小水电建设工业工程论文

小水电建设工业工程论文引言：水能利用是把水力转变为机械能再转变为电能的科学，是一种既不消耗燃料又不污染环境和就地开发、就地利用的可再生能源利用方式，也可并网远距离输送利用。1、河西走廊水能资源概况河西走廊的祁连山北坡。从东向西有内陆河流域的石羊河、黑河、疏勒河流域三大水系，有大小河流56条，这些河流的山区面积62375平方公里，河西内陆河域水资源总量为71.84立方米。由于落差达388米～908米，水力蕴藏量约为333万千瓦，可开发量205万千瓦。水能资源比较丰富。其中石羊河流域理论蕴藏量65万千瓦，可开发量37.06万千瓦，已开发17.33万千瓦，占开发量的47%，年发电量7.27亿千瓦，（其中石羊河流域的金昌市理论蕴藏量20.5万千瓦，可开发量12.06万千瓦）；黑河流域理论蕴藏量147.06万千瓦，可开发量82万千瓦；目前已开发60千瓦，占开发量的60%；疏勒河流域理论蕴藏量120.94万千瓦，可开发量63万千瓦，已开发13.26千瓦，年发电量4.19亿千瓦，黄河流域武威属区过境流量23.15亿立方，水能理论蕴藏量133.3万千瓦，可开发量92.3万千瓦，这些宝贵资源是水能开发的重要条件。2、人类对水能利用的探索第10页共10页 早在3000多年前，我们的祖先就已经懂得利用水力冲动水轮来带动水磨、水碾。汉武帝建武十三年(37)时，冶炼工业使用的鼓风设备，都是用人力或畜力来带动的，其效率很低。当时有一个叫杜诗的人，发明了一种用水轮带动鼓风的设备，把它叫做水排，来代替人或牲畜的动力。公元260～270年间杜予又创造了连水碓，大幅度提高了工作效率。在东汉末年到西晋时期(220～300)，群众在实践中又改革发展了用水轮带动的水磨及连二水磨(即上下层水磨)，又经过了200多年，由水磨的启发创造了水碾。到唐宋时期劳动人民就有利用水轮作为动力的简车来提水灌溉，并用在纺织上的还有水轮大纺车等。河西在明代移民实边时，同时带来了中原先进的生产技术，并开始使用水磨，普遍利用水能磨面、碾米、榨油。一盘水磨能延续使用数百年。在清雍正年间，甘肃省巡抚陈宏谟云："各县修渠道，以广水利，及河西凉、甘、肃等处，夏常少雨，全仗积雪融流，分渠导引灌田转磨，处处获利"。清代乾隆年间的《古浪县志》云："古浪有三渠，曰古浪渠、土门渠、大靖渠，皆赖水以转磨、灌田也"。古浪县的一部分水磨都是清代遗留下来的。这些都记载了当时以水为动力的发展纪实。第10页共10页 随着时间的推移，河西各地凡有水利条件的沟渠上，都建有水磨或水碾，解决农村生活的粮食加工。据不完全统计，在新中国建国初期，石羊河流域有水磨936盘和水碾10余盘，其中：民勤县82盘，古浪县274盘，凉州区455盘，金昌市125盘，这些水磨、水碾比人力或畜力加工粮食的效率提高十多倍，实在是干净、便捷、省事。一些地方的村名，由于兴建了水磨而出名，地名亦渐演绎为水磨名，如武威的三盘磨等。当时规模较大的水磨在民国三十三年(1944)山西籍富商杨耀候在武威城北2千米的三盘磨村兴建的面粉加工厂。他聘请外国专家设计，兴建了高3.3米、宽1.7米、长约8米的木制渡槽，将水从西向东顺河心穿过大路引入厂房，以水为动力推动石磨，是当时河西地区唯一较大的水力机械化面粉加工厂。兴建水磨一盘需建两层楼房三间，引水槽和水轮机各一个，木料15立方米，石料40立方米，修轮窝一个，配轮轴铁件等，需木、石、铁、泥瓦匠工200多个。兴建双轮磨再增加楼房一间，木轮、水槽各一个，木料5立方米，一般多建双轮。若建油磨增加油房一间，需高大厂房七间，木料30立方米，10立方米油压梁一根(约粗80厘米到1米、长10米)，还需各类工匠200多个。其实磨面和磨油都可以，只有石匠锻磨时按需改变。过去兴建一处水磨，一般家庭是无力承担的，只有富裕家庭才可修建。磨坊的收入相当于种植水地30～40亩产量的收入，修建一盘水磨造价一般是50石粮食(一万千克小麦)。水磨极大地减轻了人、畜的劳动强度，提高了效率，方便了群众。人、畜力石磨一天只能磨面30～40千克，水磨一天则可达400～500千克。水磨在社会发展中也不断改进，由原来的平轮改为立轮，提高工效一倍；可以小水带动大磨，水轮轴是铁对石后改为铁对铁，有时还利用滚珠轴承减轻摩擦，提高出力效率。平轮需水量0.3立方米/秒转磨，而立轮只有0.1立方米/秒就可带动。3、河西地区小水电站的发展时期第10页共10页 新中国成立后，河西地区经过兴修水库，进行径流调节，河西各河流利用水库落差及干支渠跌水，开始规模型的修建小型水力发电站，从1957年至2009年，河西地区建有大、中、小型水电站100余座，装机容量约100万千瓦，主要有武威的黄羊河电站、金塔河电站及金塔干渠梯级电站和西营总干电站，金昌市的东大河、西大河电站，黑河流域的干流电站和讨赖河、梨园河电站、龙渠电站，龙渠一、二、三区电站、盈科电站等；酒泉昌马干渠梯级电站、河西电站、新河口电站、东沙河电站等。在电力资源中占有重要地位。河西地区第一座小水电站建设是在1957年石羊河流域的古浪河与柳条河汇合处，利用暖泉水和部分河水发电，主要解决古浪县城照明及农机修造厂动力用电。全部工程总投资6.86万元，当时主要是供给古浪县级机关和学校等45个单位和一些居民照明用电。古浪水电站是当时河西地区第一个小水电站，电站一发电，张掖专区召开了全河西各县水利科长参加的现场会；同时还有本省临夏、天水及内蒙等地的3560多人络绎不绝地前来参观学习。张掖专署水利局于1958年2月举办了第一个水力发电电工培训班，先后培训了数百名电工，为河西大办小水电起了带动和促进作用。古浪水电站在运行中陆续扩建为50千瓦、120千瓦。由于小水电站的建设带动了当地水利工程建设工地的工、器具技术革新和水能利用的向前发展。古浪县在1960年前建成了龙沟、黄羊川、曹家湖、菜子口、土门、十八里堡等10多座小水电站。第10页共10页 1959年11月4日甘肃省委发出了《关于学习推广天祝县综合利用水能经验的通知》(1958年12月20日古浪县并入天祝县)，甘肃日报社发表了《伟大的创举————大力推广天祝县综合利用水能经验》的社论，甘肃日报刊登了中共天祝藏族自治县委员会第一书记梁星写的《用土办法利用水资源》等文章，更加有力地促进了小水电的建设和发展。1961年水利部在天祝县召开了全国水能利用现场会议，水利部副部长何基沣主持了会议。有各省、区50多位代表进行现场检查指导，鼓舞了河西人民大搞水能建设的积极性，从此，河西的小水电建设走上了快速发展的道路。使河西三地区各流域纷纷掀起了水能建设地高潮.1957～1960年，仅古浪县新增小水电站14座，装机容量406千瓦，年发电量36.42万度，较大的是1960年9月在古浪河兴建、改建水力自动化日产1～1.25万千克的面粉加工厂2座，以及水力一轮带多磨、钢磨、油磨、自动箩等。以水能为动力的各种水力机械设备共计约1700台(座)，装机容量2500千瓦，当年节约劳力29万个，节约畜力4600多个，为地方工农业生产的发展起了促进作用。水力发电建设，在河西虽有近50多年的历史，为河西的社会经济建设起到了良好的开端。但由于认识上的差距，重大轻小的思想，电力利用的局限性使河西的小水电站建设处于缓慢和停止状态。从河西的自然生态环境出发考虑，在山区、沿山地区应加大小水电站建设力度，在政策上给予倾斜，使农民的照明、生产、生活用电价位合理低廉，特别是一些地方电能逐步取代燃草、烧柴，杜绝樵采，为自然生态的恢复助力。第10页共10页 4、河西走廊各河流水能开发现状4.1石羊河流域多年平均自产地表水资源量15.037亿方，水能资源理论蕴藏量65.5千瓦，其中武威市理论蕴藏量45万千瓦，金昌市理论蕴藏量20.5万千瓦，可开发量约37.06万千瓦。其中武威市25万千瓦，金昌市12.06万千瓦（金昌市的东、西大河，水能理论蕴藏量20.5万千瓦，可开发量12.06万千瓦。现已开发22座54台，装机容量达7.76万千瓦，设计年发电量3.54亿千瓦，上缴税金700万元）石羊河流域的武威市2000年前有小水电站21座48台，总装机容量15101千瓦，年发电量3599万千瓦。从2003年开始又掀起了新一轮水电建设的高潮。先后建成西营河双窑湾1＃、2＃水电站；西营三沟1～3级水电站；金塔河青大板1～4级电站；杂木河神树沟1～3级电站，并在杂木河上诞生武威最大的水电站，总装机6.3万千瓦，多年平均发电量2.18亿千瓦，该工程已动工兴建。黄羊河峡口渠道电站等一批水电站建设工程。到2009年底，石羊河流域已建在建的水电站45座，装机容量17.33万千瓦，年发电量7.27亿千瓦，其中武威市23座，装机9.57万千瓦，年发电量3.73亿千瓦，金昌市22座，装机容量7.76万千瓦，年发电量3.54亿千瓦。第10页共10页 黄河流域武威的大通河段，多年平均过境水量23.15亿立方，水能理论蕴藏量133.3万千瓦，可开发量92.3万千瓦，开发约16.3%，目前投资9.06亿元，已建在建的青岗峡、金沙峡、米岔峡、小水地4座水电站，装机12台，装机容量15.03万千瓦，设计年发电量5.4亿千瓦。4.2黑河流域开发现状张掖市的黑河流域全长821公里，河流落差890米，流域多年平均径流量15.89亿立方，平均流量50.4方／秒，水能理论蕴藏量147.06万千瓦，可开发量达100万千瓦，年发电量120亿千瓦。2010年达到60万千瓦，占可开发的60%。黑河流域的干流和两大支流讨赖河、梨园河（隆昌河）水能理论蕴藏量丰富，地形地质条件优越，是最具开发潜力的水能资源富集区。根据境内水能资源理论蕴藏量和开发有利条件，经多年勘察论证规划，未来装机容量将达100万千瓦以上。1989年以前运行16台水电站，装机1.23万千瓦，年发电量5900万千瓦。1996年以来，建成了龙渠水电站，龙渠一、二、三级电站和盈科等一批水电站，2006年为又一个水电建设高潮，续建、兴建中小型水电站20座，装机容量达61.5万千瓦，投资6.7亿元装机10.2万千瓦的小孤山水电站建成发电，装机5.05万千瓦的二龙山和投资7.5亿元装机11.2万千瓦的三道湾水电站建成发电，装机9万千瓦的讨赖河三道湾、投资9.8亿元装机3.3万千瓦的西营河梯级、1.65万千瓦的白银1～5级梯级电站等也已建成发电。第10页共10页 到2009年开发水电站装机容量达60千瓦，其中装机5万千瓦以上的6座，1～5万千瓦的3座，1万千瓦以下的33座，水能资源最丰富的黑河流域规划总装机达95万千瓦，要开发34座电站。其中干流科学规划建设的8级梯级电站由原来设计的44.4万千瓦提高到总装机75.4万千瓦，增加了30万千瓦。讨赖河支流规划的10级电站，总装机16.5万千瓦，梨园河支流规划22座，总装机6.2万千瓦。4.3酒泉疏勒河水系河川径流量16亿立方米，其中昌马河9.94亿立方米，党河3.16亿立方米。高差388米，渠长40多公里的渠道上建成15座梯级电站。从1989年4月开始，建成装机容量为2400千瓦的河西水电站，1996年8月投资1000多万元，建成装机3000千万的新河口水电站，1998年投资2500万元，兴建了装机9600千瓦的东沙河2＃、3＃水电站。1999年以来，伴随西部大开发，相继有11座水电站建成，到目前总投资3亿多元，总装机容量8.16万千瓦的15座梯级水电站全部建成发电，为社会提供了3.3亿千瓦的清洁能源。昌马盆地1.9亿方水量，新建水电站3座，总装机3.2万千瓦，昌马水库电站，总干梯级电站6座，使小水电站达到16座，总装机8.16万千瓦，年发电量2.07亿千瓦。在疏勒河流域的党河内，年径流量3亿方，水能蕴藏量15.93万千瓦，可开发7.1万千瓦。目前已建成党河水库电站等8座水电站，装机3.2万千瓦，年发电量2.07亿千瓦时。目前疏勒河上最大的青羊河水电站工程总投资4.5亿元，装机容量5.6万千瓦，在肃北蒙古族自治县开工建设、建成后年发电量2.116亿千瓦时，到2010年已建在建的电站17座，总装机13.26万千瓦，年发电量4。19亿千瓦时。5、对水电开发的体会与建议第10页共10页 5.1水能资源开发必须科学严谨，以生态角度为前提，河西地区生态环境本身就很脆弱，工程区生态环境要加强保护和管理，并要落实保护范围，水能资源开发涉及一系列社会性问题，必须科学开发，高效利用，遵循电调服从水调，以资源开发与环境保护相结合的原则，以经济、生态、社会效益等协调合理化为准则。5.2农村小水电是可再生清洁能源，在开发小水电的同时，保护与改善生态环境有利于人口、资源、环境的协调发展，河西各市大量掀起第二轮小水电工程建设，为河西财政创税做了贡献。5.3在水电建设60年的不懈努力下，造就了河西地区独具地方特色的小水电开发模式，形成了比较合理的具有地方特点的发、供、用一体化格局，建立了小水电与大电网互补的电力保障体系。20世纪90年代，在电力普遍紧缺下，有小水电支撑，没有出现频繁停电，保障了工农业井灌用电。近几年随着小水电建设的蓬勃发展，私营中小企业渗透各个角落，促进了产业结构调整和可持续发展，使河西电网功能的提高，增强了城乡整体化。5.4小水电替代燃料并且积极保护生态环境第10页共10页 小水电大多建设在偏远山区一带，给农村发展提供了廉价电量，对农村电灶具的推广、煤柴使用减少、偏远山区文化生活的提升、电器设备的普及创造了有利条件。小水电代替燃料是一项惠及千家万户的"富民工程，生态工程"。小水电对农村电气化建设的实施，推动了水电代燃料工程，解决了农牧民生活燃料、满足农村生活生产用电需求，提高农牧民生活质量。对减少木材消耗、保护森林灌木、吸收二氧化碳排放、对护林养林、防止水土流失、保护生态环境、净化空气起到了积极作用。形成了以林蓄水、以水发电、以电养林的良性循环体系。第10页共10页