螺壳水电站技改文字.doc

第一章工程现状1.1工程概况螺壳水电站位于北市镇北部葵洞林场，距县城65公里，采用径流引水式发电。其水流为绥江一级支流古水河分支葵洞水，坝址以上集雨面积44km²，流域内为松杂林，植被良好。现电站设计水头70m，设计流量0.54m3/s，总装机容量1280千瓦，320千瓦/4台，设计年利用小时3100小时，多年平均发电量380万千瓦时。该电站于1990年9月动工兴建，1991年11月竣工投产。当时单位千瓦投资为5350元，单位电量千瓦时投资为1.85元。1.2电站机电设备现状1.2.1机组现状该电站装机容量4台共1280千瓦。4套机组为浙江乐清水轮机厂生产的斜击式水轮机，水轮机型号：XJ02-WJ-53型，铭牌技术数据：出力320千瓦，设计水头70m，设计流量0.54m3/s，额定转速600r/min。配套发电机型号：SFW320-10/990型，铭牌技术数据：额定功率320千瓦，额定电压400伏，功率因数0.8，额定转速600r/min。发电机由广东省潮州市汇能有限公司生产。三套机组的水轮机进水阀门采用蝶阀控制。1.2.2电站发电厂房现状螺壳水电站于1991年11月竣工投产，径流引水式电站。引水明渠高X宽1.8mX1.7m，总长度1.1公里。无压引水隧洞宽1.7mX高1.8m；第一段隧洞长度36m，第二段隧洞长度126m，引至山后压力池后，用一条直径 1000mm钢管引入厂房，主厂房为混凝土结构，长24m，宽8.5m，高5.5m，厂房设计宽敞通风，机组布置合理。变电场及开关站布置在厂房右侧地理位置非常优越，场地十分宽敞，尺寸长X宽20mX14m。安装2台由沈阳第三变压器厂生产的S9-800/10KVA变压器。 第二章电站历年运行情况2.1电器设备运行情况电站投产时，所有电器设备由电站的技术员进行技术测试工作，单个元件测试和联动测试，主要项目有直流泄漏测试和交流耐压测试。投产后的五年内，机组、高压设备、输电线路等运行情况良好，而且每年都做例行性预防测试工作。以后进行不定期的测试。其他高压电器是东拉西凑合在一起使用，运行中常出现一些小事故，断路器的弹簧机构不够灵敏，其他电器在梅雨季节泄漏严重，产生微弱火花和发出吱吱声。2008年10月份的安全大检查，对设备的预防性测试，尤其是输电铝排腐食严重影响电流过流量。2.2发电站发电运行情况螺壳水电站机组于1991年10月投产，安装4台机组共1280千瓦，多年平均发电量为380万千瓦时。电站刚投产的几年间实际发电量还可达到设计年发电量数值。但近年来由于机组老化残旧，效率严重偏低，年发电量在380万千瓦时左右，2008年发电量为318万千瓦时，电站效益显著下降，近几年间的电站发电情况如下表示：表2-1螺壳水电站历年发电情况表（2002~2008年）单位：万kw.h年份2002200320042005200620072008发电量（万千瓦）432406428370378329318 第三章改造缘由3.1发电机组及电气设备螺壳水电站从1991年竣工投产之后，经过18年的运行使用，发电机组已严重残旧老化，无法按正常修复，现严重带病运行，且其效率严重下降，使电站效益锐减。电站所有的高压电器设备属淘汰产品，设备使用年限已超出国家规定范围要求，旧型号的产品一般体积较大，占地多，容量小，能耗大；设备已残旧老化，已到了必须更换的程度。3.2技改缘由螺壳电站总装机容量为1280kw，由于电站为径流引水式电站，丰水期电站经常出现弃水，水资源没有得到充分利用。电站出力的大小取决于天然来水量，电站无近区供电，电量除站自用外，全部上网。本电站建站时间较长，九十年代初投产的水轮机组磨损大、配套不合理，长期在低效区运行。出力较低，没有充分发挥。因此受业主委托，广宁县水利水电勘测设计室有关技术人员到现场进行实地调查、测量、规划，综合分析该电站的现状，必须进行机组更换、扩容，充分利用好水力资源，提高电站经济效益。 第四章改造方案根据螺壳水电站现有条件，技术改造从实际出发，充分利用现有资源的优势，在设计上下功夫，适当改动布局，合理使用场地，把设备的布置，达到国家规范标准要求，有现代化美感。同时，选用的设备要耗能少、占地少，目前国家生产的最新产品型号。主结线方案还是采用运行中的接线方案。合理地选择电站技术改造设计方案，其技术改造设计方案如下：4.1洪水计算本工程项目坝址以上集雨面积为44km2，由于厂房需进改建，因此对工程电站厂房厂址洪水进行复核。4.1.1洪水标准本工程规模属Ⅳ等工程。厂房：设计洪水为30年一遇（P=3.33%），校核洪水为50年一遇（P=2%）。4.1.2洪水计算方法洪水计算应用广东省综合单位线法进行计算。本工程位于绥江河漫水河上游江屯水，采用广东省综合单位曲线法进行计算，设计洪水标准取P=3.33%，校核洪水设计标准取P=2%。洪水各项参数按相关参数规范选取，各暴雨值查2003年广东省暴雨单位等值线图成果。4.1.3厂址址以上洪水洪水计算采用广东省综合单位线法，应用计算机进行计算。计算选用参数及计算成果见表4-1-1～表4-1-4：表4-1-1河流特征参数表集雨面积(km2)主河长(km)河床比降165230.00279 表4-1-2洪水计算成果表项目洪峰流量(m3/s)洪水总量(万m3)P=3.33%1240.492738P=2%1371.493011洪水计算详细过程资料见附件。表4-1-3工程洪水各时段洪水总量表频率2%时相应洪量3.33%时相应洪量洪量wt(万m3)30112738洪量w24(万m3)37063303洪量w72(万m3)453239374.1.4设计洪水位螺壳水电站工程坝址设计洪水过程见附件，根据该站的过水断面，进行计算，采用设计洪水流量计算出厂址相应洪水位，P=2%时Q峰=1371.49m3/s，相应校核洪水位为213.02m，P=3.33%时，Q峰=1240.49m3/s，相应设计洪水位为212.84m。表4-1-4设计洪峰流量与水位表频率(%)23.33备注洪峰流量(m3/s)1371.491240.19相应洪水位（m）213.02212.84４.2电站径流资料的复核为充分利用水资源，利用现有的水文资料对电站坝址以上径流进行复核，重新确定电站的装机容量。 4.2.1水文基本资料1流域水文资料螺壳水电站位于广东省广宁县北市镇，属绥江一级支流古水河分支葵洞水,坝址以上流域总集雨面积44km2，。由于该河段没有水文站，因此利用参证站为古水河祝州站的资料进行推算。古水河流域内设有祝州水文站，集水面积874km2，1958年7月至今有连续的水位、流量、降水等各项资料。测站采用冻结基面。测流河段顺直，两岸植被良好，河床组成为沙、砾石、卵石，特大洪水时左岸下比降有漫滩。测流断面以上2km，1972年建有拦河坝，坝高3m，建坝后，测流断面河床略有变化，左岸自岸边向河中渐有泥沙淤积。据1975年水文年鉴载，测站断面以上的水利措施有：蓄水工程2宗，控制面积4.8km2，库容28万m3。1994年上游建成花山水库工程，水库总库容6300万m3，水库具有年调节性能。祝州以上流域内还设有丹竹坑、蕉坑、北市、汶水、云山里、螺岗6个雨量站。2水文资料复核情况与评价选用祝州水文站为本工程的参证站。该站有1959年4月～2005年3月共46年径流资料，系列长度满足规范的要求。4.2.2径流4.2.2.1径流系列计算螺壳水电站水电站坝址处无实测水文资料，在同流域下游有祝州水文站有较长的资料，故本工程径流计算采用其水文站历年水文资料进行推算。 选用该系列进行计算。祝州水文站1959.4月～2005.3月年平均流量见表4-1。表4-1祝州水文站1959.4-2005.3年平均流量表年份流量年份流量年份流量1959.4～1960.330.581975.4～1976.337.631991.4～1992.320.391960.4～1961.328.631976.4～1977.329.41992.4～1993.330.031961.4～1962.336.931977.4～1978.321.611993.4～1994.335.581962.4～1963.336.171978.4～1979.329.641994.4～1995.338.881963.4～1964.320.381979.4～1980.326.691995.4～1996.327.181964.4～1965.330.621980.4～1981.327.771996.4～1997.325.071965.4～1966.331.441981.4～1982.334.351997.4～1998.339.211966.4～1967.332.271982.4～1983.350.581998.4～1999.323.541967.4～1968.327.921983.4～1984.431.731999.4-2000.320.531968.4～1969.338.011984.4～1985.329.382000.4-2001.323.081969.4～1970.326.671985.4～1986.329.682001.4-2002.336.071970.4～1971.331.91986.4～1987.324.872002.4-2003.326.281971.4～1972.331.481987.4～1988.320.312003.4-2004.319.791972.4～1973.324.431988.4～1989.323.22004.4-2005.315.251973.4～1974.348.921989.4～1990.325.86　　1974.4～1975.325.861990.4～1991.318.18　　4.1.2.2径流计算1径流系列计算螺壳水电站水电站的年、月径流是根据祝州水文站的年、月径流，按控制流域面积进行比例缩放，修正比拟成果。集雨面积修正系数为：KF=0.0508。本工程设计利用面积比拟后,并用雨量参证站多年平均降雨量进行修正，推算得，螺壳水电站工程电站坝址年平均流量见表4-2。表4-2螺壳水电站坝址年均流量表年份流量年份流量年份流量1959.4～1960.31.551975.4～1976.31.911991.4～1992.31.041960.4～1961.31.451976.4～1977.31.491992.4～1992.31.531961.4～1962.31.881977.4～1978.31.101993.4～1994.31.811962.4～1963.31.841978.4～1979.31.511994.4～1995.31.98 1963.4～1964.31.041979.4～1980.31.361995.4～1996.31.381964.4～1965.31.561980.4～1981.31.411996.4～1997.31.271965.4～1966.31.601981.4～1982.31.741997.4～1998.31.991966.4～1967.31.641982.4～1983.32.561998.4～1999.31.201967.4～1968.31.421983.4～1984.41.611999.4-2000.31.041968.4～1969.31.931984.4～1985.31.492000.4-2001.31.171969.4～1970.31.351985.4～1986.31.512001.4-2002.31.831970.4～1971.31.621986.4～1987.31.262002.4-2003.31.331971.4～1972.31.601987.4～1988.31.032003.4-2004.31.011972.4～1973.31.241988.4～1989.31.182004.4-2005.30.771973.4～1974.32.491989.4～1990.31.31平均1.481974.4～1975.31.311990.4～1991.30.92全年径流量进行频率计算。计算用数学期望公式进行年径流经验频率计算，统计参数先用矩法公式初估，再经与P-III型曲线适线确定。表4-3、4-4为频率计算成果表，丰水年（P=20%）Qkp=1.83m3/s；设计平水年（P=50%）Qkp=1.44m3/s；设计枯水年（P=80%）Qkp=1.10m3/s。。螺壳电站丰、中、枯三个代表年的年均流量表见表4-5-4-7。表4-3坝址年流量（水文年）频率计算成果表P(%)0.10.20.5152050809095Q(m3/s)3.243.082.872.72.281.831.441.100.950.85 表4-4螺壳水电站坝址以上年流量频率计算表年流量P=m/n+1%备注年月序列Q螺壳水电站Q螺壳水电站I59.4～60.311.552.562.160.4～61.321.452.494.361.4～62.331.881.996.462.4～63.341.841.988.563.4～64.351.041.9310.664.4～65.361.561.9112.865.4～66.371.601.8814.966.4～67.381.641.8417.067.4～68.391.421.8319.168.4～69.3101.931.8121.369.4～70.3111.351.7423.470.4～71.3121.621.6425.571.4～72.3131.601.6227.772.4～73.3141.241.6129.873.4～74.3152.491.6031.974.4～75.3161.311.6034.075.4～76.3171.911.5636.276.4～77.3181.491.5538.377.4～78.3191.101.5340.478.4～79.3201.511.5142.679.4～80.3211.361.5144.780.4～81.3221.411.4946.881.4～82.3231.741.4948.982.4～83.3242.561.4551.1 83.4～84.3251.611.4253.284.4～85.3261.491.4155.385.4～86.3271.511.3857.486.4～87.3281.261.3659.687.4～88.3291.031.3561.788.4～89.3301.181.3363.889.4～90.3311.311.3166.090.4～91.3320.921.3168.191.4～92.3331.041.2770.292.4～93.3341.531.2672.393.4～94.3351.811.2474.594.4～95.3361.981.2076.695.4～96.3371.381.1878.796.4～97.3381.271.1780.997.4～98.3391.991.1083.098.4～99.3401.201.0485.199.4～2000.3411.041.0487.22000.4～01.3421.171.0489.401.4～02.3431.831.0391.502.4～03.3441.331.0193.603.4～04.3451.010.9295.704.4～05.3460.770.7797.9平均值1.481.48 螺壳水电站代表年平均流量表（P=20%）表4-5单位：m3/s日期四五六七八九十十一十二一二三10.93.13.32.01.72.21.21.10.80.70.60.720.83.03.41.82.41.91.01.00.80.70.60.730.82.73.11.71.81.81.21.00.80.70.60.840.72.63.01.61.72.11.51.00.80.70.60.750.73.03.21.51.61.71.21.00.90.70.60.760.83.73.61.42.11.63.01.00.80.70.60.771.04.24.81.41.81.64.10.90.80.70.60.783.43.43.71.44.91.41.70.90.80.70.60.791.93.53.91.45.01.61.41.00.80.70.60.6101.33.63.31.43.01.61.30.90.70.70.50.6111.36.32.91.32.41.71.20.90.70.70.50.6122.23.92.92.24.01.91.21.10.70.70.40.6132.13.42.66.52.71.61.11.11.50.70.40.6142.56.32.55.74.01.61.01.02.30.60.40.5152.05.22.54.28.01.51.21.01.10.60.40.5161.65.22.43.84.01.72.31.01.00.60.40.6171.38.22.34.03.21.82.20.90.90.60.40.6181.25.42.43.12.71.51.70.90.90.60.40.6191.29.25.02.52.61.61.40.90.90.60.40.6202.48.14.22.32.81.41.30.90.90.60.40.6211.411.03.52.42.41.51.20.90.90.60.40.6221.114.63.42.12.21.41.10.80.80.60.70.6231.17.53.02.12.01.31.10.90.80.60.70.6241.05.82.62.22.01.21.40.80.80.60.70.7251.15.22.42.62.01.81.30.80.80.60.70.9264.95.82.32.33.51.21.20.80.80.60.80.9274.95.02.21.93.01.31.20.80.70.61.31.0288.04.82.11.72.61.21.20.80.70.61.11.4294.04.62.31.62.41.21.20.80.70.60.81.1302.84.02.51.62.91.21.20.70.70.60.01.0310.03.60.01.62.60.01.10.00.70.60.01.0 螺壳水电站代表年平均流量表（P=50%）表4-6单位：m3/s日期四五六七八九十十一十二一二三10.71.82.92.61.52.30.80.70.70.50.70.520.81.62.92.41.52.01.00.70.70.50.60.530.71.82.42.45.11.81.10.70.70.60.50.540.74.12.22.13.71.71.10.70.70.60.60.550.63.12.12.03.51.71.00.70.70.60.70.560.82.22.51.92.21.60.80.70.70.50.70.571.41.75.11.81.91.50.80.70.70.50.60.583.11.54.01.81.71.50.80.70.70.50.60.692.61.45.81.71.61.50.80.70.70.50.50.6104.11.45.11.62.01.50.70.70.70.50.50.7112.11.43.51.61.71.50.71.01.00.60.60.6121.51.22.81.61.61.40.70.90.90.60.60.6131.21.12.51.61.51.30.60.80.80.60.90.5141.03.32.31.51.61.30.60.70.70.61.90.5150.98.42.41.41.71.20.60.70.50.61.20.7161.13.82.91.41.51.21.10.70.50.50.80.7173.56.03.51.51.51.22.10.70.50.50.70.6181.710.22.91.71.71.21.80.60.50.50.60.7191.37.53.51.41.61.21.30.60.50.50.61.3201.24.52.51.42.11.11.00.60.50.50.62.2211.25.82.61.41.51.11.00.60.50.50.51.3221.07.23.31.02.31.10.90.60.40.50.51.2230.99.23.02.02.31.10.90.60.50.50.52.0240.85.82.42.01.91.00.90.60.50.50.51.3251.14.32.11.61.61.10.80.60.50.50.51.0261.33.52.21.41.41.20.80.60.50.50.50.9271.03.33.51.41.31.10.80.60.50.50.51.0284.13.16.21.41.91.10.70.60.50.50.50.9292.73.14.01.42.31.00.80.60.40.50.00.9301.62.72.91.47.51.00.70.60.50.50.00.9310.02.50.02.03.10.00.70.00.50.60.00.8 螺壳水电站代表年平均流量表（P=80%）表4-7单位：m3/s日期四五六七八九十十一十二一二三10.41.31.21.01.61.60.70.60.91.00.90.620.41.41.11.01.01.00.70.70.81.00.90.630.56.41.00.91.01.00.80.70.80.90.80.640.53.31.30.91.01.00.80.70.80.90.80.550.53.53.90.91.01.00.70.60.82.00.80.560.83.82.11.01.11.10.70.70.82.10.80.571.63.01.40.91.11.10.60.70.81.50.80.481.72.21.20.81.31.30.61.00.71.20.80.590.91.81.10.81.41.40.74.50.71.10.80.5100.76.61.10.81.61.60.72.10.71.20.70.5110.68.31.00.81.11.10.91.30.71.10.70.5120.54.51.00.80.90.90.81.00.71.00.70.5131.33.51.10.80.90.90.71.60.70.90.70.5141.62.51.40.71.01.00.71.40.70.90.70.5151.12.02.90.70.90.90.71.60.71.00.70.4161.11.64.20.71.01.00.71.30.71.00.70.5171.01.42.80.70.90.90.71.10.71.30.70.5180.91.43.30.70.80.80.71.00.71.50.70.6191.61.83.40.71.21.20.71.00.71.50.70.6201.02.02.20.72.12.10.71.00.72.90.70.6210.81.91.80.74.34.30.60.91.01.80.70.6221.52.01.50.73.23.20.71.41.21.50.70.6231.22.71.40.71.81.80.72.10.91.40.60.6241.83.01.31.01.31.30.71.50.81.20.60.6252.62.11.21.11.11.10.71.20.71.20.60.7262.01.71.10.81.01.00.71.10.81.10.60.6271.31.41.10.81.01.00.71.00.81.00.60.6281.11.41.20.71.41.40.70.90.81.00.60.6293.21.51.40.73.33.30.70.91.00.90.01.1302.11.41.10.72.62.60.70.91.00.90.01.6310.01.30.01.11.80.00.70.00.90.90.01.5 2代表年年内径流分配螺壳水电站电站水电站流域年内径流分配不均，汛期4～9月径流量占年径流量的77.3%，枯期10月～翌年3月占年径流量的22.7%。螺壳水电站坝址处多年平均径流年内分配见表2-8。表4-8多年平均径流量年内分配表月份456789101112123年%9.315.717.012.312.410.65.73.92.92.92.84.51004.2、电量复核4.2.1电能计算螺壳水电站是引水式径流发电站，为混凝土砌石拱坝，最大坝高16m，坝顶宽为3m，正常蓄水位为230m。经初步调查与实测，引水大坝与水电站尾水之间，相对高差为71m，本次建设利用旧坝引水,扩大开挖隧洞，利用旧发电渠道和前池引水发电，正常蓄水位为229m。考虑水头损失后，可得毛水头70m，考虑引水渠水头损失及水位变幅，拟定螺壳水电站工程设计水头为66.8m。由径流计算成果，利用代表年法将三个典型年的日流量进行大小排列，并按公式N=AQH(其中A=7.8)，进行电能计算由于技改后电站位置不变，因此，本次计算时发电引水流量3.66m3/s进行电能计算。计算取用丰、平、枯三个代表年日平均流量系列资料计算。螺壳水电站电能三个代表年平均流量共有1096个，将各年日平均流量资料进行分组分析，采用计算机进行电站水能指标计算。在水能计算中，考虑了拦污栅水头损失，进水口、出水口局部水头的损失等，经计算水头损失Δh=2.0m。 计算公式:出力Ni=9.81QH.η（水轮机）.η发电机)=8.3QH式中Q为日平均流量(m3/s)H为电站净水头(m)η(水轮机)为水轮机效率,取平均值为89%η发电机)为发电机效率,取95%。电能计算结果见表4-9、4-10、4-11。，当N=1890KW时，多年平均发电量E为：712万kW.h。丰水年（P=20%），年平均发电量：856万kW.h中水年（P=50%），年平均发电量：687万kW.h枯水年（P=80%），年平均发电量：592万kW.h 表4-9螺壳水电站电能计算表（P=80%）日期四五六七八九十十一十二一二三1540178218981116990124969160443339634241124791717194410271348109759758244039634241134441564176194410071007663569440396342429441614651739900944117185156944840534238054161717185284188597266356948638734939664442087207382611719281712558477387336411756620872087800102790020875364573963363968191719202087784208782599352543339633638091097199020878002087913807547440380342357107212058187480017048847505364243722713421172120871651758136898570852542437226434212126620871629123020871097669630424372252342131178196615052087152391364361788137224734214142120871426208720878845935691320365242271151117208714062087208785465658265035725227116905208713502087208795713015475493652373361773720871332208717961026127053652535722933618662208713501774156786995552550534922933619678208720871414147990079250549435722934920135320872087132816138127355054943652373492178120871990134813928696824945363572423492264920871920121012307846434774403573963492360820871739119111347326304864663493963572456620871485123011347057924664423493724202564920871367147911341021735466442349380534262087208712951309198270569545743336546450327208720871260107916937196694484243497135582820872087122397215016816564574033576347782920872087129592913926816954483873494726343015822087142690016417056564243873360595310203608851501061703873420571合计30261620355022538307466752684625604157571549311399982512835发电量(万度)731491219211264613837272431年发电量856　　　　　　　　　　　 表4-10　　　　　　螺壳水电站电能计算表（P=50%）日期四五六七八九十十一十二一二三142010151668147887412874673973972783732632455923166813778611114546397397271321286340910391377135720871012601397397321307293437420871244118520879966143863863563212865365176012241117199795055939739731438227564791275139910561228904480397397307382286777896820871025107786145640840830033830081794848208710109968304324084083073143149147377420879649048614323973973073073561020877742087936113486139739739730730737311122278719679059818303785745743213213381283968916048908898153785335333143653141367364714198908457283694324323305022931457518821301846935714361408408314106830715520208713778189507013693972713146734021661720871642805830673614378277307472373171978208719768618746601217378277300393356189512087165399598166010403692772933474211971920872020818920660747369271286338745206892087141977811716475873612712933141265216602087147880586163157436127730030775822562208718675871309631533361256300300673234922087169811321309618505352271293293115124455208713571158107758149135227729328673025601208712249209046054673372662932755792671919891261818800660456331266280275526275471889201577875663145634426127526355328208717942087792105760542135226128626351329155417702087818130055743233725628005023090115451668805208755742133127129304913101397011261759042102663380472出力合计25994488055004529848358402284016222116411050593651040414791发电量(万度)62117120728655392825222535年发电量687　　　　　　　　　　　 表4-11　　　　　　螺壳水电站电能计算表（P=20%）日期四五六七八九十十一十二一二三122174765959693093042236948555548533022538066205445835834223874775954853233265208757653057057044439645551847733042651907718509596596433387455529477258526020212087530583583396369444112847727364822087121058364664637837843312024662887886170280650963363336938743387245525189691282688478736736361555413691433258951510206334567777773782087422619433258103812087607478889889396121342265842226511337208758346763363348576142263242226512312208758345649849845557141356942228013746199762043450950940590140552941327314937142482142359659638782039652942225815631112316304235205203969013965694132511663192020873885705704137613875694052581756782116034144874874136323877703962731852877718964064454454055823878353893231990410201934388681681396542378835389330205671158124739711751175378542378163539633021482110510023972087208736151859510543893382283811238714141803180337877670287238933023703151479040610021002396119148578536334624102217027345447347343878534337063553462514631210659646633633396686422658355389261159952620456583583405606433606355338277628066074345445443965554445823463232861782170342380880839652946656933834629181587177740618871887378496569529064530117779062041414611461378507555518089031071806331002037805184960835出力合计206964077028993145852560124599123812025814009222111156710803发电量(万度)509870356159304934532826年发电量592　　　　　　　　　　　 4.2.2装机容量的选定本工程电站装机容量不大，电站主要承担广宁县电网的基荷，在电力系统中所起的调节能力较少。选用3×630kW、2×1000KW二个方案进行经济、技术等多方面的对比，从中初拟择定装机规模。1、电站基本参数表4-12电站主要技术参数一览表项目参数项目参数集雨面积44km水轮机吸出高度-2.0m年均降雨量1800mm水质情况较好最大引用流量≥3.66m/s年均发电量711万kWh装机容量1890kW年利用小时≥3000h最高上游水位230m正常毛水头70m正常上游水位229m下游设计水位159.5m不发电下游水位159m设计水头66.8m电站正常毛水头70m，初设暂定机组设计水头为66.8m，总设计流量大于3.66m3/s。厂房最大长度可以达到24m。选型原则：如果选用低单位转速，偏小流量转轮，则直径比较大，电机转速低，不合理。应该选择高单位转速，单位流量在4000l/s左右的转轮，比较经济合理。根据厂家提供模型特性曲线，进行机型比较方案,厂家提供模型特性曲线见附件。2电站装机容量确定电站装机容量计算： Ng=9.81QH0×ηT×ηg=9.81×70×3.66×0.85×0.88=1709kW3机组台数选择有2种机组台数方案可供选择。方案一：3×630=1890kW方案二：2×1000=1600kW4水轮机机型选择对于这样较中水头、较大过流量的小型机组而言，通常选择比较经济实用的混流式水轮发电机组。表4-13列出了厂家常用的水轮机转轮的性能参数。表4-13二种混流式模型水轮机转轮水力参数性能比较表方案转轮型号设计水头H（m）出力(KW)使用水头H（m）最优工况限制工况单位转速(r/min)单位流量(m3/s)效率(%)单位流量(m3/s)效率(%)一HL160-WJ-5066.863065-709321.2286.81.0.688.2二HL160-WJ-6068100067-7011051.8187.61.7688.0由表2可以看出，两型号的转轮的单位转速，单位流量相差不大，效率均较高；但由于该站为无调节电枯水期机组运行时,三台机组方案更适合该电站。其综合性能明显优于其他转轮。5、推荐方案综合考虑后，认为从建设投资（土建及设备）上分析比较，从今后运行检修等及发电灵活性和效益比较，方案一为首选厂房布置3台机组合适。①水轮机水轮机型号为HL160-WJ-50，转轮叶片安放角为+100，额定流量 1.22m3/s，较优单位转速下的额定点气蚀系数小于0.50；模型最高效率86.8%，额定工况点效率86.8%以上；轴向水推力系数为0.85。机组计算出力在净水头为66.8m时，单台机组最大出力可以达到685kW。Ng=9.81QH0×ηg×ηT=9.81×66.8×1.22×0.90×0.94=685kW②发电机方案一：配套发电机型号为SFW630-6/990，额定电压0.4KV，额定转速1000r/min。方案二：配套发电机型号为SFW1000-6/1180，额定电压0.4KV，额定转速1000r/min③机组费用比较表4-124电站主机设备市场价(方案一)序号名称型号数量（套）单价（万元）总价（万元）备注1水轮机HL160-WJ-50311.68≈352发电机SFW630-6/990316≈483调速器32≈6比较好4励磁微机(广科所)32≈6比较好5自动化/6机组安装调试≈5一般为总设备费5～10%总计≈100表4－15电站主机设备初步价(方案二)序号名称型号数量（套）单价（万元）总价（万元）备注1水轮机HL160-WJ-60223≈462发电机SFW1000-6/1180232≈643调速器23.5≈7比较好 4励磁微机(广科所)23≈6比较好5自动化/6机组安装调试≈6一般为总设备费5～10%总计≈129④综合比较因此结合水工土建方面的投资，与厂家提供的有关数据资料分析，综合分析后，不同机组台数方案的技术经济比较见表4-16。表4-16机组台数方案技术经济比较表项目单位三台方案二台方案机型HL160-WJ-50HL160-WJ-60额定出力kW630800单机流量m3/s1.221.81设计水头m66.868额定转速r/min1105932机组效率%86.887.6厂房平面布置尺寸m×m(长×宽)24×8.524×8.5机组投资差额万元0+29年发电量万kW.h696560年利用小时数h36803500由上表看出，二方案多年平均发电量相近，方案二装机费用偏大，单机流量比偏大，利用小时偏小 ；方案一装机年利用小时适中，年运行费用相当，投资增大不多,但年增加效益明显,对效益较好。且来水量在日调节情况下可单机发电，水头损失不大，因此从充分利用水资源的角度出发，推荐方案一作为实施方案。即初定装机为3台，总装机容量为1890KW，电站多年平均发电量711万kw.h，装机年利用小时数为3761h。根据上表，综合各因素，选定电站装机容量成果如下：装机容量1890KW多年平均发电量711万kW.h年利用小时数3761h最后选定机组机型如下:机型HL160-WJ-50台数3台4.3电站更换发电机组4.3.1设备选型技术数据螺壳水电站，径流引水式电站，随着河流来水量的波动，电站的水头也随着变化，机组运行工况也改变。压力池的设计水位高程：229m控制运行最低水位高程225m死水位高程：224m厂房地面高程：162m尾水位高程：159.5m尾水底板高程：159m电站水轮机运行水头变化情况： 由H最高=229-159=70m1270+652H最小=224-159=65mH平均=（H最大-H最小）=67.5m采用设计水头H设计==66.8m4.3.2机型选择根据水库水位的变化情况，我们组织了有关工程设计技术人员做了认真调查研究，合理地确定电站机组的更换。螺壳水电站的设计水头H设=66.8m，最大水头H最大=70m，最小水头H最小=65m，随洞过水流量Q设=13m3/s，经复核，原4台机组型号均不符合本电站设计要求，因此，将4台旧机组XJ-WJ-53型水轮机组更换为3台HL160-WJ-50型水轮机组，效率高且技术性能先进的广东省罗定市水轮机厂产品，参数如下：水轮机型号：HL160—WJ—50额定出力/台数：630千瓦/1台设计水头：66.8m设计流量：1.22m3/秒发电机型号：SFW630-6/990型额定容量/台数：630千瓦/1台额定转速：1105r/min额定电压：400v4.4机组辅助设备的选择4.4.1变压器 原升压站布置在主厂房的右侧，尺寸20×14米（长×宽），安装2台：1#、2#变压器800kvA，型号S9-800/10。发电机组容量扩大，配套变压器容量也须扩大。原来1#、2#变压器保持不变，新增加1台型号S9-800/10变压器。4.4.2发电机的励磁装置发电机的励磁装置，选用目前较先进的无刷励磁装置，发电机组选用FKLI-200/60型。4.5引水管道与发电厂房改造为加大引水流量的过流，本工程引水坝设施不变，加高原有引水渠道0.5米，再将原引水隧洞段扩高引水断面，原断面为1.7×1.8米扩为1.7×2.3米,引水最大流量达3.66m3/s,确保过流满足新机组的过流量。发电厂房采用混凝土框架结构，厂房的地面高程为162m，主厂房尺寸：长24m，宽8.5m，高5.5m。本次技改厂房不变。厂房尺寸详见所附图纸。附电站技术改造方案主要机电设备表4-17。表4-17电站改造方案方要机电设备表序号名称单位数量备注1一号机组2水轮机型号：HL160-WJ-50台3630kw3发电机型号：SFW630-6/990台3630kw4变压器S9-800/10/0.4KV台3800kw5控制屏BKSF-630屏3第五章工程预算 5.1主体工程量螺壳水电站位于广宁县北市镇葵洞林场，距县城65公里，总装机1890KW，多年平均发电量711万KW.h，年利用小时为3761小时，总投资389.56万元，劳动总工日0.53万工日。现阶段兴建工程主要有引水隧洞、厂房、升压站、启闭室等；主要工程量如下：表5-1电站主要工程量表名称单位数量备注开挖土方万m30.21砼M3427钢筋(含钢材)T21水泥T186木材M354碎石M3124块石M3215浆砌石163m3砂M32785.2编制依据 本工程属小水电工程，资金来源主要靠自筹。因此，本工程投资概算的编制应符合小型小水电工程的特点和要求，考虑充分利用当地资源和施工力量。以广东省水利厅粤水基[2006]2号文颁发的《广东省水利水电工程设计概（估）算编制规定（试行）》（以下简称《编制规定》）及《广东省水利水电建筑工程概算定额（试行）》、《广东省水利水电设备安装工程概算定额（试行）》、《广东省水利水电工程施工机械台班费定额（试行）》为基本依据，并结合省水利厅近期有关规定及当地的实际进行编制。5.3基础资料1、人工工资：进入单价为28.76元/工日。2、材料预算价格：材料限价：水泥330元/t钢材2500元/t木材630元/m3砂15元/m3块石30元/m3碎石45元/m3材料预算价：水泥420元/t钢材5950元/t木材630元/m3砂55元/m3块石68元/m3碎石86元/m33、次要材料价格执行省水利厅2007年5月粤水造价[2007]1号)公布的广东省地方水利水电工程次要材料预算价格，主要材料参照广宁县建设局公布的2007年上半年当地材料参考价格。4、风、水、电预算价格根据当地现行物价水平等，本阶段风、水、电的预算价格分别为：0.15元/m3,0.68元/m3，0.798元/kW.h。5、主要机电设备和金结设备价格主要机电设备和金结设备的原价均参照有关厂家的出厂价确定，并按《费用构成及编制办法》有关规定计算得出设备的预算价格。5.4独立费 主要材料价差按运至工地的主材实际与进入工程单价的材料预算（材料限价）之差计算。其它各项费用的计算均按《编制规定》的规定计算。5.5预备费基本预备费计算根据规定按工程概算第一至第四部分投资合计数的10%计算。5.6工程投资概算工程的总投资为389.56万元，工程投资总概算表详细见附件1（广宁县螺壳水电站水电站投资概算书）。第六章技术经济评价螺壳水电站4台机组经过二十多年运行，现 机组十分残旧老化，效率严重下降，近年来年发电量在380万千瓦时左右。通过技改，年均发电量可达到原设计年发电量711万千瓦时，即年可增加发电量400万千瓦时，按我县目前水电站平均上网电价0.38元/千瓦时计，年增加收入为152万元。6.1工程投资技改工程总投资为389.56万元，建设期限5个月，资金来源如下：业主自筹189.56万元，贷款200万元。6.2效益1、年增电量400万度；2、年增收入计算。年售电量=400×0.95=380万kW.h)按现行上网平均电价0.38元/千瓦时计，上网电费144.4万元。6.3年增发电成本计算电站技改后无需增加人员编制。发电成本包括基本折旧费和年运行费，年运行包括：大修费、税金。基本折旧费按固定资产的3.5%计，固定资产开成率取90%，大修费为基本折旧费的40%，税金按增加收入的6.06%计。总成本=12.3+1.8+9.5=23.6(万元)6.4利润1、销售利润=144.4-23.6=120.8(万元)2、企业留利=120.8×1%=1.2(万元)6.5还贷年限计算 还贷资金包括发电利润和可还贷发电折旧。考虑到本工程为集资建设的工程，为加快还本付息，在还贷期间，基本折旧费全部用于还贷。经计算还贷年限（Pd）为3.0年‹10年。6.6结论从以上财务评价可知，各项评价指标较优，本工程技改是合理可行的。广东省综合单位线(WINDOWS版)*============================================*工程名称:螺壳水电站洪水计算30年一遇*--------------------------------------------*F=44(km^2)L=11(km)J=.015 f24=4.(mm/hr)f72=1.(mm/hr)△T=1(hr)L/J^(1/3)=44.603查线:m1=2.31输入:m1=2.31设计雨型分区代号:6无因次单位线代号:2滞时m1~θ关系线代号:B*--------------------------------------------*暴雨均值Ht变差系数Cv点面换算系数αt*--------------------------------------------*历时HTCvαt*--------------------------------------------*72170.45.90224130.45.865696.41.795155.4.762*--------------------------------------------*P=3.33%*--------------------------------------------*Sp.Kp.设计暴雨Ht.净雨深ht*--------------------------------------------*Sp=38.22Kp72=2.05H72=314.35Kp24=2.05H24=230.52Kp6=1.939H6=147.98Kp1=.912H1=38.22H24-H6=82.54H6-Hm1=83.46h72=181.65h24=143.08h72-24=38.56*--------------------------------------------*最大三天雨型及净雨*--------------------------------------------*时段H6%H24-6%H72-24%净雨*--------------------------------------------*0-611.6.756-121.3.0912-1813.1.8518-248.4.5424-257.21.725-267.21.726-273.01 27-285.3.1328-291.7.0129-302.0130-313.0131-323.3.0132-336.91.4533-346.61.234-357.72.1135-3610.84.6736-378.89.4337-3822.126.5538-3924.229.4839-4021.128.5440-4112.214.7141-4211.613.7842-439.73.7643-445.2.0444-455.0145-469.93.9246-473.0147-482.5.0148-5425.59.8454-6029.911.5460-663.41.3266-726.82.63*--------------------------------------------*各时段洪水总量WT(万方)*--------------------------------------------*wt=246.5w24=629.57w72=799.25*--------------------------------------------*△t时段单位线*--------------------------------------------*IU(1)=.01IU(2)=1.14IU(3)=5.85IU(4)=2.43IU(5)=1.15IU(6)=.67IU(7)=.4IU(8)=.26 IU(9)=.18IU(10)=.12IU(11)=.06IU(12)=.02IU(13)=.01*--------------------------------------------*洪水过程线***********************************************************************NO.QNO.QNO.QNO.Q-----------------------------------------------------------------------10237.145111.9673.72.9246.94659.6683.535.2256.84739.7694.5472684844.4704.957.92714.74922.371568.42815.55013.4725.178.7297.15117.5735.288.1304.35218.4744.894.4312.45318.7752.3102.8321.45419.1761.2112.133.95519.577.7121.7342.2562078.4131.43510.15721.879.3142.136135822.680.2156.43722.2592381.1168.23845.46023.282017939100.36123.3830189.5402196221.5840199.841284.36311.6850209.742294.5647.586021843227.8655.5870227.444186.8664.4880-----------------------------------------------------------------------Qmax=294.46(m^3/s)广东省综合单位线(WINDOWS版)*============================================*工程名称:螺壳水电站洪水计算50年一遇*--------------------------------------------*F=44(km^2)L=11(km)J=.015 f24=4.(mm/hr)f72=1.(mm/hr)△T=1(hr)L/J^(1/3)=44.603查线:m1=2.31输入:m1=2.31设计雨型分区代号:6无因次单位线代号:2滞时m1~θ关系线代号:B*--------------------------------------------*暴雨均值Ht变差系数Cv点面换算系数αt*--------------------------------------------*历时HTCvαt*--------------------------------------------*72170.45.90224130.45.865696.41.795155.4.762*--------------------------------------------*P=2%*--------------------------------------------*Sp.Kp.设计暴雨Ht.净雨深ht*--------------------------------------------*Sp=87.17Kp72=2.25H72=345.02Kp24=2.25H24=253.01Kp6=2.12H6=161.8Kp1=2.08H1=87.17H24-H6=91.21H6-Hm1=51.06h72=205.69h24=161.93h72-24=43.76*--------------------------------------------*最大三天雨型及净雨*--------------------------------------------*时段H6%H24-6%H72-24%净雨*--------------------------------------------*0-611.6.856-121.3.112-1813.1.9618-248.4.6224-257.22.2125-267.22.2126-273.01 27-285.3.4728-291.7.0129-302.0130-313.0131-323.3.0132-336.91.9333-346.61.6634-357.72.6635-3610.85.4936-378.84.0137-3822.148.538-3924.253.5239-4021.115.740-4112.27.2441-4211.66.6742-439.74.4943-445.2.3844-455.245-469.94.6746-473.0147-482.5.0148-5425.511.1654-6029.913.0960-663.41.4966-726.82.98*--------------------------------------------*各时段洪水总量WT(万方)*--------------------------------------------*wt=448.82w24=712.5w72=905.04*--------------------------------------------*△t时段单位线*--------------------------------------------*IU(1)=.01IU(2)=1.14IU(3)=5.85IU(4)=2.43IU(5)=1.15IU(6)=.67IU(7)=.4IU(8)=.26 IU(9)=.18IU(10)=.12IU(11)=.06IU(12)=.02IU(13)=.01*--------------------------------------------*洪水过程线***********************************************************************NO.QNO.QNO.QNO.Q-----------------------------------------------------------------------10238.14596.6674.221247.84654.768435.9257.74738.6695.148269.44847.1705.558.92718.64922.1715.769.528205012.6725.879.8299.45118.4735.989.2307.45220.5745.494.9313.95321.3752.6103.2322.25421.8761.4112.4331.45522.177.8121.93435622.778.5131.63513.75724.779.3142.43617.65825.680.2157.33728.15926.181.1169.33846.36026.38201710.33996.76126.58301810.8403636224.38401911.241458.26313.1850201142291.5648.5860219.143185.3656.3870228.444136.8665880-----------------------------------------------------------------------Qmax=458.19(m^3/s)