电站改造可行性研究报告

1 河北省 电站 改造项目 可行性研究报告 2 目 录 1 综合说明 . 5 基本情况 . 5 项目建设的依据 . 5 工程概况 . 6 项目建设的必要性 . 7 项目建设的任务 . 10 2 建设条件 . 13 流域概况 . 13 气象水文 . 14 地质概况 . 14 3 工程规模 . 16 站现状 . 16 工程规模 . 17 电站技术改造方案 . 17 轮机组 . 17 速器部分 . 18 组轴承及制动装置 . 18 磁部分 . 18 配电系统 . 19 电机组 . 20 3 动化部分 . 20 筑物部分 . 20 4 工程管理 . 22 5 节能 . 23 6 工程施工 . 24 施工条件 . 24 材料与施工 . 24 施工工期 . 24 其他 . 24 7 水土保持及环境影响 . 25 水土保持 . 25 环境影响 . 25 8 投资估算 . 26 况 . 26 制依据 . 26 础单价 . 26 程单价编制 . 27 工临时工程 . 27 立费用 . 27 程投资估算 . 28 附表： 1、 工程估算表 4 附图： 1、 力发电站位置图 2、 电站 主接线图 3、 电站 设备 布置图 5 1 综合说明 基本情况 力发电站是 水务局下属单位， 位于 X 灌渠的六级跌水位上， 为梯级开发的第四级电站， 是 第一个建成投产的水电站，也是县水电建设的重点 工程。 电站 于 1975 年 6 月 1 日开工建设， 1976 年 10 月 1 日正式投产运行， 属引水式电站，设计水头 量 5m3/s，总装机 3202 台，设计发电量为 128 万 h，年利用小时数为 2000 小时。建站初期，为充分利用设备，在有水时发有功，无水时投入调相运行，改善电网供电质量，为 的社会经济发展做出了突出贡献。 项目建设的依据 电站 初步设计说明书 力发电站技施设计资料 小型水电站技术改造规程 93家发改委、西部开发办、财 政厅、林业局、农业部、水利部等部委联合下发的关于做好巩固退耕还林成果专项规划编制工作的通知（发改农经【 2007】 3636） 河北省发展和改革委员会、财政厅、林业厅、农业厅、农业厅、水利厅联合下发的关于引发河北省巩固退耕还林成果专项规划建设项目管理办法的通知（冀发改农经 20101924 号） 6 水务局关于 电站 技改工程项目的情况说明 工程 概况 电站 属灌溉渠道引水式电站于 1976 年 10 月 1 日正式投产运行， 总装机 3202 台，设计发电量为 128 万 h，年利用小时数 为 2000 小时， 设计水头 引用 流量 5m3/s。 电站 为联网运行方式，并网电压 10 线并入野草湾变电站。发电电压 主接线为“两机一变”扩大单元接线。 电站主要机电设备： 水轮机型号： 广东陆丰机械厂 出力范围： 365 转速范围： 428.6 头范围： 18m 流量范围： m3/s； 调速器： 手、电动调速器； 发电机型号： 3 广东陆丰 电机厂 额定功率： 320 额定电压： 380V 额定转速： 428.6 与水轮机联接型式： 直联； 励磁方式及型号：励磁机 磁电流： 194 A 励磁电压： V 主变压器为： 0，容量 1000 厂用变为 ： 0 容量： 30 机组控制方式：手动 启动 手动 同期 7 手动 调节 手动 停机 电站为灌溉渠道上引水，开 敞式前池，压力管道为直径 钢筋混凝土管，管道长度为 2 42 米 。主阀为直径 蝶阀，手动操作。 主 厂房为普通地面厂房 ，两台机组并列一字布置 。 副厂房 位于 主厂房 上游侧 ，为两大间 ， 一间 布置有控制盘、配电盘， 另一间为 检修间 。主变位于主厂房 上游左侧 ， 与 副厂房 齐平 。 避雷针位于厂房上游山坡上 。 尾水渠为浆砌石，矩形断面。 电站主厂房左侧山坡上有职工宿舍，食堂，仓库等。 项目建设的必要性 电站 于 上世纪七十 年代中期 建设 ，属“有机找窝”的情况 ，具有时代特色，投产运行至今，已有 35 年。 设备的备品、备件 已无处购买。主变为上世纪六、七十年代铜资源匮乏时 的铝芯变压器，能耗大，且漏油。 电气设备老化陈旧、破损，绝缘不合格，安全隐患很大，危机安全运行。 且电站运行均为手动，无任何自动化操作。 在 电站运行期间 ，由于 缺乏 资金维护 ，电站 机电 设备各部件 磨损 、锈蚀严重；水轮机转轮锈蚀、空化相当严重；座环、导叶等过流部件锈蚀严重；导叶关闭不严，漏水严重，以致于能将机组开至空载。 8 机组冷却水管路破损，轴承漏油，瓦温过高；尾水渠淤积甚厚，影响电站出力 。 电站无刹车装置 。 电站接地网系统由于锈蚀，断裂，接地电阻不满足要求，已经完全不能 运用。 上述系列问题，使得电站无法正常运行，近几年的年发电量仅为十几万千瓦时，年利用小时数仅为 几百 小时，远远低于设计值，几近报废 。 地处河北省西南部，太行山中段东麓，总面积 1210能资源理论蕴藏量为 11500开发量 7000已开发2130 为了 巩固退耕还林成果， 更好的利用水能资源，保护生态环境，促进农村经济社会发展。 进一步 推进 农村电气化水平，减 少 群众对森林、树木、植被的依赖性，涵养生态环境，加快新农村建设步伐，维护生态环境良好发展。同时为了避免水电设备因长期不良运 行而报废，造成国有资产损失。 依据国家发改委、西部开发办、财政厅、林业局、农业部、水利部等部委联合下发的关于做好巩固退耕还林成果专项规划编制工作的通知（发改农经【 2007】 3636） 和河北省发展和改革委员会、财政厅、林业厅、农业厅、农业厅、水利厅联合下发的关于引发河北省巩固退耕还林成果专项规划建设项目管理办法的通知（冀发改农经 20101924 号） ，对 站进行技术改造。 希望通过本次改造， 站能够 恢复到较高的运 行效率，实现 9 水资源的充分利用，增加效益，促进当地社会经济的发展；为巩固退耕还林成果 ，加快新农村建设步伐，维护生态环境良好发展做出贡献。 10 项目建设的任务 根据原来电站的 装机规模 2 320轮发电机组，设计 ，设计流量 5，设计年保证率 50%，设计年发电量 128 万电站为引水式电站且位于 渠上， 已经运行将近 35 年，水头 不变， 流量基本稳定， 故对水电站 的出力不做变动。 本次 电站 技术 改造拟对下面项目进行改造： 1、更换水轮 机 转轮 、导叶 、前后盖板 、控制环 ； 2、 更换水轮机调速器为自动化微机调速器； 3、 对机组轴承进行大修 或更换 ，解决漏油，油温过 高的问题； 4、更换励磁设备 ； 5、更换 主 变压器 、 厂用变压器 ； 6、更换 高压出线断路器 、高压跌落保险 ； 7、 更换机组控制保护为微机控制保护 自动化设备 ； 8、更换前池节制闸 ； 9、重做电站防雷接地系统 ； 10、修缮厂房屋顶，厂房外 墙 粉刷 ， 更换门窗。 11 电站 工程特性表 表 1 号 及 名 称 单 位 数 量 备 注 一、 水文 30 年 亿 库坝址 设计洪水标准及流量 (P=1%) m3/s 3284 校核洪水标准及流量 (P=) m3/s 6130 二、工程规模 校核洪水位 m 设计洪水位 m 正常蓄水位（汛期限制水位） m 288 总库容 (校核洪水位以下库容 ) 亿 调节库容 (正常蓄水位至发电水位 ) 亿 死库容 (死水位以下 ) 亿 设计洪水位时最大泄量（ P=1%） m3/s 3284 2. 装机容量 320 设计 年利用小时数 h 2000 水库调节性能 年 引水式电站 设计引水位 m 设计水头 m 发电引水流量 m3/s 三、工程永久占地 亩 10 其中 : 亩 四、主要建筑物及设备 型式 浆砌石实用堰 堰顶高程 m 12 程特性表 续表 1 号 及 名 称 单 位 数 量 备 注 堰顶宽度 m 溢流段长度 m3/s 5 设计引用流量 m3/s 进水室底板高程 m 压力管道型式 钢筋混凝土管 压力 管道 长度 /内径 m 42/ 主厂房尺寸 (长 宽 ) mm 24水轮机安装高程 m 水轮机台数 台 2 型号 额定出力 65 发电机台数 台 2 型号 3单机容量 20 输电电压 0 输电距离 m 450 五、施工 开工日期 1975年 6月 1日 投产日期 1976年 10月 1日 总工期 1年零 4个月 六、 概算总投资 万元 七、 业主单位 八、 设计单位 石家庄地区小水电公司 九、 监理单位 无 十、 施工单位 13 2 建设条件 流域概况 槐河是海河流域子牙河水系滏阳河的主要支流，发源于 的嶂石岩槐泉寺。流经 、 南部、 北部、 南部，进入 汇洨河后在艾辛庄附近入滏阳河。流域面积 978长 100 余公里。一般年份多干涸，上游建有 型水库一座，小水库 41 座，塘坝 65 座。 流域内径流大部分集中在 78 月，洪峰过程一般是峰高量大，水流湍急。遇突发性洪水，极易行成洪灾。 区间汇入的主要支流有许亭川、苏阳河。 流域内山区海拔最高达 1450m，一般在 700m 左右，山脉连绵，群峰交错，河流蜿蜒，冲沟发育。中游丘陵区地形起伏不平，海拔约在 20080下游平原区位于京广铁路两侧， 海拔约在 8030域内植被山区山坡以杂草为主，兼有灌木，山谷果树较多，滩地以草甸植被为主。丘陵区多生杂草，有极少量树木，大部分坡地已垦为农田，植被度较低。土壤山丘区以山区草甸土及各类褐土为主，平原区以潮土为主，土壤质地从上游到下游逐渐变细 。 许亭川发源于 白城口，东南流经尖山、三阵、许 亭折南流，至田村折东流，经红土湾、都户入槐河，流域面积 125长 18床平均纵坡 河源高程 1181m，河口高程 160m；苏阳河发源于 南洼，东流经张楞、杜庄、葛沟、徐乐村、北苏阳、郭北村折东南流，经沟北村至元氏纸屯汇入槐河，流域面积 10014 河长 道平均纵坡 河源高程 458m，河口高程 65m。 库坝址位于 野草湾以上 2，其控制流域面积230河道长度 35道平均纵坡 气象水文 流域地处暖温带半湿润 季风型大陆性气候，四季分明；春季干燥、多风少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗湿润，冬季寒冷少雪。多年平均气温 ， 最高月气温在 7 月份，平均 最低月气温在 1 月份，平均 极端最低气温 0积温 4768，持续天数 283 天； 10积温 持续天数 212 天。境内初霜期多在 10 月下旬，终霜多在翌年 4 月上旬，无霜期 200 天左右。 流域地处太行山中段中低山区，由于海洋性气候每年进退不一，往往形成久旱不雨或大雨成灾。多年平均降水量 519年平均径流量为 地质概况 槐河在 地貌单元上属冀中冲积平原，地处海河流域槐河洪冲积扇轴心部位，以京广铁路为界，西部属太行山 山 前倾斜平原，境内地形起伏较大， 在水文地质单元上主要属“太行山东麓山前倾斜平原”（一级单元）中的“槐河冲积扇”亚区（二级单元）。 地下水类型为孔隙 15 潜水，含水层主要为厚层砂卵石，含水量丰富。东部属华北平原，境内地势平坦，地下水类型以承压水为主。 沿河道范围内，地层岩性主要为第四系全新统冲洪积物（ 京广铁路以西，河漫滩、阶地 覆盖层岩性以粉土、粉砂为主；河床岩性主 要为厚层砂卵石 。 京广铁路以东， 覆盖层岩性以粉细砂及粉土、粉质粘土等粘性土为 主 。 槐河所处区域在大地构造上，属新华夏构造体系。处于渤海、华北平原、华中平原沉降带与大兴安岭、太行山隆起带之间，属山西中台隆，与华北断拗相连。 16 3 工程规模 站现状 电站 于 1975 年 6 月 1 日开工建设， 1976 年 10 月 1 日正式投产运行，属引水式电站，设计水头 量 5m3/s，总装机3202 台，设计发电量为 128 万 h， 设计 年利用小时数为 2000小时。建站初期，为充分利用设备，在有水时 发有功，无水时投入调相运行，改善电网供电质量，为 的社会经济发展做出了突出贡献。 电站 于 70 年代中期建造，属“有机找窝”的情况。自 入运行至今，已经 35 年。 主要机电设备如励磁、调速器等属于手动操作，控制保护为电磁式。目前，设备的备品、备件已无处购买。主变为上世纪六、七十年代铜资源匮乏时的铝芯变压器，能耗大，且漏油。电气设备老化陈旧、破损，绝缘不合格，安全隐患很大，危机安全运行。且电站运行 时，各种操作 均为手动，无任何自动化操作。 在电站运行期间，由于缺乏资金维护，电站机电设备各部件 磨损、锈蚀严重；水轮机转轮锈蚀、空化相当严重；座环、导叶等过流部件锈蚀严重；导叶关闭不严，漏水严重，以致于能将机组开至空载。 电站无刹车装置。 机组冷却水管路破损，轴承漏油，瓦温过高；厂房漏水，门窗损 17 坏，虫鼠出没，影响电气设备安全运行。 工程规模 站发电引用水量为灌溉用水量与 库的弃水量。即灌溉期利用 库配给 干渠的灌溉用水发电，电站发电后，尾水注入 ，继续向下游农田灌溉提供用水；平水年、丰水年利用水库的弃水发电。 根据小水电水能设计规程，以灌溉为主的水库电站，装机容量应以灌溉流量过程为主要依据，选择若干装机方案，通过进行技术经济比较确定。 由于电站引用水量基本上是灌溉用水量， 且电站运行 35 年来，渠道、压力管道等过流能力 确定 ，无法增大流量 。本次 电站的改造项目主要以机电设备为主，过水建筑物、厂房维护为辅。故不再进行水能计算，电站装机容量不变。 电站技术改造方案 轮机组 根据电站现有情况 ，机组出力达不到要求，导水机构漏水严重，导叶关闭不严，漏水量可以使机组达到空载。原有的 轮 效率较低且 已经不生产， 更换水轮机转轮 、导叶、前后盖板及控制 环。 通过 对 转轮 进行计算比较，初步确定水电站 更新的 转轮 型号及参数： 型号： 设计水头 ： H= 18 设计流量 ： Q=方米 /秒 额定出力 ： N=350 额定转速 ： n= 水轮机安装高程： = 调速器部分 电站现调速器为手、电两用的 ，属手动调节，电动关机 ，不符合机组自动化要求 。由于时间较久，调速器出现一定程度的锈蚀，基座漏油严重。 更换后的调速器应满足 电站自动化运行的 要 求，同时能够为机组自动刹车提供可靠的压力油源。 拟采用 调速器。 组轴承 及制动装置 由于 机组使用年限较久，且机组技术供水管路损毁，轴承出现漏油，油温过高等系列问题。 但是轴承总体情况尚好，本次对机组轴承进行大修 或更换部件 ，减少漏油，恢复技术供水，避免油温过高。 电站 原有 刹车装置 已经废弃 。新增机组刹车装置，通过调速器供给压力油 。 磁部分 原电站励磁为直流励磁机，型号为： 磁电流： 194 A，励磁电压： ，励磁机陈旧，且无自动化。 更换为 自并激静 止励磁方式。 19 配电系统 电站的主变压器 型号为： 0 容量 1000 用变压器 型号 为 ： 0 容量： 30压器为 上世纪六七十年代，铜资源匮乏，以铝代铜时 生产的油浸式 配电变压器 ， 型号老旧 ，体积大 ，能耗 高 ， 绝缘下降 。 上世纪八十年代中期曾经进行改造，增加绕组为升压变压器。 从现场看， 变压 器 有 相当 程度的漏油，在 变压器 上面、侧面、下面 形成 较多 的油污 ； 散热片有不同程度的锈蚀， 为了固定散热片，沿变压器 四周用一圈钢筋与散热片焊接在一起，破坏了散热片的表面；变压器周围 的测量、计量线路零乱，电线老化，影响主变的安全运行。厂用变压器 与主变属同类产品 ，存在能耗突出、绝缘下降等同样问题。 柱上 油开关由于时间较久，操作机构灵敏度下降， 有误动、拒动的情况发生；且漏油严重。 开关柜及机组保护柜 布置在副厂房内，自电站投产一直运行，现在的问题是设备老化，绝缘下降，自动化水平低， 缺少维护 ， 开关柜背 面挡板缺失。 改造方案： 主变更换为节能型全密封变压器 系列变压器。特点是高效、 低耗，节能 。 开关柜 通过本次技术改造，换成新型安全、节能、环保电气产品，盘柜须通过 3C 认证。 重做接 地网，保障 操作人员及电气设备安全。 20 更换高压油开关为真空断路器。 电机组 最近的大修中对与发电机绝缘及各方面进行 检测 ，基本 达到要求， 暂不作为本次改造项目 ，对其进行维护保养。 动化 部分 站建于 70 年代中期， 期间没有经过更新， 基本上无什么自动化的设备 。 本次改造增加 电站中央控制 系统 及机组自动化系统 ，提高 电站的自动化水平，使机组实现自动发电，自动并网 ，事故追忆 ，电站运行数据随时可查、 可打印 。 完善电站继电保护，确保电站安全稳定运行。 筑物 部分 由于电站建设年代早，前池无进水闸，只有两面节制闸供放水用。节制闸为水泥闸板， 启闭机 手动操作，费力费时，且因时间比较长， 启闭机构有一定程度的生锈 ，水泥闸板也有破损，关闭不严 。 压力前池上游端有一高约 的拦沙墙 ，顶高程为 ，渠道底部高程为 ， 沉砂池底与节制闸底板位于同一高程 池底高程 。故不增设电站进水闸，当出现故障停机时，节制闸开启，水流进入下游渠道。 由于厂房缺少维护，在厂房 下游 屋顶出现渗漏， 影响电站设备安 21 全和 运行安全。厂房、宿舍窗户为木框 窗户，有不同程度的破损，缺少玻璃 ，刮风的时候会有大量灰尘进入， 受潮后 降低电气设备的绝缘度 ；厂房大门为简易推拉门，上部悬挂用的钢筋已经弯曲生锈，不利于大门的开启。 改造方案： 拆除原节制闸，更换为手电两用的螺杆式启闭机，节省时间和人力。 下游尾水渠进行清淤 ， 降低尾水位，恢复机组出力 。 修缮厂房屋顶， 更换门窗 ， 粉刷厂房外墙 ，改善电站工作条件和生活条件。 22 4 工程管理 站为全民所有制电站，隶属 小水电管理处，电站定编10 人，其中运行人员 8 人， 管理服务人员 2 人。 水电站的财务 由小水电管理处统一管理。 工程主 要是设备改造及建筑物维修，在电站已有土地 范围 内进行，不存在占地问题。 水电站的运行要遵循以下原则：（ 1）发电服从于防汛需要，以河道行洪安全为重；（ 2）灌溉用水优先于发电用水；（ 3）做好水电站与电网的协调事项。 电站与电网的 联络，配备程控电话一部，通过通讯网直接与调度联系，行政通讯配备一部电话通过通讯网与外部联系。 23 5 节能 根据中国节能技术政策大纲，遵循“开发与节约并举、节约优先”和“节能与发展相互促进”的方针， 本着 优先采用 高效、节能的设备和施工工艺 ，提高能源利用效率和效益，减少对环境的影响的原则进行 项目 改造。 站改造 项目 主要为机电设备更新及建筑物的 维修 ， 机电设备 更新包括水轮 机转轮 、励磁、变配电系统等等。 均采用新型高效节能产品，水轮机效率较原机提高近 10%。 主变及厂变均采用新型节能全密封变压器， 电气设备也选择高效节能产品，采用合适的电缆截面，减少电能输送损失。 建筑 屋 维修 严格执行有关设计规范，进行多方案比较，采用先进理论和计算方法，选取经济合理的结构尺寸，充分利用拆除旧料，尽量降低能源损耗和对环境的影响。 工程管理车辆应严格节能管理，尽量采购小排量、低油耗、低排放的车辆，淘汰环保不达标、油耗 高的车辆，做好能源量化管理、油耗统计，建立长效 节能 机制。 24 6 工程施工 施工条件 站位于 ，距离郑昔公路约 700 米，交通便利。 厂 区内水、电条件完善。 材料与施工 机电设备均为厂家成套提供，分别在主、副厂房内进行安装。 水泥、石子、砖、砂子、钢材、木材、石灰等可由当地市场采购。灰土选用开挖出的较好粘土配石灰粉。混凝土及砂浆的拌合利用搅拌机完成 ;机组、主变等大件吊装可临时租用完成。 施工工期 施工工期尽量安排在非 灌溉 期 和汛期，在农田灌溉前完成机组改造， 农灌时期投入运行，可检验机组安装质量，同时创造发电效益。 其他 电站原有宿舍 5 间，仓库 1 间。施工人员可暂时居住于宿舍内，水泥、钢材等材料可放置与仓库内，沙子、石料等可露天堆放于厂区合适地方。 25 7 水土保持及环境影响 水土保持 站技术改造，主要为设备更新改造及建筑物维修，尾水渠道的清淤。 其中 尾水渠清淤部分 ，闸门拆除及建筑物修缮产生弃渣 。由于槐河河道有大量的采砂形成的沙坑，可将其回填入沙坑内，可恢复河道地貌，有利于行洪及百姓人身安全 。 环境影响 站的建设利用 灌溉用水发电，不产生废水、废气等污染物。电站投入运行 后，增加 水力发电量， 属于清洁能源，可以替代火力发电引起的资源损耗，降低空气中有害气体和粉尘。 电站达到设计标准后，年发电量可达 近百 万千瓦时，相当于 标准煤， 减少污染排放 二氧化碳（ 二氧化硫（ 氮氧化物（ 同时，由于大力推广以电代柴，减少了农民对薪柴的依赖，减少薪柴消耗量 1000 余吨，保护森林植被 100 余亩，有效的 巩固退耕还林成果。对推进 农村电气化水平， 减去群众对森林、树木、植被的依赖性，涵养生态环境，加快新农村建设步伐起到积极的作用，社会经济效益显著，维护生态环境良好发展