī)和4號(hào)機(jī)之間的大體積混凝土中分別設(shè)有1個(gè)集水井和1個(gè)技術(shù)供水池。由于Nzoia河的水很渾濁，水中含泥量較高，所以要設(shè)技術(shù)供水池，水可以從新建的自來(lái)水水廠引過(guò)來(lái)(見(jiàn)表1)。

表1　廠房、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)基本參數(shù)

4　結(jié)　語(yǔ)

結(jié)合地質(zhì)地形條件，提出了肯尼亞韋布耶1級(jí)水電站主廠房、副廠房、升壓站、尾水建筑物的布置設(shè)計(jì)方案，為本項(xiàng)目可行性研究階段提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。