一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 處調(diào)壓井簡體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 壓力管道基本參數(shù)：本電站壓力管道共 1 條，采用雙機單管供水形式，管道全線用鋼管，管徑為 ，管壁厚 20mm，管道總長度為 1742m，管道全線設(shè)漿砌石鎮(zhèn)墩 29 個。現(xiàn)狀分析及存在的主要問題：根據(jù)原設(shè)計及運行資料，某一級水電站壓力管道運一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告17行記錄較好，未出現(xiàn)過大的事故和險情，各鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，無開裂、位移等不良情況。 電站廠房基本參數(shù)：某一級水電站廠房為混凝土屋面結(jié)構(gòu)，起重機為手動橋式起重機，現(xiàn)狀主廠房平面尺寸為 ，高 ，副廠房平面尺寸為 ，高 ，位于河道右岸，與河道軸線平行布置，廠房內(nèi)安裝 2 臺臥室水輪發(fā)電機組及發(fā)電配套屏柜設(shè)施，機組呈“一”字型布置，地面高程 。電站投入使用至今，現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)較完好，經(jīng)水文計算（詳見第三章節(jié)）廠房防洪滿足要求。 升壓站及其他附屬設(shè)施基本參數(shù)：升壓站位于廠房下游靠山體側(cè)，四面為磚砌圍墻，圍墻高 ，站內(nèi)安裝主變一臺及真空開關(guān)、電流電壓互感器等升壓設(shè)備，出線電壓 35kv 一回，平面尺寸 ，地面高程 。廠區(qū)周圍均為圍墻維護，廠區(qū)內(nèi)還包括職工宿舍樓、職工食堂、籃球場、倉庫等附屬設(shè)施，場地開闊，現(xiàn)狀良好。現(xiàn)狀分析及存在的主要問題：根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，升壓站圍墻、主變基礎(chǔ)等土建設(shè)施均較完好，進廠公路為混凝土路面，路面條件較好，其他輔助設(shè)施均較完善。 機電設(shè)備現(xiàn)狀及存在的主要問題 發(fā)電機組設(shè)備基本參數(shù)：根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，某一級水電站共裝 2 臺水輪發(fā)電機組，呈“一”字型布置，單機容量 3200kW，總裝機容量 6400kW。水輪發(fā)電機組為臥軸沖擊式，由重慶水輪機廠生產(chǎn)制造。1994 年 8 月全部安裝完畢發(fā)電。水輪機、發(fā)電機型號及主要技術(shù)參一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告18數(shù)見表 22。 機組設(shè)備現(xiàn)狀表 表 22水輪機型號 CJA237W125/1設(shè)計水頭 398m最大水頭 不詳設(shè)計流量 額定功率 3368額定轉(zhuǎn)速 600r/min飛逸轉(zhuǎn)速 1162r/min出廠時間 1992 年 11 月生產(chǎn)廠家 重慶水輪機廠發(fā)電機型號 SFW320010/1730額定功率 3200kw出線電壓 6300v功率因子 接線方式 2Y額定轉(zhuǎn)速 600r/min出廠時間 1992 年 11 月生產(chǎn)廠家 重慶水輪機廠調(diào)速器型號 YT600進水蝶閥 蝶閥現(xiàn)狀分析及存在的主要問題：根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，從以上機組參數(shù)看，機組均為上世紀(jì)九十年代生產(chǎn)的機組，效率低，某一級水電站的水輪發(fā)電機組及其輔助設(shè)備經(jīng)過 18年運行，設(shè)備嚴重老化，安全隱患多，發(fā)電效率極低，經(jīng)濟效益差。水力機械存在的主要問題如下：（1）水輪機運行至今已有 18 年，設(shè)備嚴重老化，效率低下。（2）水輪機導(dǎo)水葉立面、端面產(chǎn)生局部空蝕，轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生空蝕并磨損嚴重，造成間隙漏水損失。需增加水輪機過流量，才能達到水輪機額定出力的要求，使電站耗水量增加，影響發(fā)電效益。（3）水輪機主軸密封漏水嚴重，造成漏水損失，使得水輪機效率達不到設(shè)計要求。一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告19（4）因計算機技術(shù)發(fā)展水平的限制，原設(shè)計所選調(diào)速器為機械液壓式，技術(shù)落后，設(shè)備陳舊，不能與微機監(jiān)控系統(tǒng)匹配。（5）進水主閥設(shè)備運行時間久，閥體外殼鐵銹腐蝕厲害，工作、檢修密封漏水嚴重，缺乏自關(guān)閉功能和遠程監(jiān)控功能。（6）技術(shù)供水系統(tǒng)原電站采用射流泵供水，射流泵經(jīng) 18 年的運行，噴嘴腐蝕嚴重，效率低下。（7）濾油機、空壓機等輔助設(shè)備經(jīng)過多年的使用，設(shè)備已嚴重老化。綜上所述，某一級水電站發(fā)電機組及水力設(shè)備存在的問題比較突出，設(shè)備老化、磨損是致使機組運行效率低的主要原因。 電氣設(shè)備（1） 發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子線圈老化，線圈溫度較高，絕緣等級低（B 級） ，電氣性能差。發(fā)電機運行至今已近 18 年，設(shè)備嚴重老化，效率低下。（2） 主變壓器采用鋁芯變壓器 S7 型，損耗大，存在漏油現(xiàn)象。（3） 勵磁系統(tǒng)采用老式晶閘管勵磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行時間已久，老化嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)建壓不了，調(diào)節(jié)電阻失靈，出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象。（4） 戶內(nèi) 高壓柜采用的是 GG1A 柜，該高壓柜運行時間已久，設(shè)備陳舊老化，有些高壓柜已無“五防功能” ，操作不靈活、安全性、可靠性差。（5） 戶內(nèi) 低壓柜，該低壓柜運行時間已久，設(shè)備陳舊老化，安全性能差。 （6） 戶外 35kV 斷路器采用 DW1 型多油斷路器，運行維護困難。（7） 戶外 35kV 隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、跌落式熔斷器等一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告20戶外設(shè)備運行時間已久，設(shè)備老化嚴重，操作困難，維護不便。（8） 發(fā)電機出線電纜以及其它動力電纜、控制電纜因運行時間已久，絕緣老化，已不能滿足安全輸電及控制要求。（9） 控制保護系統(tǒng)采用常規(guī)控制保護，系統(tǒng)設(shè)備陳舊老化，零部件更換困難，運行狀況不穩(wěn)定，準(zhǔn)確度、靈敏度太低。 金屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及存在的主要問題根據(jù)調(diào)查，某一級水電站主要金屬結(jié)構(gòu)為攔污柵、沖砂閘、進水閘、壓力管道鑄鐵管等，其主要參數(shù)及存在的問題在水工建筑物現(xiàn)狀中已基本說明，現(xiàn)統(tǒng)計如下： 金屬結(jié)構(gòu)統(tǒng)計表 表 23設(shè)備名稱 位置 形式 結(jié)構(gòu)尺寸 數(shù)量 存在的主要問題進水閘 1 泄洪洞進水口 弧形閘門 1 扇 維護良好進水閘 2 大壩接渠道取水口處 平板閘門 1 扇 維護良好沖砂閘 1 主壩左側(cè) 平板閘門 1 扇 維護良好沖砂閘 2 副壩左側(cè) 平板閘門 1 扇 維護良好攔污柵 1 大壩接渠道取水口處 扁鋼及角鋼焊接 1 扇 維護良好攔污柵 2 輸水隧洞進水口 扁鋼及角鋼焊接 1 扇 維護良好 增效擴容改造的必要性1）從工程建筑物及機電設(shè)備現(xiàn)狀看，某一級水電站為上世紀(jì) 90 年代初期建設(shè)的，由于當(dāng)時受資金、技術(shù)等的影響，工程建設(shè)本身就存在開工倉促、前期工作不扎實、搶抓進度、配套設(shè)施不完善等因素，電站運行至今已 18 年，雖然在運行期間經(jīng)多次維護和完善，但仍存在著相當(dāng)多的問題，從上面對電站的現(xiàn)狀分析，該電站存在機電設(shè)備磨損、效率低等眾多問題。2）從電站近年來運行來看，該電站發(fā)電量呈逐年減少趨勢，效益明顯下降，調(diào)查現(xiàn)實，電站機電設(shè)備故障頻繁、運行效率低是引起發(fā)電量下降的主要原因。據(jù)近 3 年一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告21來的統(tǒng)計，機組單機最大出力僅 2750Kw,機組全發(fā)實際出力僅達到 5500Kw, 年平均發(fā)電量僅為 萬 。根據(jù)電站運行單位提供的實測數(shù)據(jù)，電站近三年來年發(fā)電量記錄詳見下表。近三年來年發(fā)電量統(tǒng)計表（單位：萬 kwh） 表 24年份 2022 年 2022 年 2022 年 年平均發(fā)電量 理論發(fā)電量某一級水電站年發(fā)電量 3）從電站發(fā)展前景看，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，國家對電能的需求日益增大，同時根據(jù)國家宏觀調(diào)控方針政策、節(jié)能減排的總體趨勢及國家對水利投資的大力扶持，特別是結(jié)合我省我市的小水電資源優(yōu)勢，小水電行業(yè)前景一片大好。結(jié)合本工程的實際情況，從電站建成初期發(fā)電量及效益看，該電站資源優(yōu)勢明顯，水能充足，且根據(jù)運行管理資料及水能計算成果，電站尚有擴機增容的空間，電站效益增長潛力較大。總上所述，某一級水電站資源優(yōu)越，效益明顯，發(fā)展空間巨大，現(xiàn)狀因設(shè)備老化等原因致使電站未能發(fā)揮正常的社會和經(jīng)濟效益，為充分利用水能資源，最大限度發(fā)揮電站效益，因此本次借國家相關(guān)政策的東風(fēng)，對該電站進行全面改造（增容）是非常必要的。一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告223 水文分析 流域概況某一級水電站工程所屬流域為北江流域一級支流綏江上游鳳崗水發(fā)源地，壩址以上集雨面積為 ，干流河長 ，干流河床平均比降 30‰。根據(jù)某水庫食水工程電站總體規(guī)劃，計劃梯級開發(fā)二級電站，現(xiàn)狀二級電站均已投產(chǎn)發(fā)電，本工程電站為梯級開發(fā)的第一級。某一級水電站屬于跨流域引水發(fā)電工程，廠房位于某某縣大麥山鎮(zhèn)黃蓮管理區(qū)茶子坪附近的黃蓮水左岸。 氣象特征工程所在地屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫 ℃，多年平均濕度為79%，平均霜期 12 月 11 日至 2 月 3 日。參照《廣東省水文圖集》成果，工程所在流域區(qū)內(nèi)雨量較充沛，多年平均降雨量 ，年內(nèi)降雨分配不均，汛期（4～9 月）占年雨量的 %左右,9 月起雨量顯著減少。多年平均徑流深 1500mm，多年平均最大風(fēng)速 。 水文基本資料本次改造的某一級水電站壩址位于某某縣寨崗鎮(zhèn)某村，該電站水庫壩址以上集雨面積為 km2，且為年調(diào)節(jié)功能的引水式發(fā)電站。流域內(nèi)無水文測站，本工程沒有實測水文資料，水文資料非常缺乏，降雨資料主要采用同一流域的白芒雨量站雨量資料（相距 11km） ，多年平均降雨量 。本次收集了白芒雨量站 1961 年至 2022 年共 49 年的實測降雨資料，詳見表 31。一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告23白芒雨量站實測降雨資料 表 31降雨量年份全年 豐水期 枯水期序號年 月－年 月 mm mm mm(1) (2) (3) (4) (5)1 — 2 — 3 — 4 — 5 — 6 — 7 — 8 — 9 — 10 — 11 — 12 — 13 — 14 — 15 — 16 — 17 — 18 — 19 — 20 — 21 — 22 — 23 — 24 — 25 — 26 — 27 — 28 — 29 — 30 — 31 — 32 — 33 — 34 — 35 — 36 — 37 — 一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告24序號 年份降雨量全年 豐水期 枯水期年 月－年 月 mm mm mm(1) (2) (3) (4) (5)38 — 39 — 40 — 41 — 42 — 43 — 44 — 45 — 46 — 47 — 48 — 49 — 44 合 計 45 多 年 平 均 本工程所在的綏江流域為北江流域一級支流，流域內(nèi)河道上無大的蓄水、引水、提水工程，用水主要以農(nóng)村生產(chǎn)、生活用水為主，水資源開發(fā)利用程度較低，流域基本保持天然狀態(tài)，流域面積相差不大，因此，選取白芒雨量站作為本次某一級水電站改造工程的水文參證站。白芒雨量站與本工程區(qū)相距最近，且雨量站實測資料系列長，實測資料可靠，可作為工程區(qū)暴雨分析的參證站。 徑流 降雨根據(jù)白芒雨量站 1961 年 2022 年共 49 年的實測降雨資料統(tǒng)計計算得，多年平均降水量：Xp=，降水量變差系數(shù) Cvx 全年 =，枯水期平均降雨量 X 枯p=，C vx 枯 =，計算詳見附表 333。查《廣東省水文圖集》 （廣東省水文總站 1991 年）得：多年平均徑流深：Yp=1500mm，變差系數(shù)：Cvy=，Cs 采用一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告25。 典型年選擇及典型年年內(nèi)分配某一級水電站在壩址以上河道狹窄，河床坡降較陡，庫容較大，故調(diào)節(jié)程度較好，擬用豐、平、枯三個典型年進行水文計算，由于缺乏徑流資料，擬用雨量資料為依據(jù)分析選定。本站設(shè)計保證率按 85%計，徑流年內(nèi)分配選擇豐水年為 15%，中水年為 50%，枯水年為 85%，三個典型年進行計算。按多年平均降雨量變差系數(shù) Cvx 全年 =，枯水期多年平均降雨量變差系數(shù) Cvx 枯=，采用皮氏Ⅲ型曲線 Cs= 查得模比系數(shù) Kp 值，由多年平均降水量Xp= 計算出各典型年降雨 Xi 如下表 32。 設(shè)計年降水量計算表 表 32頻率P 全年（mm） 枯水期（mm）（%） Kp Xp Xi=KpXp Kp Xp Xi=KpXp15 50 85 對白芒站 49 年全年及枯水期降雨量統(tǒng)計值按大小順序排頻，對照典型年降雨量值選擇出典型年豐水年（P=15%）是：1982 年 4 月至 1983 年 3 月；中水年（P=50%）是：2022 年 4 月至 2022 年 3 月；枯水年（P=85%）是：1989 年 4 月至 1990 年 3 月。由 Xi 與所選擇的典型年降雨量進行調(diào)配，使調(diào)配出的典型年降雨量頻率符合豐水年 15%，中水年 50%，枯水年 85%。詳見附表 33。一級水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告26 設(shè)計年徑流計算表 表 33Wp(104m3)頻率 P(％) Kphp=YpKp(mm) ∑Wp W 深層 W 地面15 50 85 徑流計算根據(jù)本流域多年平均徑流 Cvy=，采用 Cs= 皮氏Ⅲ型曲線查得模比系數(shù)Kp 值，由多年平均徑流深 Yp=1500mm 計得設(shè)計年徑流量如表 33。其中，深層補給取%。根據(jù)所調(diào)配后的各典型年內(nèi)旬降雨量計算旬徑流分配，從而計得各典型年內(nèi)旬平均流量和多年平均流量，多年平均流量為 m3/s，河道生態(tài)流量取多年平均流量的10%，為 m3