【文章內容簡介】 好型核心是人類的生產和消費活動與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調可持續(xù)發(fā)展，**電站通過應用更先進的設備，取代年久效率低的設備，大幅度提高水能的利用效率，并結合擴容，生產更多的清潔電力，有效減少燃煤消耗，為我國減排溫室氣體做出貢獻。因此，****電站增效擴容是電站本身要繼續(xù)運行并發(fā)揮效益的迫切要求。 工程擴建的必要性分析**電站工程位于**省懷化市某鄉(xiāng)，楊溪河上游，距某縣25km，**鄉(xiāng)11km，**鄉(xiāng)5km。目前全市的主要能源為水能，同時輔以煤、沼氣等。該區(qū)多年以來是全國十大水電基地——湘西水電基地的主體，區(qū)域境內溪河眾多，雨量充沛，有著豐富的水能資料可供利用，區(qū)域內流域面積 10km2以上的河流828條，其中屬沅水水系的810條，，可供開發(fā)利用的有490萬kW。，占全省煤炭已探明量的4%，目前保有儲量約7860萬t，煤炭資源主要分布于辰溪、溆浦兩縣，少數分布于沅陵、**、懷化、洪江、會同、靖州縣。目前，全區(qū)年產煤量約150萬t，其中發(fā)電用煤30多萬t，煤發(fā)熱量一般在3000～5000J之間。由于這些原煤分布不集中，煤層薄，不宜進行大規(guī)模開發(fā)，因此，區(qū)內火電出力受到限制。為了滿足懷化國民經濟發(fā)展的用電需要，必須加快電源建設，本區(qū)煤炭資源較少，核電成本高，且靠火電和核電很難滿足要求，必須從根本上依靠本地豐富的水力資源優(yōu)勢開發(fā)水電。 電站供電范圍**水電站位于某縣境內，距某縣城25公里，其供電范圍主要是某縣。 電站增容的必要性某縣的電源供應遠遠落后于負荷增長的需求，因此必須盡快發(fā)展電源建設。**水電站現(xiàn)已運行至今已20余年，機組老化，裝機容量偏小，導致水利用率較低。現(xiàn)已出現(xiàn)如下幾方面問題：，啟門和閉門時均有卡阻現(xiàn)象。，發(fā)電出力較差，其中一臺機組已報廢，另一臺機組帶病運行，經常檢修。，運行不穩(wěn)定，主變?yōu)镾7變壓器，損耗嚴重。，配件難以購買，維修不便。，絕緣已老化，易受潮宗上所述**水電站急需改造，改造效益可觀。 工程任務電站建設的主要任務是發(fā)電，并兼灌溉等。該工程是以發(fā)電為主，兼有灌溉任務的小型水利水電工程，由攔水壩、壓力管、發(fā)電引水系統(tǒng)及廠房等構成，于1980年建成投產。電站目前安裝2臺混流式水輪發(fā)電機組，單機容量320kW、。近年平均年發(fā)電量65萬kwh，年利用小時數1016h。電站改造后安裝2臺混流式水輪發(fā)電機組，單機容量400kW、。平均年發(fā)電量269萬kwh，年利用小時數3363h，較未改造前每年增加發(fā)電量204萬kwh，水資源利用率75%。 電站現(xiàn)狀及增容能力分析**水電站位于楊溪河上游，廠址處楊溪河控制流域面積30km2。該工程是以發(fā)電為主，兼有灌溉任務的小型水利水電工程，由攔水壩、壓力管、發(fā)電引水系統(tǒng)及廠房等構成，于1980年底建成投產。**水庫具有年調節(jié)能力，一級電站巖灣電站現(xiàn)裝機1000kW，安裝2臺混流式水輪發(fā)電機組。根據該站1992年～2011年共20年發(fā)電量統(tǒng)計可知。本次設計對電站的引水系統(tǒng)水頭損失、過流能力及水能指標進行了全面復核，由復核成果可知：，，，最大出力320kW。由此可見，造成電站出力受阻的主要原因是：機組老化，轉輪經多次修補后水力參數已發(fā)生改變；造成水輪機組長期偏離高效區(qū)運行，機組效率低，機組裝機容量偏小，水資源浪費較大。 擴建前水能復核（1） 徑流資料**水電站屬**梯級電站的第三級電站，接彭家灣電站尾水。電站位于楊溪河上游，廠址處楊溪河流域面積30km2，可為**電站補水。電站屬徑流式電站，不對下游梯級徑流調節(jié)起作用，因此本次徑流主要考慮經水庫調節(jié)后的徑流和區(qū)間徑流。楊溪河下游設有黃潭橋水文站，該站有1954～2004年共51年的流量實測資料，經換算后做為**水庫壩址入庫徑流和楊溪河區(qū)間徑流。（2） 廠房下游水位流量關系曲線**水電站廠房下游水位流量關系曲線是由水工專業(yè)提供在實測基礎上建立的水位流量關系曲線。（3） 水頭損失及最大引用流量按水工專業(yè)對現(xiàn)有流道的復核成果。（4） 裝機容量及出力系數裝機容量按現(xiàn)有裝機，水輪機效率取75%。根據以上基本資料，**電站壩址長系列逐日徑流資料進行水能復核計算。**電站擴建前水能復核成果表項 目單 位指 標攔水壩正常蓄水位m362裝機容量kW640機組最大出力kW640最大水頭m最小水頭m0機組額定水頭m多年平均發(fā)電量65年利用小時h1016水量利用系數%75多年平均流量m3/s最大發(fā)電引用流量m3/s 擴容能力分析**電站位于楊溪河上游，**是具有年調節(jié)性能的中型水庫，電站的實際年利用小時數為1016小時，電站水量利用系數為75%，其一從水量利用率及現(xiàn)有裝機利用小時來看，說明電站機組已嚴重老化已經達到報廢標準，增效擴容也是勢在必行。其二，**電站攔水壩已運行多年，運行狀況良好，**大壩已完成除險加固，不存在水庫淹沒賠償問題。綜上所述，**電站增效擴容是十分必要的。 擴建水能計算 基本資料(1)徑流資料**水電站屬**梯級電站的第三級電站，接彭家灣電站尾水。電站位于楊溪河上游，廠址處楊溪河流域面積30km2，可為**電站補水。電站屬徑流式電站，不對下游梯級徑流調節(jié)起作用，因此本次徑流主要考慮經水庫調節(jié)后的徑流和區(qū)間徑流。楊溪河下游設有黃潭橋水文站，該站有1954～2004年共51年的流量實測資料，經換算后做為**水庫壩址入庫徑流和楊溪河區(qū)間徑流。 (2)廠房下游水位流量關系曲線 **電站廠房下游水位流量關系曲線是由水工專業(yè)在實測尺寸基礎上， m3/。 增容計算**電站目前裝有2臺混流式水輪發(fā)電機組，考慮**電站興建于1979年，運行至今已33年，設備老化，機組效率低等因素，本次增效對其設備進行更換，適當提高裝機容量以提高水能利用率以增加發(fā)電量。改造后仍安裝2臺混流水輪發(fā)電機組。將**壩址自然徑流共51年逐月平均入庫流量，經庫容調節(jié)后對**電站擴建工程進行長系列水能操作計算。 **電站增容擴容工程主要技術經濟指標表項 目單 位指 標備 注水庫正常蓄水位m362增效擴容容量MW增效擴容臺數臺2最大水頭m最小水頭m0機組額定水頭m全站發(fā)電引用流量m3/s多年平均發(fā)電量269擴建新增電量204全站年利用小時h3363全站水量利用系數%75 改造前后對比 經整理得到**電站改造前后幾項主要參數對比如下項目單位文倉閣電站改造前改造后電站總裝機容量（2臺)kW640800其中擴容容量（2臺）kW0160多年平均發(fā)電量萬kWh65269平均發(fā)電量差值萬kWh204裝機年利用小時數h1016 3363 最大水頭（凈）m最小水頭（凈）m00額定水頭m 水庫水位簡述攔水壩校核洪水重現(xiàn)期為100年，；設計洪水重現(xiàn)期為50年。大壩正常蓄水位362米。 死水位 本次設計采用原攔水壩引水壓力管不動方案，故進水口底板高程即為死水位，死水位為330m。 裝機容量選擇**增效擴容初設是選擇在原有兩臺機組機窩上進行，水庫正常蓄水位仍維持362m不變。**電站增效擴容的容量選擇，有以下因素：原有兩臺機組的機窩，已經歷了三十余年，如果對原有機組的引水系統(tǒng)和廠房進行改造或擴大，投資太大，且電站業(yè)主對此表示明確反對。本次增效擴容，是在不改造兩臺機組過流量通道的條件下，通過對現(xiàn)有的引水系統(tǒng)維修，通過選擇新機型，提高機組效率，增加發(fā)電量。彭家灣尾水是經**水庫調節(jié)后的徑流，流量可以人為控制，對**電站運行十分有利。通過對引水系統(tǒng)的校核和機型選擇，以及從長遠規(guī)劃考慮，擬將機組額定容量320kW、。 **電站擴建后。根據電站的水頭、流量特性，作為機組的額定水頭。 水庫運行方式和多年運行特性 水庫運行方式（1）興利運行方式**水庫具有年節(jié)能力，機組可承擔電網峰負荷，平時應充分利用**水庫緩沖調節(jié)作用，保證電站攔水壩在正常高水位362m運行，以保證有較高的水頭。（2）泄洪運行方式，庫水位維持在正常蓄水位362m，入庫流量全部通過水輪機下泄。，水庫水位達到362m時，大于水輪機引用流量部分的入庫流量，通過攔水壩溢流堰下泄。當入庫洪水處于消退階段，入庫流量小于或等于停機流量時，電站滿負荷發(fā)電直至將攔水壩水位降至正常362米。 電站特性指標根據**壩址1954年～2004年共51年徑流，進行長系列逐日水能操作計算，統(tǒng)計多年運行特性指標如下：流量及水位：51年長系列中，；（P=90%）。水頭：51年長系列中，。出力及電量：51年長系列中，多年平均發(fā)電量269萬kWh，全站年利用小時3363h，全站水量利用系數75%。 回水計算因本項目為**水電站增效擴容工程，**正常蓄水位不抬高，**攔水壩不抬高，擴建后不會增加庫區(qū)淹沒，故回水未作計算。5水工建筑物****電站位于某村梨。水庫屬沅水上游青水河一級支流，碧涌溪北側，地處東經109176。28′，北緯27176。18′，屬多年調節(jié)的以灌溉為主的中型水庫。 km2，總庫容3640萬m3，多年平均降雨量為1265 mm，但年內分配不均勻，春季35月降水占全年總量的36％，夏季68月降水占全年總量的36％，秋季911月降水占全年總量的18％，冬季122月降水占全年總量的10％，其中降水主要集中在46月，占全年總量的45％。**水庫修建于1958年9月，1960年4月開始蓄水，2010年完成水庫除險加固。****電站于1979年動工修建，1980年投產發(fā)電?，F(xiàn)裝機2臺HL123WJ50水輪機，2臺320kw發(fā)電機， 2臺手動調速機，2臺400kva主變，以及相應的配電屏和勵磁屏。（1）《防洪標準》（GB5020194）(2)《水工混凝土結構設計》（SL/T1912008）(3)《水工建筑物荷載設計規(guī)范》 DL50771997(4)《水工隧洞設計規(guī)范》SL2792002(5)《水電站引水渠道及前池設計規(guī)范》SL/T20597(6)《小型水電站技術改造規(guī)程》SL193（1）**水庫**電站初步設計書 1979年2月（2）**水庫除險加固竣工資料匯編 2009年10月（3）《農村水電增效擴容改造項目初步設計指導意見》（4）《農村水電技術現(xiàn)代化指導意見》**電站水工建筑物主要復核攔水壩、砼壓力管、廠房、尾水渠等建筑物。（1）攔水壩復核經過復核**電站拱壩正常水位設計洪水標準為50年一遇設計（p=%，），大壩正常水位高程為362m，能滿足防洪要求。（2）隧洞外預制砼管直徑 D= = 式中：Q—增容后機組需要最大引用流量Q=3m3/s H—水管中的原凈水頭H= ＞，滿足設計要求。（3）水頭損失計算復核 H總=H沿+H局 1)沿程水頭損失 H沿=αL =2）局部水頭損失 h局=h攔+h進+h轉+h變+h閥+h分 ①攔污柵水頭損失計算h攔=ξ ξ=β（）sina 式中：ξ——攔污柵水頭損失系數； V——攔污柵處平均流速（）； g——重量加速度，； β——柵條斷面形狀系數；園形β= s——柵條厚或柵條直徑（12cm） b——柵條間距（8cm） a——攔污柵與水平面相交的傾斜角(70176。)②進水口水口損失計算 h進=ξ 式中：ξ——進口水頭損失系數（）； V——水管中經濟流速按壓力管規(guī)范要求經濟流速③水管轉彎時水頭損失計算 h轉=ξ 式中：ξ——轉彎水頭損失系數（176。）； 水管轉彎共8處，176。； V——水管中經濟流速按壓力管規(guī)范要求經濟流速V=3—5； ④漸變段水頭損失計算 H變=ξ式中：ξ——漸變段水頭損失系數；漸變段角度小于10176。，； V2——斷面縮小縮小后的流速（m/s）V2=⑤閘閥水頭損失計算 H閥=ξ式中：ξ——閥門全開時候水頭損失系數；水頭238m，； V——管中的流速（m/s）、V2= **機組擴容前后水頭損失計算表編號引水道部位擴容前流量（m3/S）擴容后流量（m3/S）擴容前擴容后△h水頭損失（m）1攔污柵2進水口3管轉彎