【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 處調(diào)壓井簡(jiǎn)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(jī)單管供水形式，管道全線用鋼管，管徑為 ，管壁厚 20mm，管道總長(zhǎng)度為 1742m，管道全線設(shè)漿砌石鎮(zhèn)墩 29 個(gè)?，F(xiàn)狀分析及存在的主要問題：根據(jù)原設(shè)計(jì)及運(yùn)行資料，某一級(jí)水電站壓力管道運(yùn)一級(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告17行記錄較好，未出現(xiàn)過大的事故和險(xiǎn)情，各鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，無(wú)開裂、位移等不良情況。 電站廠房基本參數(shù)：某一級(jí)水電站廠房為混凝土屋面結(jié)構(gòu)，起重機(jī)為手動(dòng)橋式起重機(jī)，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?jī)?nèi)安裝 2 臺(tái)臥室水輪發(fā)電機(jī)組及發(fā)電配套屏柜設(shè)施，機(jī)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(jì)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(tái)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(hù)，廠區(qū)內(nèi)還包括職工宿舍樓、職工食堂、籃球場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)等附屬設(shè)施，場(chǎng)地開闊，現(xiàn)狀良好?，F(xiàn)狀分析及存在的主要問題：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，升壓站圍墻、主變基礎(chǔ)等土建設(shè)施均較完好，進(jìn)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(jī)電設(shè)備現(xiàn)狀及存在的主要問題 發(fā)電機(jī)組設(shè)備基本參數(shù)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，某一級(jí)水電站共裝 2 臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，呈“一”字型布置，單機(jī)容量 3200kW，總裝機(jī)容量 6400kW。水輪發(fā)電機(jī)組為臥軸沖擊式，由重慶水輪機(jī)廠生產(chǎn)制造。1994 年 8 月全部安裝完畢發(fā)電。水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)參一級(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告18數(shù)見表 22。 機(jī)組設(shè)備現(xiàn)狀表 表 22水輪機(jī)型號(hào) CJA237W125/1設(shè)計(jì)水頭 398m最大水頭 不詳設(shè)計(jì)流量 額定功率 3368額定轉(zhuǎn)速 600r/min飛逸轉(zhuǎn)速 1162r/min出廠時(shí)間 1992 年 11 月生產(chǎn)廠家 重慶水輪機(jī)廠發(fā)電機(jī)型號(hào) 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(shí)間 1992 年 11 月生產(chǎn)廠家 重慶水輪機(jī)廠調(diào)速器型號(hào) YT600進(jìn)水蝶閥 蝶閥現(xiàn)狀分析及存在的主要問題：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，從以上機(jī)組參數(shù)看，機(jī)組均為上世紀(jì)九十年代生產(chǎn)的機(jī)組，效率低，某一級(jí)水電站的水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備經(jīng)過 18年運(yùn)行，設(shè)備嚴(yán)重老化，安全隱患多，發(fā)電效率極低，經(jīng)濟(jì)效益差。水力機(jī)械存在的主要問題如下：（1）水輪機(jī)運(yùn)行至今已有 18 年，設(shè)備嚴(yán)重老化，效率低下。（2）水輪機(jī)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(yán)重，造成間隙漏水損失。需增加水輪機(jī)過流量，才能達(dá)到水輪機(jī)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(jī)主軸密封漏水嚴(yán)重，造成漏水損失，使得水輪機(jī)效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。一級(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告19（4）因計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展水平的限制，原設(shè)計(jì)所選調(diào)速器為機(jī)械液壓式，技術(shù)落后，設(shè)備陳舊，不能與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)匹配。（5）進(jìn)水主閥設(shè)備運(yùn)行時(shí)間久，閥體外殼鐵銹腐蝕厲害，工作、檢修密封漏水嚴(yán)重，缺乏自關(guān)閉功能和遠(yuǎn)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(yùn)行，噴嘴腐蝕嚴(yán)重，效率低下。（7）濾油機(jī)、空壓機(jī)等輔助設(shè)備經(jīng)過多年的使用，設(shè)備已嚴(yán)重老化。綜上所述，某一級(jí)水電站發(fā)電機(jī)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(jī)組運(yùn)行效率低的主要原因。 電氣設(shè)備（1） 發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子線圈老化，線圈溫度較高，絕緣等級(jí)低（B 級(jí)） ，電氣性能差。發(fā)電機(jī)運(yùn)行至今已近 18 年，設(shè)備嚴(yán)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(lì)磁系統(tǒng)采用老式晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間已久，老化嚴(yán)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(yùn)行時(shí)間已久，設(shè)備陳舊老化，有些高壓柜已無(wú)“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(yùn)行時(shí)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(yùn)行維護(hù)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(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告20戶外設(shè)備運(yùn)行時(shí)間已久，設(shè)備老化嚴(yán)重，操作困難，維護(hù)不便。（8） 發(fā)電機(jī)出線電纜以及其它動(dòng)力電纜、控制電纜因運(yùn)行時(shí)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(hù)系統(tǒng)采用常規(guī)控制保護(hù)，系統(tǒng)設(shè)備陳舊老化，零部件更換困難，運(yùn)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(jí)水電站主要金屬結(jié)構(gòu)為攔污柵、沖砂閘、進(jìn)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(jì)如下： 金屬結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)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(jìn)水閘 1 泄洪洞進(jìn)水口 弧形閘門 1 扇 維護(hù)良好進(jìn)水閘 2 大壩接渠道取水口處 平板閘門 1 扇 維護(hù)良好沖砂閘 1 主壩左側(cè) 平板閘門 1 扇 維護(hù)良好沖砂閘 2 副壩左側(cè) 平板閘門 1 扇 維護(hù)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(hù)良好攔污柵 2 輸水隧洞進(jìn)水口 扁鋼及角鋼焊接 1 扇 維護(hù)良好 增效擴(kuò)容改造的必要性1）從工程建筑物及機(jī)電設(shè)備現(xiàn)狀看，某一級(jí)水電站為上世紀(jì) 90 年代初期建設(shè)的，由于當(dāng)時(shí)受資金、技術(shù)等的影響，工程建設(shè)本身就存在開工倉(cāng)促、前期工作不扎實(shí)、搶抓進(jìn)度、配套設(shè)施不完善等因素，電站運(yùn)行至今已 18 年，雖然在運(yùn)行期間經(jīng)多次維護(hù)和完善，但仍存在著相當(dāng)多的問題，從上面對(duì)電站的現(xiàn)狀分析，該電站存在機(jī)電設(shè)備磨損、效率低等眾多問題。2）從電站近年來(lái)運(yùn)行來(lái)看，該電站發(fā)電量呈逐年減少趨勢(shì)，效益明顯下降，調(diào)查現(xiàn)實(shí)，電站機(jī)電設(shè)備故障頻繁、運(yùn)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(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告21來(lái)的統(tǒng)計(jì)，機(jī)組單機(jī)最大出力僅 2750Kw,機(jī)組全發(fā)實(shí)際出力僅達(dá)到 5500Kw, 年平均發(fā)電量?jī)H為 萬(wàn) 。根據(jù)電站運(yùn)行單位提供的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，電站近三年來(lái)年發(fā)電量記錄詳見下表。近三年來(lái)年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)表（單位：萬(wàn) 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(jí)水電站年發(fā)電量 3）從電站發(fā)展前景看，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)電能的需求日益增大，同時(shí)根據(jù)國(guó)家宏觀調(diào)控方針政策、節(jié)能減排的總體趨勢(shì)及國(guó)家對(duì)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(shì)，小水電行業(yè)前景一片大好。結(jié)合本工程的實(shí)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(shì)明顯，水能充足，且根據(jù)運(yùn)行管理資料及水能計(jì)算成果，電站尚有擴(kuò)機(jī)增容的空間，電站效益增長(zhǎng)潛力較大?？偵纤觯骋患?jí)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(huì)和經(jīng)濟(jì)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(guó)家相關(guān)政策的東風(fēng)，對(duì)該電站進(jìn)行全面改造（增容）是非常必要的。一級(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告223 水文分析 流域概況某一級(jí)水電站工程所屬流域?yàn)楸苯饔蛞患?jí)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(zhǎng) ，干流河床平均比降 30‰。根據(jù)某水庫(kù)食水工程電站總體規(guī)劃，計(jì)劃梯級(jí)開發(fā)二級(jí)電站，現(xiàn)狀二級(jí)電站均已投產(chǎn)發(fā)電，本工程電站為梯級(jí)開發(fā)的第一級(jí)。某一級(jí)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(rùn)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(jí)水電站壩址位于某某縣寨崗鎮(zhèn)某村，該電站水庫(kù)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(wú)水文測(cè)站，本工程沒有實(shí)測(cè)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(shí)測(cè)降雨資料，詳見表 31。一級(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告23白芒雨量站實(shí)測(cè)降雨資料 表 31降雨量年份全年 豐水期 枯水期序號(hào)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(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告24序號(hào) 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(jì) 45 多 年 平 均 本工程所在的綏江流域?yàn)楸苯饔蛞患?jí)支流，流域內(nèi)河道上無(wú)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(jí)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(shí)測(cè)資料系列長(zhǎng)，實(shí)測(cè)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(shí)測(cè)降雨資料統(tǒng)計(jì)計(jì)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(jì)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(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告25。 典型年選擇及典型年年內(nèi)分配某一級(jí)水電站在壩址以上河道狹窄，河床坡降較陡，庫(kù)容較大，故調(diào)節(jié)程度較好，擬用豐、平、枯三個(gè)典型年進(jìn)行水文計(jì)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(jì)保證率按 85%計(jì)，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(gè)典型年進(jìn)行計(jì)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(jì)算出各典型年降雨 Xi 如下表 32。 設(shè)計(jì)年降水量計(jì)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(duì)白芒站 49 年全年及枯水期降雨量統(tǒng)計(jì)值按大小順序排頻，對(duì)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(jìn)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(jí)水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告26 設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算表 表 33Wp(104m3)頻率 P(％) Kphp=YpKp(mm) ∑Wp W 深層 W 地面15 50 85 徑流計(jì)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(jì)得設(shè)計(jì)年徑流量如表 33。其中，深層補(bǔ)給取%。根據(jù)所調(diào)配后的各典型年內(nèi)旬降雨量計(jì)算旬徑流分配，從而計(jì)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