某水電站增效擴容改造初步設計報告-預覽頁

　

【正文】 壩后電站發電（萬 Kwh） 渠首 電站多年平均發電量： 萬 kwh；壩后電站多年平均發電量： 萬 kwh 10 通過計算 XX 河壩 電站多年平均發電量 萬 kWh，較改造前設計發電量 220 萬kWh 增加發電量 萬 kWh,增加比例為 32%。改造后總裝機容量 1MW，根據國家《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL2522021，本工程為 Ⅲ等工程，大 壩、廠房等永久性建筑物按 3 級建筑物設計，次要建筑物按 4 級建筑物設計。 工程任務和規模 電站 技術改造任務 XX 河壩 電站自 1958 年投產以來，已運行 50 多年。及 60176。下伏基巖，為石灰巖及其互層，巖層產狀 125176。 庫岸基巖裸露，因節理發育，巖體較破碎，山坡表層的殘坡積層在重力、水文氣象等因素作用下，局部的小型坍塌、滑坡對水庫影響不大，庫岸基本穩定。 表 1－ 3 XX 河壩 壩址各典型年徑流 m3/s 頻率典型年 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1970 10%豐水年 1985 50%平水年 1969 90%枯水年 7 工程地質 區域地質概況 河壩 位于 XX 河流域干流上，在 XX 舜皇山林區，屬萌渚嶺山系的一部分，境內大部分的山地在海拔 200— 1000m 之間，群山連綿，河流溪溝曲折蜿蜒，兩岸山坡陡峻，基巖裸露，屬侵蝕中低山地貌類型。 氣象 河壩 電站屬亞熱帶大陸季風濕潤氣候，熱量充足，四季交替分明。 ⑶ 升壓站設備更換。 （二）電氣設備更新改造 ⑴ 高低壓配電裝置更換。發電機更換 3 臺 ，拆除 1 臺 。較改造前 10 年實際平均年發電量 年 kwh增加發電量 萬 kwh，增加比例為 %。 XX 縣電網電力總裝機容量達到 100MW，用電負荷達到 116MW，年用電量達到 6 億 kwh。 ⑷ 更換水輪發電機組，出力效率會大幅度提高。 ⑵ 引水建筑物能滿足輸送流量要求。 電站增效擴容的可行性評價 XX 河壩 電站設計裝機 825kw，設計多年平均發電站 220 萬 kwh， 2021~2021 年電站實際年平均發電量 萬度。由此可見 ，本站 水能利用率是很低的， 對 XX 河壩 電站增效擴容改造十分必要。 電站綜合能效評價 電站水能利用評價 XX 河水閘閘址以上控制集雨面積 , 干流長度 ，干 流坡降 44‰。 ⑶ XX 河壩 電站原調速器型號為 YT 系列，經過多年運行，調速器控制元件磨損老化、調節失靈；調速器是上世紀中生產的老式產品，備品備件無處采購，修復難度很大。由于水軸頸及軸瓦磨損嚴重造成水導振擺過大，既造成較大的容積損失，同時又造成設備臨檢而不能發電。 3 電站存在的主要問題 XX 河壩 電站自 1979 年投產以來，已運行 30 多年，鑒 于電站建設時機電設備的制造技術水平較低，以及運行時間長，設備老化磨損嚴重，電站主要在設備方面存在諸多問題。 ⑶ 水輪機組檢修工作量逐年增大。 ⑵ 機組出力效率明顯降低。 渠首電站裝機容量為 200+125kw，發電尾水進入引水渠，電站設計水頭17m。進口設鋼質平板直升式工作閘門，由 5T 手搖絲 桿啟閉機啟閉。管身為砼預制管，管壁厚 。 沖砂底孔布置于大壩左端，進口底板高程 ，斷面為城門型，寬 1m，直墻高1m，園拱半徑為 ，涵身與壩軸線垂直線成左偏 15176。 在大壩迎水面設置有混凝土防滲面板，防 滲板由多次加固而成，各處厚度不一，頂部至 264m 高程，厚約 ，向下逐漸變薄，至 厚僅 ，至 厚皆為，從 至壩基約 。右岸廠房壩段長 ，壩頂高程 。水閘電站廠房 2 處， 總裝機容量為 825kw。設計灌溉面積 萬畝，防洪保護農田 萬畝、人口 15000 人 。非溢流壩段分為左、右岸壩段，左岸擋水壩段長 ，壩頂高程 ，壩頂寬 ，最大壩高 。挑流鼻坎高程 ，鼻坎寬度 。 溢流面設有厚 的 C20 砼溢流面板，面板里布置有Φ 12 溫度鋼筋，縱橫間距均為 30cm。 原發電引水管（即低涵）位于溢流壩的右端，為直徑 1m的鋼筋混凝土壓力管，進口高程 ，管長 ，進口 長與壩軸線垂直，后 右轉 24176。 2 灌溉引水管（即高涵）位于大壩左端，為漿砌石箱型涵，進口高程 ，斷面尺寸為 。 電站廠房 2 處，其中 壩后電站 裝機容量為 2*250kw，發電尾水進入河床，電站設計水頭 。經現場檢查和查閱資料，電站運行現狀歸納如下： ⑴ 電站水工建筑物陳舊，但基本能滿足發電運行要求。近年來，由于機組空蝕磨蝕嚴重，設備老化等因素，機組出力逐年下降，目前，在水庫處正常水位，水輪機過額定設計流量時， 4機組出力 200 kw 左右，機組出力降低 15~20%左右，機組效率水平已低于 75%。發電機組、主變壓器、控制保護設備、起重設備都是上世紀 70 年代出廠產品，老化嚴重，有些配件已難以采購，電站雖能勉強維持運轉，但故障率高，運行狀況差，維修任務大，停電時間長，急需要更新改造。 ② 轉輪密封間隙過大。 本電站水輪機組新機時的效率大約為80%，由于水輪機通流部件空蝕、磨蝕導致的水力損失逐漸增大，目前機組效率已大幅下降。電站主變壓器三臺，型號分別為 S7315/400V2 臺 和S7400/400V，均是上世紀 80 年代產品；高壓開關柜、控制保護設備都是老式產品，繼電器、控制儀表、測量儀表全部是機械式產品，技術水平低，且運行時間長，已嚴重老化，運行中故障率高，耗電量大，既不安全，又不節能，難以適應電站安全經濟運行要求。根據電站水4 能計算， XX 河壩 電站 壩址 控制 集雨面積 ， 多年平均流量 ，水能利用率僅 60%左右。 由于機組出力效率低，單位電能耗水率大大增加，電站發電量大幅度減少，嚴重影響了電站經濟效益的發揮。 XX 河壩 電站發電多年平均可用水量 6528 萬 m3，改造后發電量 萬 kwh，需要供水量 4587 萬 m3。本次技術改造水輪發電機組5 臺數 減小 1 臺， 主變壓器臺數不 變 ，高低壓配電屏柜及輔助設備臺數與原來基本相同，控制保護采用微機自動化裝置，屏柜臺 數還有所減少，廠房及升壓站原有建筑物結構及尺寸都能滿足改造要求。 XX 河壩 電站電力輸入 XX 縣電網， XX 縣電網與湖南省電網已連網。 電站技術改造目標與內容 電站技術改造目標 XX 河壩 電站增效擴容改造主要目標為： ⑴ 通過增效擴容改造 ，消除電站安全隱患， 減小不合理的裝機， 提高電站經濟效益 ； ⑵ 水輪發電機組綜合效率由原設計 82%提高到 90%； ⑶ 多年平均發電量由原設計 250 萬 kwh 增加到 萬 kwh，增加發電量 萬kWh，增加比例為 32%。 ⑵ 發電機更換。 ⑷ 油、氣、水系統設備及管路更換。包括發電機組及調速器機旁屏柜、微機控制保護裝置、微機監控裝置、自動化裝置、直流系統裝置、工業電視裝置、通信系統裝置等。閘址以上控制集雨面積 , 干流長度 ，干 流坡降 44‰。結果見表 1－ 3。 主要建筑物工程地質條件 庫區 工程地質 庫區為高山峽谷地形，庫岸山體極為雄厚，庫盆由 砂 巖組成，滲透性較弱，水庫無滲漏之憂。 地表覆蓋層為第四系全新統沖積層（ alQh）砂質壤土，礫卵石夾砂厚 4－ 5 m，以及坡積殘積層（ dl+elQH）粘土碎石，厚 2－ 3 m。/NE78176。廠房基礎座落于弱風化巖層上。 8 水庫和電站特征水位 XX 河壩 最大壩高 ，總庫容 萬 m3，正常庫容 102 萬 m3。 計算成果匯總見表 1－ 4。 原電站裝機容量選擇不合理， 本次電站 增效 擴容改造 ，渠首電站保留 一臺 2200kw機組， 取消 1 臺 125kw 機組 ，取消后機組發電量只減小 萬度；壩后電站 裝機容量升級為 2 臺 400kw，總裝機容量 3 臺 1000kw。是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電等綜合效益的中型水利工程 本工程 河壩 總庫容為 萬 m3，改造后總裝機容量 1MW，根據國家《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL2522021，本工程為 Ⅲ 等工程，大壩、廠房 等永久性建筑物按 3 級建筑物設計，次要建筑物按 4 級建筑物設計。 11 表 15 壩后發電機與水力機械主要改造內容表 序號 名稱 原有設備規格型號 改造內容 數量 1 水輪機 HL260WJ60 更換為 HLA551c—WJ—71 2 臺 2 發電機 TSWN9019 更換為 SFW40012/990 2 臺 3 調速器 手動調速器 更換為 SDT300 手電動調速器 2 臺 4 勵磁 FKL21 更換為新型號靜止可控硅 2 臺 5 進水閥 Z45T10 Dg800 更換為 Z945T10 Dg800 2 臺 6 吊車 新增 1 臺 5t 電動單梁 起重機 1 臺 渠首 電站發電機與水力機械主要改造內容表 （ 表 16） 序號 名稱 原有設備規格型號 改造內容 數量 1 水輪機 ZD661LMy60 拆除 1 臺 HL123WJ50 更換為 HLA551c—WJ—50 1 臺 2 發電機 TSN59/7418 拆除 1 臺 TSWN85/3 更換為 SFW200—8/850 1 臺 3 調速器 手動調速器 拆除 1 臺 手動調速器 更換為 SDT300 手電動調速器 1 臺 4 勵磁 TFKL 拆除 1 臺 TFKL 更換為新型號靜止可控硅 1 臺 電氣設備改造設計 電氣一次設備改造 電站增容改造后主結線方案不變， 3 臺發電機 出線回路采用單母線接線， 2 回， 各處各經 1 臺 S7 變壓器升壓到 10KV，再經 2 公里 10KV線路輸電至 大廟口 變電站 110kV 線路送入電網。現元件很難買到，且存在本身故障多 ,保護拒跳 ,亂動作。 消防 及暖通 設計 消防 根據現行的消防設計規范和設計原則，本電站增效改造后廠區內的消防以水滅火為主要消防方式，重新設置消火栓滅火系統，新增設兩臺專用消防水泵，給消防供水環管供水加壓，其水量和水壓按滿足最大一次消防用水的需求。在廠房橋式起重機上配 2 具手提式磷酸胺鹽干粉滅火器。 在廠房內的疏散通道、各樓梯間及安全出口處均設有消防應急照明燈及安全疏散指示標志，并采用自帶的蓄電池作為備用電源。 各部分施工均不涉及新增施工便道問題。 施工進度計劃 整個工程施工進度計劃為期六個月，主要工期安排在 2021 年 11 月至 2021 年 4 月，高峰期施工砌筑人員上足 80 人。 XX 河壩 由 XX 河壩 管理所負責管理，本電站管理范圍為：引水壩、發電引水隧洞、壓力鋼管、發電主付廠房、升壓站、尾水渠和進廠公路所在區域。 “湘水建管 [2021]16號 ”文頒布的《湖南省水利工程設計概（估）算編制規定》。 經濟評價 基本依據和基礎資料 本項目為增效擴容項目，經濟評價投資和產出都以增量為基礎數據計算分析。 國民經濟評價 按社會折舊率 12%計算時， 國民經濟 凈現值（ ENPV）為 ，經濟內部收益率 %大于 12%，滿足規程要求。有較高的投資開發價值。設計灌溉面積 萬畝，防洪保護農田 萬畝、人口 15000 人，發電 廠房 2 處， 總裝機容量為 825kw。右岸廠房壩段長 ，壩頂高程 。 在大壩迎水面設置有混 凝土防滲面板，防滲板由多次加固而成，各處厚度不一，頂部至 264m 高程，厚約 ，向下逐漸變薄，至 厚僅 ，至 厚皆為 ，從 至壩基約 。 沖砂底孔布置于大壩左端，進口底板高程 ，斷面為城門型，寬 1m，直墻高1m，園拱半徑為 ，涵身與壩軸線垂直線成左偏 15176。管身為砼預制管，管壁厚 。進口設鋼質平板直升式工作閘 門，由 5T 手搖絲桿啟閉機啟閉。 設計多年平均發電站 220 萬 kwh， 近十 年 實際實際年平均發電量 萬度。升壓站設備基礎和構架為低標號砼現澆，歷經 30 多年的風雨侵蝕，有些表層砼已脫落，裸露出鋼筋，但沒有出現下沉、變形等問題，表象較差，但能維持使用。近年來，由于機組空蝕磨蝕嚴重，設備老化等因素，機組出力逐年下降，目前，在水庫處正常水位，水輪機過額定設計流量時， 4機組出力 200 kw 左21 右，機組出力降低 15~20%左右，機組效率水平已低于 75%。發電機組、主變壓器、控制保護設備、起重設備都是上世紀 70 年代出廠產品，老化嚴重，有些配件已難以采購，電站雖能勉強維持運轉，但故障率高，運行狀況差，維修任務大，停電時間長，急需要更新改造。 ② 轉輪密封間隙過大。 本電站水輪機