《三号水电站增容改造工程初步设计报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三号水电站增容改造工程初步设计报告.doc（102页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、目 录1 综合说明11.1工程地理位置11.2水文及气象特性11.3主要建筑物11.4电站运行状况21.5存在的问题61.6工程任务及规模61.7 设计改造内容、目标和原则61.8工程概算91.9经济评价91.10结论102 水文地质152.1自然概况152.2年径流特性172.3洪水233 电站运行情况263.1设备运行状况263.2 电站设备的年利用率情况274 存在的问题及改造的必要性314.1存在的问题314.2改造的必要性324.3 改造的依据335 水能设计355.1水能计算355.2 装机容量比较与确定376 增容改造设计386.1 工程等级和标准386.2增容改造的基本原则和设
2、计依据386.3 工程改造内容396.4增容改造效益537 工程管理547.1工程管理机构及人员编制547.2工程建设管理547.3主要管理设施567.4 资金管理578 施工组织设计588.1施工条件及施工期588.2尾水渠施工导流设计598.3施工总进度598.4施工技术供应609 劳动安全与卫生619.1依据和设计原则619.2劳动安全619.3工业卫生6410 工程招标6510.1 招标范围的确定6510.2 招标组织形式6510.3 招标形式6510.4 标段划分6511 工程概算6711.1工程概况6711.2编制依据6711.3编制办法6711.4工程概算6811.5工程总投资6
3、912 经济评价7812.1概述7812.2评价依据、内容和主要评价参数7812.3财务评价7912.4国民经济评价8512.5综合评价8612.6综合效益分析8712.7附表8713 结 论98位置图1 综合说明1.1工程地理位置XX县XX三号电站地处距城南15km的XX镇XX村境内，位于XX流域下游，上距XX水库30km,下距XX二坝渠首200m,从XX县城至XX二坝渠首有公路相通，XX二坝渠首到电站厂区有500m进厂公路，对外交通方便。现属XX县水电开发有限责任公司经营管理。1.2水文及气象特性电站以上流域面积1614km2,河流长约30km,河道纵坡约1.25%；海拔21002200m
4、，年径流量3.21亿m3,多年平均流量10.16m3/s；年平均气温4.8，绝对最高气温32.5，绝对最低气温-26.7；平均最高气温12.3，平均最低气温-1.7，多年平均降水量185.1mm，多年平均蒸发量2000.6mm(20cm蒸发器)，平均相对湿度52%，多年平均年日照时数2884.2h,平均风速3.2m/s，最大风速26m/s，最大冻土深度159cm，属温带干旱性气候。1.3主要建筑物1.3.1发电引水系统发电引水系统由引水枢纽、发电引水渠道、压力前池、压力钢管组成，引水渠道是梯形断面，设计流量15m3/s，设计最大过流量17m3/s，渠道长1.6km，设计渠深3.0m,设计水深2
5、.44m；压力前池是虹吸式进水口，总长60m,宽度13.5m,前池溢流堰长30m,钢筋砼压力管道3根,单根长度35.224m（包括进出口弯管），管道直径140cm；前池左侧设冲沙闸1孔，冲沙管道直径80cm。1.3.2发电厂房及升压站厂房为地面厂房，主厂房面积为长26.3m宽9.6m=252.48m2，副厂房面积为长20.17m宽10.27m=207.15m2,厂房内装有三台轴流式水轮发电机。35kv升压站面积长29.95m宽27.4m=820.63m2，装有12000Kva主变1台，35kv户外多油断路器1台和电流、电压互感器、避雷器等其它电气设备。1.4电站运行状况XX三号电站于1987年
6、4月开工建设，1990年7月竣工发电，截止2011年7月，已运行21年，累计完成发电量13549.21万kwh，多年平均发电量677.46万kwh，最大年份发电量874.65万kwh。1.4.1主要机电设备参数目前，电站主要机电设备参数如下：水轮机的运行参数型 号ZD560-LH-100出 力550kw设计水头14.5m额定转速500转/分设计流量4.7m3/s飞逸转速1200转/分活动导叶16片转轮叶片 4片效 率84%轴承温度故障65，事故70调速器的运行参数型 号YT-600最大工作油压25kg/cm2接力器全行程170mm调速功600kg/m接力器全行程间5s接力器最大转角45接力器杆
7、直径50mm接力器活塞直径170mm 接力器容积3.52升关闭时间 2-6s调速器用油量200升油泵输油量0.7升/s油泵油压1422kg/cm2油泵型式螺杆式变速范围+10%-15% 压力油罐容积100升 发电机运行参数型 号SF-500-12/1730额定转速500转/分额定有功功率500kw飞逸转速1200转/分额定无功功率 375Kvar磁极个数12个额定电压6300V额定励磁电流182.8A额定电流57.3A额定励磁电压73.2V功率因数0.8绝缘等级B级频 率50Hz工作方式连续相 数3相出厂编号89150接线方式Y出厂日期1989年7月发电机总重量8202Kg出厂厂家广东潮州电机
8、厂可控硅励磁装置参数型 号KGLAF311-200A/75V额定电压73V起励电流50A额定电流200A起励电压24V强行励磁电流400A永磁机运行参数型 号TY56/9-12额定功率1200Va额定电压 220V功率因数 0.4额定电流3.16A频 率50Hz接 线Y转 速500转/分相 数3相出厂编号8901重 量410Kg出厂日期1989年3月出厂厂家湖南零陵水电设备厂主变压器运行参数设备名称1#主变型 号S7-2000/385%/6.3额定容量（Kva）2000Kva接线方式Y/-11分接开关位置IIIIII一次侧电压（V）404003850036600电流（A）30二次侧电压(V)6
9、300电流(A)183.3冷却方式油浸自冷阻抗电压(%)6.67频 率(Hz)50相 数三相器身重(kg)3000油 重(kg)1450总 重(kg)3450出厂时间1989年6月生产厂家成都第二变压器厂励磁变压器运行参数设备名称励磁变压器型 号ZSJ36/6.3额定容量（Kva）36Kva接线方式Y/-11分接开关位置IIIIII一次侧电压（V）6300电流（A）3.3二次侧电压（V）120电流（A）173冷却方式油浸自冷阻抗电压(%)50频 率(Hz)50相 数三相器身重(kg)187油 重(kg)96总 重(kg)285出厂时间1989年6月生产厂家成都第三变压器厂厂用变压器运行参数设备
10、名称1#厂用变（6kv侧）2#厂用变（35kv侧）型 号S7-100/6.3-6.35%/0.4/0.25S7-100/35-355%/0.4/0.25额定容量（Kva）100Kva100Kva接线方式Y/-11Y/-12分接开关位置IIIIIIIIIIII一次侧105001000095003675035000332505.771.65二次侧400400144.3144.3冷却方式油浸自冷油浸自冷阻抗电压(%)3.836.70频率(HZ)5050相 数三相三相器身(kg)375215油重(kg)3130105总 重(kg)505320出厂时间1988年5月1988年5月生产厂家兰州变压器厂兰州
11、变压器厂1.5存在的问题 （1）原设计保守，装机容量小，水能利用率低。（2）尾水渠渐变段口狭窄，渐变段渠底高程设计偏高。500m引水渠堤、渠底破损严重。 （3）发电机温度高、噪声大，定、转子、引出线绝缘老化，设备完好率低，近年来发电机故障发生频繁。（4）设备运行周期长、技术落后、能耗大，测量保护为老式继电器保护，存在可靠性差、灵敏性低，一、二次回路及设备绝缘老化，故障率高等问题。 （5）水轮机导流部件磨蚀严重，漏水量大，影响安全运行，造成水能浪费，调速器存在动作不可靠、自动调节性能降低。1.6工程任务及规模1.6.1工程任务电站现装机容量1500kw（3500kw），设计年利用小时5607h，
12、设计发电量850万kwh。根据19912010年实际发电量统计，电站最大年份发电量达874.65万kwh。电站增容改造工程实施后，总装机容量为2100kw（3700kw），年设计发电量1050万kwh,年利用小时5000小时。1.6.2工程规模 本规程规模为小（）型等工程，主要建筑物按5级设计。1.7 设计改造内容、目标和原则1.7.1 设计改造内容 （1）建筑工程改造 1）尾水渠改造将影响机组出力的尾水渠渐变段渠底降低0.5m，提高设计水头0.5m。将原浆砌石全部拆除,垫背采用40cm厚砂砾石,表层用30cm厚C20砼现浇。 2）压力前池溢流堰改造 采用C20砼现浇将30m长的压力前池溢流堰
13、顶垂直增高15cm并填堵长197cm、高43cm排冰缺口。提高设计水头0.5m。3）引水渠道修复拆除渠道梯形断面预制砖护面，浆砌石渠底，垫背采用40cm后砂砾石，表层用30cm厚C20砼现浇。修复渠道长500m(桩号0+1000+600号）。（2）机电设备改造 1）水轮机改造 将ZD560-LH-100转轮设计改造为ZDJP502-LH-100转轮标准。 2）发电机改造设计将发电机定子线棒的铜线截面增大，定、转子线圈绝缘等级设计为F级。 3）调速器改造设计选用YBWT-600型微机调速器三台，调速功600kg.m。 4）主变压器改造将S7-2000/38.5主变设计更换为S11-3150/35
14、型。 5）高压开关柜及断路器6.3kv开关柜设计选用KYN28A-12-006型中置式开关柜，断路器设计采用ZN28-10I型手车式真空断路器。 6）35KV户外高压断路器原DW-35/400型高压多油断路器设计更换为ZW7-40.5/D1250型真空断路器。 7）励磁装置原KGLF311-200/75型励磁装置设计更换为KWCL-1600型微机励磁装置。 8）自动化系统设计选用SJK-3000型电站微机综合自动化系统，完成和实现电站机电设备数据采集、设备运行监视和控制操作、功率调节和运行管理职能。 （3）35kv并网输电线路设计重行架设2.5km的35kv并网输电线路，导线选用LGJ95,直
15、接进入距电站2.5km处的110kvXX夹河变电所。1.7.2 增容改造的目标科学应用先进技术，合理设计发电水头，提高水能利用率、机组效率、设备完好率,改善运行条件，确保安全发供电，充分发挥电站效益。1.7.3 增容改造工程的原则 增容改造应遵循切合实际，节约投资，技术先进，提高效益，确保安全的原则：（1）为节约投资，缩短建设期，电站装机3台不变，原建筑物基础及预埋件基本不予改动（发电机、水轮机、调速器基础）。（2）为更加符合电站实际情况，在水能计算中，依据现有实测水文资料和新机组能量指标，并参照电站21年的实际运行情况，进行水能计算。（3）对明显影响机组出力的压力前池溢流堰和尾水渠工程进行改
16、建。（4）对明显影响安全供电的35kv升压站设备和35kv并网线路进行改造。1.8工程概算1.8.1编制依据 （1）甘肃省水利水电工程初步设计概算编制办法； (2)甘肃省水利水电建筑工程概算定额； (3)水利水电设备安装工程预算定额（中小型）； (4)水利水电设备安装工程概算定额。1.8.2工程投资本工程静态总投资为725.37万元，其中建筑工程投资107.31万元，机电设备及安装工程投资522.21万元，35kv输电线路改造工程投资39.58万元，临时工程投资10.66万元，其他费用投资45.61万元。1.9经济评价本工程拟列入国家小水电增效减排改造项目，概算静态总投资为725.37万元，电
17、站增容改造后，上网电价以现行电价0.227元/kwh作效益分析，其主要指标为：投资利润率：9.78%；投资利税率：13.03%；资本金利润率：26.98%；全部投资财务内部收益率（税后）：10.92%；静态投资回收期（所得税后）：9.3年。1.10结论XX三号电站自1990年投产发电以来，为XX电网提供了13549.21万kwh电量，为缓解供用电矛盾，保证地方工农业与乡镇企业用电起到了重要的作用，为XX县社会进步和经济发展作出了一定的贡献。电站发电运行达21年之久，为了确保电站安全发供电，提高设备完好率，减小能耗，增加发电量，提高电站运行自动化程度，降低员工劳动强度，改善运行条件，电站增容改造
18、工程势在必行。经技术分析和经济评价，XX三号电站增容改造是非常必要的，也是合理可行的。XX三号电站增容改造工程特性表表1-1序号项目及名称改造前改造后单位数量或型号单位数量或型号备注一电站建设位置1电站所在水系XX干流2建设地点甘肃省XX县XX镇XX村二水文气象特征（一）水文1利用的水文系列年限年56年562多年平均流量m3/s10.16m3/s10.16天然径流3多年平均径流量亿m33.21亿m33.214实测最大洪峰流量m3/sm3/s5设计洪峰流量m3/sm3/s6校核洪峰流量m3/sm3/s（二）水位1枢纽正常蓄水位m2146.2m2146.72前池最高水位m2146.7m2147.1
19、53前池正常水位m2146.2m2147.74前池最低水位m2145.2m2145.25电站正常尾水位m2131.1m2131.1三工程地质1引水系统地基砂砾石2前池地基花岗岩3厂房地基花岗岩XX三号电站增容改造工程特性表 表1-1序号项目及名称改造前改造后单位数量或型号单位数量或型号备注四电站动能特性1电站形式引水式引水式2发电引水流量m3/s14.1m3/s15.93电站最大水头m14.8m15.514电站最小水头m13.5m13.345电站设计水头m14.5m15.56电站装机容量kw3500kw37007电站年设计发电量万kw.h850万kw.h10508年利用小时数h5607h500
20、0五主要建筑物1引水枢纽溢流坝顶高程m2148.26m2148.26进水闸底板高程m2143.96m2143.96泄洪冲沙闸底板高程m2141.04m2141.042引水渠道设计流量m3/s15.0m3/s17渠道长度m1600m1600断面形式梯形梯形渠道正常水深m2.44m2.503压力前池进水口形式虹吸式进水口虹吸式进水口前池溢流长m3030溢流堰顶高程m2147.002147.15冲沙管直径cm80804压力钢管管道直径cm140cm140管道根数根3根3每根长度m35.224m35.224XX三号电站增容改造工程特性表 表1-1序号项目及名称改造前改造后单位数量或型号单位数量或型号备
21、注2电站厂房形式地面厂房地面厂房主厂房面积(长宽)26.39.626.39.6副厂房面积(长宽)20.1710.2720.1710.27发电机层底板高程m2131.132131.133尾水渠设计尾水位m2131.102131.10尾水渠长度m50m50六施工特性1主体工程数量土石方开挖m3166300m3712砂砾石开挖砂砾石填筑m338900m3浆砌石m320000m31871浆砌石勾缝m2m245胶泥填缝渠面现浇砼衬砌m3m318562主要建筑材料数量砂子m3m3石子m3m3木材m3m3水泥tt钢筋、钢材t150t3总工期月30月6XX三号电站增容改造工程特性表 表1-1序号项目及名称改造
22、前改造后单位数量或型号单位数量或型号备注七主要机电设备1水轮机3台ZD560-LH-1003台ZDJP502-LH-1002发电机3台SF500-12/17303台SF700-12/17303调速器3台YT-6003台BYWT-600（微机调速器）4励磁变3台ZSJ36/6.33台ZL-50/6.3/0.1255主变型号1台S7-2000/38.51台S11-3150/38.56断路器1组高压多油断路器DW8-351组真空断路器（ZW7-40.5/630）7高压隔离开关2台GW4-35(D)/6002台GW5-40.5(D)/6308监控系统1面中央控制台1面计算机监控信号综合屏BKF-WT-
23、16009励磁装置3面可控硅励磁KGLA(F)311-200A/75A3面微机励磁屏KWCL-160010直流系统1套110V1套220V八经济指标1工程静态总投资万元522万元725.37不包含原资产折余价值2单位千瓦投资元/kw3480元/kw3454.143单位电能投资元/kw.h0.61元/kw.h0.69九经济效益1财务内部收益率%10.92税后2经济内部收益率%26.39国民经济3财务经济净现值万元万元51.1税后4经济净现值万元万元700.11国民经济5投资回收期年年9.3税后2 水文地质2.1自然概况（1）地理位置XX县XX三号电站地处XX县城南15kmXX镇XX村境内，位于X
24、X流域下游，上距XX水库30km,下距XX二坝渠首200m。XX流域是石羊河水系的第二大支流，南以祁连山冷龙岭为界并与大通河相依，东以西营河为邻，西与西大河相连，北部是石羊河干流。XX干流段指两大支流直河、斜河汇合口以下至XX渠首，河长30km,总落差414m,为充分利用XX的水资源和水力资源，XX人民在XX干流XX滩盆地出口处建成XX水库，主要作用是经水库蓄丰补枯，以调剂下游工农业用水需求，所以经水库调蓄后的下泄流量比较稳定，对下游河道的水电站的运行创造了良好的条件。XX水库大坝以上流域面积1030km2，年径流量2.91亿m3，年降雨量约400mm左右,本工程以上流域面积1614km2.X
25、X三号电站地理位置及行政区划见附图一。（2）地质地貌XX三号电站厂址位于XX二坝渠首上游200m河床左侧二级阶地上，此处已出山口，整体地形开阔，地势平坦。上游依山岩石裸露，表层早皮覆盖，下游为沉积砂砾石层坡入河床。以出露岩层直观分析，为加里东晚期花岗岩，中粗粒结构，岩体微密坚硬，表层分化严重，节理裂隙较为发育。 （3）地质构造及地震本区位于祁吕贺山字型构造弧的西翼，测区内未见较大的构造断裂。据1:400万中国地震动峰值加速度区划图（2001），工程区地震动峰值加速度为0.20g（相当于地震基本烈度度），地震动反应谱周期为0.40s，对应原地震基本裂度8度。（4） 气候本电站位于河西走廊东部的祁
26、连山北脚下，海拔2000m以上寒冷地区，XX流域由西向南向东北部从高寒半干旱气候逐渐过渡到温带干旱气候。据XX气象站19581980年23年观测资料统计得：平均气温4.8，绝对最高气温32.5，绝对最低气温-26.7，平均最高气温12.3，平均最低气温-1.7，多年平均降水量185.1mm，多年平均蒸发量2000.6mm(20cm蒸发器)，平均相对湿度52%，多年平均年日照时数2884.2h,平均风速3.2m/s，最大风速26m/s，最大冻土深度159cm。电站处于出山口后的宽浅河床一侧，受冷热干湿气流交替环绕，常年多风，尤以春秋末季为甚。XX流域XX地区气象特征见表2-1。甘肃省XX气象站X
27、X地区地面基本气象要素统计表表2-1月份 项 目一二三四五六七八九十十一十二合计多年平均气温（）-10.0-7.4-0.66.512.316.017.516.811.65.2-2.6-8.14.8多年平均最高气温（）-1.50.76.914.119.423.024.323.818.512.85.10.412.3多年平均最低气温（）-16.2-13.6-6.6-0.74.88.410.710.15.8-0.5-7.9-14.0-1.7多年各月极端最高气温（）14.919.420.527.829.632.032.432.528.824.418.216.532.5多年各月极端最低气温（）-26.7-
28、26.2-19.3-19.2-7.0-0.82.82.2-3.6-16.8-23.1-26.0-26.7多年平均相对湿度（%）45454445465264636259524752多年平均降水量（mm）0.71.64.27.217.923.739.238.236.012.03.90.6185.1多年平均各月蒸发量(mm)57.370.3144.8235.7297.4283.7234.0229.0173.7137.578.658.72000.6多年各月最大积雪深度（cm）4691030000411611多年平均各月日照时数（hr）230.2215.4232.1242.1258.5273.5251.
29、4250.5220.8245.6233.1230.82884.2多年平均风速（m/s）3.03.13.63.83.83.53.02.82.93.03.13.03.2多年各月最大风速（m/s）17242122182618141415212226多年各月最多大风日数（日）561176474454536多年各月最多沙尘暴日数（日）42551201121310多年各月平均霜日数（日）6.87.14.33.40.70001.810.612.69.556.82.2年径流特性XX三号电站的径流分析计算以上游沙沟寺水文站测流数据为依据，由于XX三号电站进水口与XX二号电站厂房尾水相连，XX二号电站进水口又与X
30、X一号电站厂房尾水相连，所以三号电站径流与一号电站相同。XX属河西地区石羊河水系，发源于祁连山冷龙岭北坡，由斜河、直河汇流于XX盆地，后深切高山峡谷至出山口（本电站在出山口），在出山口外已建有XX二坝渠首（系向下游金川峡水库输水及农田灌溉之枢纽工程），河流在此分流后流入XX武威盆地。XXXX滩以上流域植被良好，降水丰富，是河川径流的主要来源区。本工程以上流域面积1614km2,河流长约30km,河道纵坡约1.25%。XX一号电站渠首上游9.8km处设有沙沟寺水文站，原站址在现站址上游2.5km处，F=1545km2,1954年5月设站，观测到1970年止，1971年1月起，因受渠道影响，基本断
31、面下迁到现址，F=1614km2。参照规范，工程地点和设计站的积水面积相差不超过3%时，工程地点的径流设计值可直接采用设计站的径流分析成果。沙沟寺站的新老断面F/F=4.4%,已超过规范规定的范围，本应按面积比修正，但考虑到超过范围不大，XX主要产流区在XX水库以上的上游区，建立XX沙沟寺站与邻近的西大河插剑门站年径流相关图，可以看出1970年前后的点据并无明显的系统偏离，故沙沟寺站新老断面的观测资料可以合并统计，不再进行修正。各断面汇水面积与间距示意见附图2-1。XX各断面汇水面积与间距示意图 附图2-1XX水库F=1030km213.2km沙沟寺水文站F=1614km29.8kmXX1#电
32、站渠首3.3kmXX1#电站厂房尾水至XX2#电站进水口2.1kmXX2#电站厂房尾水0.2kmXX3#电站渠首2.0kmXX3#电站厂房尾水0.2kmXX二坝渠首XX武威盆 地XX三号电站的流量设计，将以现状XX水库调度运行情况为依据。本次计算中沙沟寺水文站集水面积以1614km2计。调节年度采用76月，据1954年7月1985年6月（n=31）资料统计，沙沟寺站年径流统计参数如下：多年平均流量Q0=9.88m3/s,Cv=0.18,Cs/Cv=2.0。径流系列详见表2-2,2-3,2-4,2-5，2-6。径流年内分配表表2-2月份 项目一二三四五六七八九十十一十二平均XX水库4.03.89
33、4.636.098.8512.820.720.113.87.915.624.569.4所占%3.543.454.115.407.8511.318.317.812.27.014.994.05100沙沟寺水文站4.03.894.636.219.4714.324.323.615.58.315.694.5910.4所占%3.223.133.724.997.6111.519.51912.46.674.573.691003.50 3.59 3.92 5.52 9.45 13.08 20.10 21.12 15.83 7.91 5.25 3.51 9.40 XX三号电站设计年径流年内分配成果表表2-3项目月
34、 份年一二三四五六七八九十十一十二P=15%丰水年4.132.795.457.376.5614.423.634.219.89.516.095.4111.7P=50%平水年3.883.344.425.886.8016.022.31.9820.08.064.024.319.77P=85%枯水年2.173.624.134.716.0510.119.411.518.07.125.613.838.04XX三号电站设计年径流成果表表2-4统计参数设计年平均流量（m3/s）Q0（m3/s）CVCs/CVP=15%P=25%P=50%P=75%P=85%9.880.182.011.711.09.778.648
35、.04XX水库1986年-2010年各月平均流量统计表 表2-5单位：秒立米、万立米 月份年度月 平 均 流 量年平均流量年径流量 12345678910111219863.933.855.086.4713.5518.822.5918.911.349.576.443.3210.32 30873.7419874.394.474.15.518.824.7115.6719.6210.585.732.859.53 29013.12 19883.93.974.576.5813.1418.5826.7619.3513.819.416.542.9810.80 33899.21 19894.134.184.1
36、78.5213.4419.7237.3523.524.1512.077.922.813.50 40447.46 19904.7756.186.413.6416.0423.7420.4212.948.236.674.1110.68 31851.36 19913.743.854.184.1611.3114.4212.5814.688.315.474.873.547.59 23431.25 19923.122.893.074.459.6814.1313.3916.7212.85.824.22.727.75 22969.78 19933.243.43.529.498.9613.9629.728.314.326.145.114.1210.86 33711.98 19944.1445.378.029.115.4521.7414.437.255.83.798.59 26553.3
