1、1湖南省 临武县汾市电站增效扩容改造工程初步设计报告(送送 审审 稿稿 )韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司二 O 一二年七月资 质 等 级：乙 级国 设 证 号：A2440196582目 录汾市水 电 站 电 站工程特性表 -11 综 合 说 明 -11.1 汾市水电站基本情况 -11.2 电站运行现状及存在的主要问题 -21.3 电站综合能效评价 -31.4 电站增效扩容的可行性评价 -41.5 电站技术改造目标与内容 -41.6 工程概算 -51.7 经济评价 -62 现 状分析与 评 价 -72.1 电站现状分析 -72.2 电站综合能效评价 -112.3 电站技术改造目标 -133
2、水 文 -153.1 流域概况 -153.2 气象 -153.3 水文基本资料及代表性分析 -153.4 径流计算 -163.5 洪水 -14 工程地 质 -44.1 概述 -44.2 区域构造稳定性 -54.3 工程地质及评价 -74.4 砌体及岩石物理力学建议值 -85 工程任 务 与 规 模 -95.1 流域开发概况 -95.2 水能计算 -105.3 装机容量选择 -155.4 工程改造任务与规模 -166 土建工程复核及改造 设计 -196.1 拦河坝复核及改造设计 -196.2 引水系统水力改造设计 -216.3 电站厂房复核及改造设计 -236.4 升压站（土建）改造设计 -25
3、6.5 土建工程量 -267 发电 机与水力机械 -277.1 发电机及水力机械存在的主要问题 -277.2 发电机及水力机械改造方案 -277.3 辅助设备改造设计 -308 电 气 设备 改造 设计 -328.1 电气一次改造设计 -3238.2 电气二次 -348.3 机电设备布置 -389 金属 结 构 -3910 施工 组织设计 -4010.1 施工条件 -4010.2 主体工程施工 -4110.3 施工交通运输 -4810.4 施工总进度 -4910.5 施工资源供应 -5011 环 保、水保 -5211.1 施工期间环境保护 -5211.2 水土保持 -5412 工程管理 -55
4、12.1 管理机构 -5512.2 工程管理范围和设施 -5613 工程概算 -5713.1 工程概况 -5713.2 编制依据 -5813.3 定额依据 -5813.4 基础单价 -5813.5 建安工程费用构成 -5913.6 预备费 -6013.7 总概算投资 -6014 经济评 价 -6214.1 基本依据和基础资料 -6214.2 财务评价 -6214.3 国民经济评价 -6314.4 评价结论 -634汾市水电站电站工程特性表序号 指标名称 单位 现状 本次改造 备注1 流域水文1.1 拦河坝坝址以上 集雨面积 km2 826 8261.2 多年平均降雨量 m m 1650 165
5、01.3 多年平均径流量 亿 m3 11.27 11.271.4 多年平均径流流量 m3/s 35.72 35.721.5 坝址洪水设计洪峰流量（P=5%） m3/s 1594.95校核洪峰流量（P=2%） m3/s 2194.021.6 厂房特征水位校核洪水位 m 224.92设计洪水位 m 224.452 主要建筑物2.1 拦河坝型式 浆砌石重力坝坝顶高程 m 228.5 228.5最大坝高 m 4.8 4.8坝顶轴线长 m 57 57库容 万 m3 0.82堰型 WES 实用堰堰顶宽度 m 57 57消能方式 底流消能5序号 指标名称 单位 现 状 本次改造 备注2.2 引水渠道渠道全长
6、 m 3500 3500渠道净宽 m 6.2 6.2设计水深 m 1.6 1.6渠深 m 2 2设计流量 m3/s 15 13.2坡降 i 2000 2000糙率系数 n 0.020 0.0192.4 电站建筑物装机容量 KW/台 2125+1125 2160+12001#厂房 m m 12.68.2 12.68.22#厂房 m m 11.66.7 11.66.71#厂房结构 砖混结构发电机层高程 m 226 2263 机电设备设计水头 m 5.5 5.5设计引用流量 m3/s 9.15 11.76机组台数 台 3 31#、2#水轮机 TDT03-LM-80 ZD475-LM-1001#、2#
7、发电机 TS5N59/41-8 SF160-16/9903#水轮机 TDT03-LM-80 ZD475-LM-1003#发电机 TSL85/24-12 SF200-16/990调速器 手调 GYWT-300/ GYWT -600吊车 无 无4 升压站设备主变压器 KVA/台 500/1 800/1主变型号 SL7-500/10 S11800KVA/10KV5 施工5.1 主体工程土石方开挖 m3 1085浆砌石 m3 115混凝土挫除 m3 170混凝土浇筑 m3 100钢筋钢材制安 t 0.57模板 m2 406序号 指标名称 单位 现 状 本次改造 备注水轮发电机组拆除/安装台套 3调速器
8、拆除/安装 台套 35.2 主要建筑材料河砂 m3 112.1碎石 m3 80卵石 m3 124.2水泥 t 49钢筋 t 0.54钢材 t 0.09汽油 t 0.15柴油 t 0.01总工日 万工时 1.226 经济指标6.1 静态总投资 万元 178.48主体工程 万元 168.23其中：建筑工程 万元 25.74机电设备及安装工程万元 108.57施工临时工程 万元 1.07独立费用 万元 17.47基本预备费 万元 8.56.2 综合利用经济指标年发电量 万 kwh 180（近 3 年平均） 291.27（理论计算）改造后增发电量 万 kwh 111.27（61.8%）多年平均利用小时
9、 h 6425 5600单位千瓦投资 万元 343271 综合说明1.1 汾市水电站基本情况汾市水电站坝址位于武水河中上游的临武县汾市乡南岸村境内，距乡政府驻地约 4km，距临武县城 20km，有村通水泥公路直达厂区，交通较便利 (见汾市水电站地理位置图)。汾市水电站电站建于 1966 年，为引水式径流电站，电站主要建筑物由拦河坝、引水渠道、电站厂房、升 压站等 组成。电站拦河坝位于汾市乡渡头村附近，坝型为浆砌石滚水坝，坝址以上集雨面积 826km2，坝顶高程为 228.5m，溢流堰堰型为 WES 实用堰，溢流堰宽 2m，坝高 4.8m，坝长 57m。电站引水为明渠引水，位于河道右岸，渠道为土
10、方结构，全长3.5km，明渠 设计宽 6.2m，高 2m，流量为 15m3/s。由于渠道长年运行、河沙淤积、山体滑坡、年久失修，现装实际过 流能力仅约 8m3/s。电站发电厂房位于拦河坝下游 3.5km 的汾市乡南岸村处，分为1#厂房和 2#厂房，两座厂房上部均为砖混结构，下部为大体积混凝土结构。电站原设计装机 4 台，但实际装机为 3 台单机容量为 125 的机组，其中 1#、2#机组位于 1#厂房内，为异轴皮带传动式轴流机组，水轮机型号为 TDT03-LM-80，配套 发电机型号为 TS5N59/41-8，1#厂房发电机层地面高程 226m，平面尺寸为 12.68.2m，高 5.0m。1#
11、、2#机组流道为钢筋混凝土蜗壳，进口平面尺寸 3.12.0m，进水口设有拦污栅及闸门， 拦污栅 平面尺寸 3.42.3m，闸门尺寸为 3.72.2m，闸门为铸铁闸门，采用两台 10 螺杆式启闭机启闭。3#机组位于 2#厂房内，为 1972 年改造的同轴式轴流机组，水轮8机型号为 TDT03-LM-80，发电机型号为 TSL85/24-12，机组流道为钢筋混凝土蜗壳，进口平面尺寸 3.12.0m，进水口设有拦污栅及铸铁闸门，拦污栅平面尺寸 3.42.3m，闸门尺寸为 3.72.2m，闸门为铸铁闸门，采用一台 10T 螺杆式启闭机启闭。2#厂房发电机层地面高程226m，平面尺寸分别为 11.66.
12、7m，高 5.0m。升压站位于两厂房中间，地面高程 227m，平面尺寸 7.26.5m，有简单栏杆围护，栏杆高 1.8m。1.2 电站运行现状及存在的主要问题汾市水电站现状共装机 3 台，总容量 3125=375kw，机组已运行40 多年，经现场检查和查阅资料，电站运行运行现状及存在的问题如下：电站拦河坝及土建设施比较陈旧，但基本能满足发电运行要求。机组和电气设备已超过使用期限，严重老化，故障率高。机组出力效率明显降低，机组效率水平为 75-80%。近年来，由于机组汽蚀、磨蚀严重，设备老化等因素，机组出力逐年下降，目前，在额定工况时，电站机组最大出力仅 330kw 左右。水轮机组检修工作量逐年
13、增大。特别是近 3 年来，机组检修此处逐年增多，几乎每年都要都主要设备进行大修，更换主要配件，检修时间超过 45 天，检修费用在 5 万元以上。发电量逐年减少，近 3 多年来，年均发电量只有 180 万 kwh 左右，仅为理 论计算的设计发电量 75%左右。调速器失灵,电气设备老化，故障率高。电站主变压器型号为SL7-500/10，主 变设备本身容量偏小。由于渠道长年运行、河沙淤积、山体滑坡、年久失修，渠道过流9能力达不到设计要求。厂房、值班室结构破损。1.3 电站综合能效评价1.3.1 电站水能利用评价汾市水电站坝址以上集雨面积 826km2，电站本身是不具备调节能力的低水头引水式径流电站。
14、根据代表年径流计算，目前按电站现状装机容量，其理论多年平均发电量应不低于 240 万 kwh，年利用小时为 6400h，从理论计算数据来看，电 站现状年利用小时偏高，电站引用流量偏小，溢洪道弃水比较频繁，因此，本工程 现状可利用水量充足，电站装机容量尚有增大的空间。1.3.2 机组运行效率评价汾市水电站现状装有 3 台立式轴流式水轮发电机组。1#、2#水轮机型号为 TDT03-LM-80，水 轮机额定出力 143kw，配套发电机型号为 TS5N59/41-8，额定转速 500r/min，额定功率 125kw，额定电压0.4kv。3#水 轮机型号为 TDT03-LM-80，水轮 机额定出力 14
15、3kw，配套发电机型号为 TS5N59/41-8，额定转速 500r/min，额定功率 125kw，额定电压 0.4kv。机组投产初期，各机组均能合理超发，年发电量能达到 220 万度以上，机组 效率水平为 75-80%。近年来，由于机组汽蚀、磨蚀严重，设备老化等因素，机组出力逐年下降，目前，在额定工况时，电站机组最大出力仅 330kw 左右，年发电量呈逐年下降 趋势，机组效率水平已低于 70%。由于机组出力效率低，单位电能耗水率大大增加，电站发电量大幅度减少，严重影响了电站经济效益的发挥。101.4 电站增效扩容的可行性评价汾市水电站现状共装机 3 台，装机容量为 3125=375kw，根据
16、理论计算，平均 发电量 241.8 万 kwh，年利用小 时为 6450h，通过增效扩容改造，电 站装机容量可达 500-630kw，理论计算年发电量可达 250-300 万 kwh，比 现状实际年发电量增加 60-110 万 kwh，增加比例 60%以上。且通过理论计算及电站现状运行记录分析，达到以上目标是科学合理的。1.5 电站技术改造目标与内容1.5.1 电站技术改造目标汾市水电站技术改造的目标就是提高电站综合能效和安全性能，促进水资源综合利用，最大限度增加发电能力，主要目标为：扩大装机容量：汾市水电站设计水头 5.5m，现装机容量3125kw。本次根据水文水能计算， 对电站进行扩容改造，扩容后的装机为 2160+1200kw（详见水文水能计算）。提高发电机组效率：本次改造对水轮机进行更换，效率由现在的不足 70%提高到 88%以上，发电机组综合效率由现阶段实际运行的不足 80%提高到 92%以上。增加年发电量：汾市水电站改造前近 3 年平均发电量为 180 万度，改造后多年平均发电量为 291.27 万度，较现状增发电量 111.27 万度，增加比例 61.8%。1.5.2 电站技术改造内容汾市水电站电站根据实际资料进行分析计算，并通过相关经济技术比较，经 技术设计，改造主要项目如下：一、水力机械设备更新改造水轮机及配套发电机组增容、换新。汾市水电站现有 3 台
