【正文】 壩后電站發(fā)電（萬(wàn) Kwh） 渠首 電站多年平均發(fā)電量： 萬(wàn) kwh；壩后電站多年平均發(fā)電量： 萬(wàn) kwh 10 通過(guò)計(jì)算 XX 河壩 電站多年平均發(fā)電量 萬(wàn) kWh，較改造前設(shè)計(jì)發(fā)電量 220 萬(wàn)kWh 增加發(fā)電量 萬(wàn) kWh,增加比例為 32%。改造后總裝機(jī)容量 1MW，根據(jù)國(guó)家《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021，本工程為 Ⅲ等工程，大 壩、廠房等永久性建筑物按 3 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物按 4 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。 工程任務(wù)和規(guī)模 電站 技術(shù)改造任務(wù) XX 河壩 電站自 1958 年投產(chǎn)以來(lái)，已運(yùn)行 50 多年。及 60176。下伏基巖，為石灰?guī)r及其互層，巖層產(chǎn)狀 125176。 庫(kù)岸基巖裸露，因節(jié)理發(fā)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(duì)水庫(kù)影響不大，庫(kù)岸基本穩(wěn)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(zhì) 區(qū)域地質(zhì)概況 河壩 位于 XX 河流域干流上，在 XX 舜皇山林區(qū)，屬萌渚嶺山系的一部分，境內(nèi)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(fēng)濕潤(rùn)氣候，熱量充足，四季交替分明。 ⑶ 升壓站設(shè)備更換。 （二）電氣設(shè)備更新改造 ⑴ 高低壓配電裝置更換。發(fā)電機(jī)更換 3 臺(tái) ，拆除 1 臺(tái) 。較改造前 10 年實(shí)際平均年發(fā)電量 年 kwh增加發(fā)電量 萬(wàn) kwh，增加比例為 %。 XX 縣電網(wǎng)電力總裝機(jī)容量達(dá)到 100MW，用電負(fù)荷達(dá)到 116MW，年用電量達(dá)到 6 億 kwh。 ⑷ 更換水輪發(fā)電機(jī)組，出力效率會(huì)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(kuò)容的可行性評(píng)價(jià) XX 河壩 電站設(shè)計(jì)裝機(jī) 825kw，設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電站 220 萬(wàn) kwh， 2021~2021 年電站實(shí)際年平均發(fā)電量 萬(wàn)度。由此可見 ，本站 水能利用率是很低的， 對(duì) XX 河壩 電站增效擴(kuò)容改造十分必要。 電站綜合能效評(píng)價(jià) 電站水能利用評(píng)價(jià) XX 河水閘閘址以上控制集雨面積 , 干流長(zhǎng)度 ，干 流坡降 44‰。 ⑶ XX 河壩 電站原調(diào)速器型號(hào)為 YT 系列，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，調(diào)速器控制元件磨損老化、調(diào)節(jié)失靈；調(diào)速器是上世紀(jì)中生產(chǎn)的老式產(chǎn)品，備品備件無(wú)處采購(gòu)，修復(fù)難度很大。由于水軸頸及軸瓦磨損嚴(yán)重造成水導(dǎo)振擺過(guò)大，既造成較大的容積損失，同時(shí)又造成設(shè)備臨檢而不能發(fā)電。 3 電站存在的主要問(wèn)題 XX 河壩 電站自 1979 年投產(chǎn)以來(lái)，已運(yùn)行 30 多年，鑒 于電站建設(shè)時(shí)機(jī)電設(shè)備的制造技術(shù)水平較低，以及運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備老化磨損嚴(yán)重，電站主要在設(shè)備方面存在諸多問(wèn)題。 ⑶ 水輪機(jī)組檢修工作量逐年增大。 ⑵ 機(jī)組出力效率明顯降低。 渠首電站裝機(jī)容量為 200+125kw，發(fā)電尾水進(jìn)入引水渠，電站設(shè)計(jì)水頭17m。進(jìn)口設(shè)鋼質(zhì)平板直升式工作閘門，由 5T 手搖絲 桿啟閉機(jī)啟閉。管身為砼預(yù)制管，管壁厚 。 沖砂底孔布置于大壩左端，進(jìn)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(shè)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(zhǎng) ，壩頂高程 。水閘電站廠房 2 處， 總裝機(jī)容量為 825kw。設(shè)計(jì)灌溉面積 萬(wàn)畝，防洪保護(hù)農(nóng)田 萬(wàn)畝、人口 15000 人 。非溢流壩段分為左、右岸壩段，左岸擋水壩段長(zhǎng) ，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(shè)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(fā)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(jìn)口高程 ，管長(zhǎng) ，進(jìn)口 長(zhǎng)與壩軸線垂直，后 右轉(zhuǎn) 24176。 2 灌溉引水管（即高涵）位于大壩左端，為漿砌石箱型涵，進(jìn)口高程 ，斷面尺寸為 。 電站廠房 2 處，其中 壩后電站 裝機(jī)容量為 2*250kw，發(fā)電尾水進(jìn)入河床，電站設(shè)計(jì)水頭 。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查和查閱資料，電站運(yùn)行現(xiàn)狀歸納如下： ⑴ 電站水工建筑物陳舊，但基本能滿足發(fā)電運(yùn)行要求。近年來(lái)，由于機(jī)組空蝕磨蝕嚴(yán)重，設(shè)備老化等因素，機(jī)組出力逐年下降，目前，在水庫(kù)處正常水位，水輪機(jī)過(guò)額定設(shè)計(jì)流量時(shí)， 4機(jī)組出力 200 kw 左右，機(jī)組出力降低 15~20%左右，機(jī)組效率水平已低于 75%。發(fā)電機(jī)組、主變壓器、控制保護(hù)設(shè)備、起重設(shè)備都是上世紀(jì) 70 年代出廠產(chǎn)品，老化嚴(yán)重，有些配件已難以采購(gòu)，電站雖能勉強(qiáng)維持運(yùn)轉(zhuǎn)，但故障率高，運(yùn)行狀況差，維修任務(wù)大，停電時(shí)間長(zhǎng)，急需要更新改造。 ② 轉(zhuǎn)輪密封間隙過(guò)大。 本電站水輪機(jī)組新機(jī)時(shí)的效率大約為80%，由于水輪機(jī)通流部件空蝕、磨蝕導(dǎo)致的水力損失逐漸增大，目前機(jī)組效率已大幅下降。電站主變壓器三臺(tái)，型號(hào)分別為 S7315/400V2 臺(tái) 和S7400/400V，均是上世紀(jì) 80 年代產(chǎn)品；高壓開關(guān)柜、控制保護(hù)設(shè)備都是老式產(chǎn)品，繼電器、控制儀表、測(cè)量?jī)x表全部是機(jī)械式產(chǎn)品，技術(shù)水平低，且運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，已嚴(yán)重老化，運(yùn)行中故障率高，耗電量大，既不安全，又不節(jié)能，難以適應(yīng)電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求。根據(jù)電站水4 能計(jì)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(jī)組出力效率低，單位電能耗水率大大增加，電站發(fā)電量大幅度減少，嚴(yán)重影響了電站經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮。 XX 河壩 電站發(fā)電多年平均可用水量 6528 萬(wàn) m3，改造后發(fā)電量 萬(wàn) kwh，需要供水量 4587 萬(wàn) m3。本次技術(shù)改造水輪發(fā)電機(jī)組5 臺(tái)數(shù) 減小 1 臺(tái)， 主變壓器臺(tái)數(shù)不 變 ，高低壓配電屏柜及輔助設(shè)備臺(tái)數(shù)與原來(lái)基本相同，控制保護(hù)采用微機(jī)自動(dòng)化裝置，屏柜臺(tái) 數(shù)還有所減少，廠房及升壓站原有建筑物結(jié)構(gòu)及尺寸都能滿足改造要求。 XX 河壩 電站電力輸入 XX 縣電網(wǎng)， XX 縣電網(wǎng)與湖南省電網(wǎng)已連網(wǎng)。 電站技術(shù)改造目標(biāo)與內(nèi)容 電站技術(shù)改造目標(biāo) XX 河壩 電站增效擴(kuò)容改造主要目標(biāo)為： ⑴ 通過(guò)增效擴(kuò)容改造 ，消除電站安全隱患， 減小不合理的裝機(jī)， 提高電站經(jīng)濟(jì)效益 ； ⑵ 水輪發(fā)電機(jī)組綜合效率由原設(shè)計(jì) 82%提高到 90%； ⑶ 多年平均發(fā)電量由原設(shè)計(jì) 250 萬(wàn) kwh 增加到 萬(wàn) kwh，增加發(fā)電量 萬(wàn)kWh，增加比例為 32%。 ⑵ 發(fā)電機(jī)更換。 ⑷ 油、氣、水系統(tǒng)設(shè)備及管路更換。包括發(fā)電機(jī)組及調(diào)速器機(jī)旁屏柜、微機(jī)控制保護(hù)裝置、微機(jī)監(jiān)控裝置、自動(dòng)化裝置、直流系統(tǒng)裝置、工業(yè)電視裝置、通信系統(tǒng)裝置等。閘址以上控制集雨面積 , 干流長(zhǎng)度 ，干 流坡降 44‰。結(jié)果見表 1－ 3。 主要建筑物工程地質(zhì)條件 庫(kù)區(qū) 工程地質(zhì) 庫(kù)區(qū)為高山峽谷地形，庫(kù)岸山體極為雄厚，庫(kù)盆由 砂 巖組成，滲透性較弱，水庫(kù)無(wú)滲漏之憂。 地表覆蓋層為第四系全新統(tǒng)沖積層（ alQh）砂質(zhì)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(chǔ)座落于弱風(fēng)化巖層上。 8 水庫(kù)和電站特征水位 XX 河壩 最大壩高 ，總庫(kù)容 萬(wàn) m3，正常庫(kù)容 102 萬(wàn) m3。 計(jì)算成果匯總見表 1－ 4。 原電站裝機(jī)容量選擇不合理， 本次電站 增效 擴(kuò)容改造 ，渠首電站保留 一臺(tái) 2200kw機(jī)組， 取消 1 臺(tái) 125kw 機(jī)組 ，取消后機(jī)組發(fā)電量只減小 萬(wàn)度；壩后電站 裝機(jī)容量升級(jí)為 2 臺(tái) 400kw，總裝機(jī)容量 3 臺(tái) 1000kw。是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電等綜合效益的中型水利工程 本工程 河壩 總庫(kù)容為 萬(wàn) m3，改造后總裝機(jī)容量 1MW，根據(jù)國(guó)家《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021，本工程為 Ⅲ 等工程，大壩、廠房 等永久性建筑物按 3 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物按 4 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。 11 表 15 壩后發(fā)電機(jī)與水力機(jī)械主要改造內(nèi)容表 序號(hào) 名稱 原有設(shè)備規(guī)格型號(hào) 改造內(nèi)容 數(shù)量 1 水輪機(jī) HL260WJ60 更換為 HLA551c—WJ—71 2 臺(tái) 2 發(fā)電機(jī) TSWN9019 更換為 SFW40012/990 2 臺(tái) 3 調(diào)速器 手動(dòng)調(diào)速器 更換為 SDT300 手電動(dòng)調(diào)速器 2 臺(tái) 4 勵(lì)磁 FKL21 更換為新型號(hào)靜止可控硅 2 臺(tái) 5 進(jìn)水閥 Z45T10 Dg800 更換為 Z945T10 Dg800 2 臺(tái) 6 吊車 新增 1 臺(tái) 5t 電動(dòng)單梁 起重機(jī) 1 臺(tái) 渠首 電站發(fā)電機(jī)與水力機(jī)械主要改造內(nèi)容表 （ 表 16） 序號(hào) 名稱 原有設(shè)備規(guī)格型號(hào) 改造內(nèi)容 數(shù)量 1 水輪機(jī) ZD661LMy60 拆除 1 臺(tái) HL123WJ50 更換為 HLA551c—WJ—50 1 臺(tái) 2 發(fā)電機(jī) TSN59/7418 拆除 1 臺(tái) TSWN85/3 更換為 SFW200—8/850 1 臺(tái) 3 調(diào)速器 手動(dòng)調(diào)速器 拆除 1 臺(tái) 手動(dòng)調(diào)速器 更換為 SDT300 手電動(dòng)調(diào)速器 1 臺(tái) 4 勵(lì)磁 TFKL 拆除 1 臺(tái) TFKL 更換為新型號(hào)靜止可控硅 1 臺(tái) 電氣設(shè)備改造設(shè)計(jì) 電氣一次設(shè)備改造 電站增容改造后主結(jié)線方案不變， 3 臺(tái)發(fā)電機(jī) 出線回路采用單母線接線， 2 回， 各處各經(jīng) 1 臺(tái) S7 變壓器升壓到 10KV，再經(jīng) 2 公里 10KV線路輸電至 大廟口 變電站 110kV 線路送入電網(wǎng)?，F(xiàn)元件很難買到，且存在本身故障多 ,保護(hù)拒跳 ,亂動(dòng)作。 消防 及暖通 設(shè)計(jì) 消防 根據(jù)現(xiàn)行的消防設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)原則，本電站增效改造后廠區(qū)內(nèi)的消防以水滅火為主要消防方式，重新設(shè)置消火栓滅火系統(tǒng)，新增設(shè)兩臺(tái)專用消防水泵，給消防供水環(huán)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(jī)上配 2 具手提式磷酸胺鹽干粉滅火器。 在廠房?jī)?nèi)的疏散通道、各樓梯間及安全出口處均設(shè)有消防應(yīng)急照明燈及安全疏散指示標(biāo)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(wèn)題。 施工進(jìn)度計(jì)劃 整個(gè)工程施工進(jìn)度計(jì)劃為期六個(gè)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(fù)責(zé)管理，本電站管理范圍為：引水壩、發(fā)電引水隧洞、壓力鋼管、發(fā)電主付廠房、升壓站、尾水渠和進(jìn)廠公路所在區(qū)域。 “湘水建管 [2021]16號(hào) ”文頒布的《湖南省水利工程設(shè)計(jì)概（估）算編制規(guī)定》。 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 基本依據(jù)和基礎(chǔ)資料 本項(xiàng)目為增效擴(kuò)容項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)投資和產(chǎn)出都以增量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算分析。 國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 按社會(huì)折舊率 12%計(jì)算時(shí)， 國(guó)民經(jīng)濟(jì) 凈現(xiàn)值（ ENPV）為 ，經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率 %大于 12%，滿足規(guī)程要求。有較高的投資開發(fā)價(jià)值。設(shè)計(jì)灌溉面積 萬(wàn)畝，防洪保護(hù)農(nóng)田 萬(wàn)畝、人口 15000 人，發(fā)電 廠房 2 處， 總裝機(jī)容量為 825kw。右岸廠房壩段長(zhǎng) ，壩頂高程 。 在大壩迎水面設(shè)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(jìn)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(yù)制管，管壁厚 。進(jìn)口設(shè)鋼質(zhì)平板直升式工作閘 門，由 5T 手搖絲桿啟閉機(jī)啟閉。 設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電站 220 萬(wàn) kwh， 近十 年 實(shí)際實(shí)際年平均發(fā)電量 萬(wàn)度。升壓站設(shè)備基礎(chǔ)和構(gòu)架為低標(biāo)號(hào)砼現(xiàn)澆，歷經(jīng) 30 多年的風(fēng)雨侵蝕，有些表層砼已脫落，裸露出鋼筋，但沒有出現(xiàn)下沉、變形等問(wèn)題，表象較差，但能維持使用。近年來(lái)，由于機(jī)組空蝕磨蝕嚴(yán)重，設(shè)備老化等因素，機(jī)組出力逐年下降，目前，在水庫(kù)處正常水位，水輪機(jī)過(guò)額定設(shè)計(jì)流量時(shí)， 4機(jī)組出力 200 kw 左21 右，機(jī)組出力降低 15~20%左右，機(jī)組效率水平已低于 75%。發(fā)電機(jī)組、主變壓器、控制保護(hù)設(shè)備、起重設(shè)備都是上世紀(jì) 70 年代出廠產(chǎn)品，老化嚴(yán)重，有些配件已難以采購(gòu)，電站雖能勉強(qiáng)維持運(yùn)轉(zhuǎn)，但故障率高，運(yùn)行狀況差，維修任務(wù)大，停電時(shí)間長(zhǎng)，急需要更新改造。 ② 轉(zhuǎn)輪密封間隙過(guò)大。 本電站水輪機(jī)