某水電站增效擴容改造初步設計報告(更新版)

　　

【正文】 規模確定 為了合理選擇發電流量，以便確定裝機容量和機組選擇設計，利用月平均來水量，考慮水頭損失后，進行徑流和水能計算。 具體改造內容見表 15。 金屬結構 對發電涵管采用內襯鋼管進行加固處理，鋼襯與原鋼筋混凝土襯砌間的空隙進行 回填 灌漿處理。 消防用電設備電源按二級負荷供電，采用單獨的供電回路，在發 生火災時仍能保證消防用電。 主要工程 內容 XX 河壩 電站增效擴容工程的主要項目包括： 電站廠房 修整裝飾 、輸水發電涵洞改造、 機組設備改造 等。 14 工程概算 編制 依據 本工程編制規程及費用計算標準執行采用 “水利部水總〔 2021〕 116 號 ”文頒布的《水利工程設計概（估）算編制規定》，其中工程占地投資執行采用 “湘政發〔 2021〕 43 號 ”文頒布的《湖南省人民政府關于公布湖南省征地補償標準的通知》。財務評價可行。 16 附工程特性表 工程特性表 序 號 及 名 稱 單 位 指 標 備 注 技改前 本次技改 一、水文 1．流域面積 工程地址（壩址）以上 km2 2．利用的水文系列年限 年 26 50 19592021 3．多年平均年徑流量 億 m3 4．特征流量 m3/s 設計洪水標準及流量（ P=2%） m3/s 321 壩址 校核洪水標準及流量（ P=%） m3/s 543 壩址 二、水能指標 裝機容量 KW 825 1000 保證出力（ P=85%） KW 85/280 多年平均發電量 萬 220 近十 年平均發電量 萬 年利用小時 h 渠首 電站 2025 壩后電站 3128 4．工程永久占地 hm2 無增加 三、主要建筑物及設備 1．引水壩 型式 重力 壩 重力 壩 壩頂高程 m 最大壩 高 m 31 壩頂長度 m 2．輸水建筑物 進口高程 m 涵洞全長 m 斷面（直徑） m 鋼筋砼圓形 設計引用流量 m3/s 6 6 閘門尺寸 m 17 工程特性表 序 號 及 名 稱 單 位 指 標 備 注 技改前 本次技改 4．廠房 壩后電站 廠房尺寸（長 寬） mm 渠首 廠房尺寸（長 寬 ） mm 水輪機安裝高程 m 廠房地面高程 m 5．開關站 面積（長 寬） mm 201 2 201 2 6．主要機電設備 渠首 電站 水輪機 1 臺 HL123WJ42 HLA551c—WJ—60 1 臺 ZD661LMy60 拆除 發電機 1 臺 TSWN85/3 SFW2008/850 1 臺 TSN59/7418 拆除 調速器 臺 YT300 YWT300 機型 臺 YT300 拆除 勵磁 1 臺 FKL21 新型號靜止可控硅 壩后 電站 水輪機 2 臺 HL260WJ60 HLA551c—WJ—71 發電機 2 臺 TSWN9019 SFW40012/990 調速器 手動調速器 SDT300 機型 勵磁 FKL21 新型號靜止可控硅 額定電壓 KV 主變壓器型號 1 1 臺 S7400/10/ S11250/ 主變壓器型號 2 2 臺 S71000/10/ S111000/ 18 工程特性表 序 號 及 名 稱 單 位 指 標 備 注 技改前 本次技改 2．主要建筑材料 水泥 t 74 砂子 m3 265 卵石 m3 281 塊石 m3 339 鋼筋 t 3．所需勞動力 總工日 工日 4．對外交通（公路） 距離 km 35 XX 縣城 5．施工期限 總工期 月 6 八、經濟指標 1．靜態總投資 萬元 2．總投資 萬元 其中：建筑工程 萬元 機電設備及安裝工程 萬元 金屬結構及安裝工程 萬元 施工臨時工程 萬元 獨立費用 萬元 基本預備費 萬元 建設征地地及移民安置補償投資 萬元 水土保持工程 萬元 環境保護工程 萬元 3．綜合利用經濟指標 水電站單位千瓦投資 元/kw 單位電度投資 元/kwh 發電成本 元/kwh 經濟內部收益率 % 財務內部收益率 % 上網電價 元/kwh 投資回收期 年 19 2 現狀分析與評價 電站現狀分析 工程 基本情況 XX 河 壩 位于湘江一級支流紫水 XX 河上游 XX 縣大廟口境內，距 XX 縣城 35 km，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電等綜合利用的水利工程。挑流鼻坎高程 ，鼻坎寬度 。 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。 壩后電站 裝機容量 2 臺 250kw，發電尾水進入河床，電站設計水頭 。壩后電站 2機 組容量 200Kw，水輪機轉輪磨耗嚴重，最大出力 150 kw，且發電機在出力 140kw 左右發熱嚴重 ，機組效率水平為 75%； 3機組存在與 2機同樣現象， 在設計水頭工況（設計水頭 Hr=17m 時）最大出力 200 kw，機組效率水平為 80%。水輪機轉輪的材質為普通碳鋼，抗空蝕能力低，目前，檢查發現葉片及下環的空蝕和泥沙磨損較嚴重，葉片背面的空蝕部位已被氣蝕成蜂窩狀。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。 ⑶ 水輪機組檢修工作量逐年增大。 XX 河壩近十年發電量統計表 年份 發電量（萬度） 年份 發電量（萬度） 2021 198 2021 195 2021 173 2021 127 2021 150 2021 175 2021 210 2021 145 2021 102 2021 170 小計 833 812 年均 電站運行現狀 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。進口設鋼質平板直升式檢修閘門，由 15T 手搖絲桿啟閉機啟閉。防滲面板設計標號 C15，面板布有Φ 6 溫度鋼筋，縱橫間距各為 30cm。 XX 河 壩 建于 1967 年，主要由壩內引水涵管、攔河閘 、沖砂底孔、壩后電站廠房等建筑物組成。 從以上分析可以看出： 國民經濟 凈現值（ ENPV） 0， EIRR=%12%。 定額采用 ① 建筑工程執行 “水總〔 2021〕 116 號 ”文頒布的《水利建筑工程概算定額》、 “水總〔 2021〕 389 號 ”文頒布的《水利工程概算補充定額》、 “水總〔 2021〕 140 號 ”文頒布的《水利工程概算補充定額（水文設施工程專項）》； ② 安裝工程執行 “水建管〔 1999〕 523 號 ”文頒布的《水利水電設備安裝工程概算定額》、 “水建〔 1993〕 63 號 ”文頒布的《中小型水利水電設備安裝工程概算定額》； ③ 施工機械臺時費執行 “水總〔 2021〕 116 號 ”文頒布的《水利水電工程施工機械臺時費定額》。其他平均每天上足不少于 40 人。 13 暖通 主廠房通風方式為自然進風，機械排風。消防給水系統采用環管向室內外消火栓供水。 本工程屬增容改造項目，原有設備因投運時間較久，不少設備已經老化，由于近年來新產品不斷涌現，對原有設備不是簡單的更換，而是依據增容后的要求，選用性能更好、更節能、環保的新型設備。 水工建筑物設計及復核 XX 河壩 壩址位于 XX 干流 的上游，地處 XX 縣 大廟口 鎮，距 大廟口 鎮 1 km，距XX 縣城 35km。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。及 60176。 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。 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。 （二）電氣設備更新改造 ⑴ 高低壓配電裝置更換。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 %。 ⑷ 更換水輪發電機組，出力效率會大幅度提高。 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。 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‰。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。 ⑶ 水輪機組檢修工作量逐年增大。 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。管身為砼預制管，管壁厚 。 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 。水閘電站廠房 2 處， 總裝機容量為 825kw。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 。 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。 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 。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。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。 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。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。 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。 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。 ⑵ 發電機更換。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。結果見表 1－ 3。 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。廠房基礎座落于弱風化巖層上。 計算成果匯總見表 1－ 4。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。現元件很難買到，且存在本身故障多 ,保護拒跳 ,亂動作。在廠房橋式起重機上配 2 具手提式磷酸胺鹽干粉滅火器。 各部分施工均不涉及新增施工便道問題。 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。 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。有較高的投資開發價值。右岸廠房壩段長 ，壩頂高程 。 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。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。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。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。 本電站水輪機