小水电厂翻新的成本分析培训课程

1、 毕业设计（论文）英 文 翻 译题 目 紫平铺水电站电气 一次及同期系统设计 专 业 热能与动力工程 班 级 动092班 学 生 谢兵 指导教师 南海鹏 2013 年小水电厂翻新的成本分析摘要：考虑到化石燃料和能源需求的忧虑，通过适当的调查，大量被遗弃的小水电站。为了解决这些困难，进行小水电翻新的可行性研究。在不同的元件经济优化的基础上已经开发了一系列的简单方程。这些方程也可用于完全新的水力发电厂。这项研究的结果将使我们能够获得相当近似成本的翻新旧水力发电厂，而不是建造新的。这些有关成本的数据将作为参考，审查通过不同的财务和经济分析工具确定实际翻新可能性。虽然公式使用的统一价格指的是西班牙，它

2、们将适用于其他国家，仅仅需要将价格改为这些国家的价格。介绍：欧洲小水电协会（ESHA），在主题网络会议分析了小水电不同的项目，其中投资厂房的成本表示要根据净水头确定。这样的成本用图【fig1】表示的方法，它已被分为3块不同功率：小于250千瓦，250至1000千瓦，和1000千瓦以上。瑞士液压实验室MHyLabdtogether ESHAdhas进行了估计，这种根据每年的能源成本生产示于图【fig2】。Bardd研究所 “SOLARE Energieversorgungstechnik的大学的卡塞尔3 DHAS进行了研究，投资成本取决于电源，但区分不同类型的做法，将开展新的，翻新和现代化的水电

3、站（图【fig3】）。由一个伟大专家Gordon所作的贡献的设计是值得注意的。他是通过电厂的电发电量和净水头使用公式计算成本的先驱。（1）其中，k=成本系数，由完成项目的平均成本确定。F=发展类型因子，S=项目的设计标准因子，最近，Kaldellis5-7，为设在希腊的电厂做了一下说明：其中，&为当地市场目前需要的值在0.31.0（精确的值依赖于类似的无形资产费用安装）。其他工作已被开发的阿纳格诺斯托普洛斯8和低水头运河为主的小水电项目9。然而，无论是以前的情况下，会考虑清算过程，以确定一个小水电站各组成元素的翻新成本这种认识是复杂的，由于安装条件的影响，如高参数的干预不同的水流量的变

4、化参数，可得到电厂不同的元器件，和不同设施的使用程度。本文提出了一种已被开发的方法，以确定这种翻新的成本。下面的过程包括两个阶段第一阶段：安装表征开展现场工程的先前研究是非常必要的，水力发电厂的所有相关数据将采取原本的组成，如位置，尺寸，建筑类型，使用不同的开发渠道（消耗），落差，水轮机的径流，以及其它构成的单元，如作为大坝的水电站厂房，引水渠道，压力前池，压力管道，设备，水轮发电机组和控制元件。先确定每个组成设备的翻新比例，如果为0，目前的状况被定义为“完美”，如果100，它需要完全替代。应强调的是，由于可能升值带来错误，需要遵循尽可能客观的价值标准。第二阶段：计算过程数据收集后，建立一次翻

5、新指标，连同每个单元的价格，而一旦不同的参数已经确定，下面开发的公式就可以使用了。根据统一价格（CI）和参数（PI）定义这些表达式。这些使用的一套变量集，已被设计为以后易于修改的量，因为他们在不同的国家使用，之前那些统一的价格或参数随时都有波动。本文所提到的参数将包含在文章的结尾，在其相应的附录。申请翻新的百分比总是非常必要的系（Tk），小水电站的每个单元（闸门，网络，前池，电线或其他任何考虑的组成部分）这些取决于它目前的情况。分配百分比0或100;是很必要的，也就是确定他们是在完美的条件还是他们需要更换。为了获得最佳的性能，一般情况下，无论何时翻新值超过60，将用100比例计算。不同单元的成

6、本分析展示在【图fig4】中：·大坝·进水结构·管道（通道/隧道）·前池·闸门·发电厂房·发电机组·保护，调节和控制设备·并网连接·输电线路·道路交通撤消修改Alpha2.成本评估：2.1大坝大坝是设置在河道上，用于阻断和获得水流的工具。大坝不仅用来提高水位，还可调节能力。从大坝构成的不同单元，（坝壳），防护物，桥墩，和外墙，的体积，我们将确定其成本，用下式确定：其中cods=坝壳和桥墩的成本，HCP=坝壳内的混凝土量（m3）（T1%）,HET=桥墩所用混凝土量（m3）（T2%）；C5

7、 =一个立方米钢筋混凝土的价格。其中COsh=防护物的成本，HPT=防护物的混凝土用量，(m3) (T3%);M=表示材料类型的参数，对于花岗岩取1，较软的材料取0.75，特别坚硬的材料取1.25 C4=一个立方米钢筋混凝土的价格。其中COew=外墙的成本，HMC=外墙的混凝土用量，(m3) (T4%); C3 =每立方米高质量混凝土的价格，大坝的总体成本（COdam）用（3）（4）（5）式相加求得：2.2进水口进水口是从河流获取水源并通向引水管道的关键部位，这个部分应该考虑进水口结构，拦污栅，控制闸门。进水口结构将用下式计算：其中COic=进水口混凝土成本，HTM=进水口混凝土用量(m3)

8、(T5%)如果我们不能确定进水口混凝土用量，但只知道（长宽高）a，b，c，可以使用下面的表达式：也就是说，一个空心棱镜尺寸a，b，C，和0.3米厚。在有些情况下，进水口的几何形状是极其复杂的，我们可以用：当然，网格和栅极的成本还必须考虑在内：其中COtr=拦污栅的成本；STR=拦污栅面积（m2)(T6%);C7 =拦污栅一平方米的价格。闸门成本计算：其中COgt=闸门的成本；SGT=门面积（m2）（T7）;C9 =门一平方米的价格。进水结构的总成本（Coint）由前几项成本的总和求得：2.3管道（通道/隧道）进水口获得的水流，直接流向前池。这个过程可以通过开放的引水沟渠，隧道或钢管。2.3.1

9、引水渠道一般情况下，引水渠道是由露天开放的轮廓线和轻微的倾斜（在0.3和0.5%之间）。当所使用的材料是混凝土时，这种水渠的成本是：其中COch=水渠的成本；LCN=水渠的长度(m) (T8%)；HCN=水渠的高度；ACN=水渠在其基准面下的厚度；SCN =谁去表面的宽度；C10=单位长度水渠或隧道的价格。如果ACN不能测定，用近似计算的表达式：2.3.2隧道COtu=隧道的成本; LTU=隧道的长度（米）（T9）;DTU=隧道圆顶的直径; HTU=隧道的总高度。2.3.3钢管如果翻新成本太高。为防止可能的岩石坡，压力管道通常由PVC制成，用土覆盖，也是可行的。COPI=管道的成本; LCF=

10、管道的长度（米）（T10）;DCF=管道的直径（米）。在这种情况下，管道的直径可由下式计算：2.4前池它是由一个设置在引水渠道末端由混凝土组成的用于存放水流，同时也是钢管引水的进口。前池就是钢管入水口前的一个水池。水被储存在该水池里面有规律的，按照我们的期望，有计划地运作。前池的体积应该是足以应付水轮机突然出力增加的用水量。其中COsf=压力前池结构的成本；ACC=压力前池内部的宽度（米）（T11）; LCC =压力前池内部长度（米）; HCC=压力前池内部的高度（米）。如果该结构的前池用混凝土制成，使用统一的价格C5，如果它是由砖制成，我们将使用价格C4。此外，我们应在压力前池包括一些其他的

11、因素，如拦污栅，拦污栅吸尘器，和排水门。COtrf=压力前池拦污栅的成本; STRF=拦污栅表面大小（m2）（T12）。COtrcf=压力前池拦污栅清洁的成本，CRL = 取决于拦污栅清洁器传动系统的系数，如果它是旋转式的它的值将是1，如果液压式的取1.8。COgtf压力前池门的成本; SGTF=门的表面大小（m2）（T14）。总的压力前池的翻新成本COf如下：2.5压力钢管，压力钢管的作用是从压力前池提水到水轮机，穿过必要落差。它应能够承受水柱引发的这个压力和水力发电厂突然关停的情况下引起的水锤效应。压力钢管是一个如果不处于良好状态就应翻新的设备（翻新比例应为100或0）。可取的做法是，翻新

12、用钢管或用玻璃纤维增强的聚酯管。建议安装聚酯管，当两个以下条件均满足时：条件一：水头小于或等于70米条件二：最大流量小于或等于7立方米/秒如果我们再加上摊销损失的能量的成本，以及这些计划中的装置限制，聚酯管将总是比钢管更经济。这种管的成本的计算，将从一个它的基本特征开始，如它的厚度。2.5.1钢管厚度（ST），由下面的表达式确定：FMX=最大设计流量（立方米/秒），H =净水头（m）。管的厚度应不小于0.006米。管（SD）的直径将是：因此，管道的总费用(COsp)，将是：LP =压力钢管的长度（米）（T15）。百分比T15的值将为50，如果有两个平行的传输管道， 一个是在完美条件下，另一个是

13、损坏的。COins=压力钢管的安装成本;根据小水电主题网络工程集团【10】开发的建议，可以使用下面的的依赖于斜率（表1）的表达式：15的成本注定要花费在管道连接处，转折处，等地方。2.5.2用玻璃纤维增强的聚酯管（PVC）为了确定这一种管子的直径和厚度的值，它们的计算值可从钢管得到。直径（PD）厚度（PT）因此，聚酯管的成本（COpp）将是：2.6电站厂房这是一个复杂的单元。水轮机和与水轮机对应的，底板，发电机，配电盘和控制面板，等被放置在厂房内。想要要评估的建设成本，确定水电站的电站厂房的第一个基本尺寸高度，宽度和长度是必要的。为了这个目的，我们已开始从一个基本的单元，如水轮机，并且更确切地

14、说是水轮机转轮直径尺寸（用以确定剩余的尺寸）。该建筑是不同的，主要取决于安装的水轮机类型，如，水斗式水轮机，混流式水轮机，轴流式水轮机。因此，我们将这三种类型的涡轮机用不同的分析。2.6.1水斗式水轮机的厂房我们将确定新建筑的建造成本，同时记3个功率范围，而该等费用将取决于水轮机转轮的直径（D）；转轮中的喷嘴数目（Z0）和转轮转动速度（n） 11。转轮转速可由下式确定：我们可用下式确定比转速：D =水轮机转轮直径（M），H =净水头（m）;P =水轮机功率（千瓦）Ns =比转速（rpm）三个功率范围的厂房成本，根据喷针的数目给出的以下表达式（Table 2）：2.6.2混流式水轮机厂房：为了评

15、估厂房外壳的成本，混流式水轮机的成本已被认为取决于转轮出水边直径（D）;Lugaresi提出的表达式12可用与计算：厂房的总成本取决于比转速将由下表（表3）给出：2.6.3轴流式水轮机厂房厂房设计的首要参数是水轮机的尺寸，要达到这个目的，确定转轮直径是必要的，使用三个程序可以计算出直径：（a）从圆周速度系数（Ku）13：确定Ku（b）更多的使用经验方法，虽然具有相当多的相关性因子（98.8）13：（c）分析法，在可接受的误差水平下的初步计算14：根据不同类型结构计算的水轮机厂房成本列于(Table 4):2.7机电设备从出力和水头，我们就能够确定机电设备（水轮发电机组）的成本，其中包括所有每个

16、类的水轮机的调控元件。我们使用的方程如下 15（Table 5）。2.8保护，调节和控制单元对于交流发电机保护的成本，水轮机和变压器，水力发电厂的调节系统及其自动化包括以下概念：·控制面板：它包括自动开关，强度测试和电压互感器，以及断路器;·控制和保护功能：可编程控制器，图表面板，保护装置，电参数分析仪，现场组件和同步装置;·主接线，调试和开发测试;·远程管理。由于他们有着相似的特点，这些单元已经被收集起来分为四个功率范围，每个范围的制造成本分布，根据给出的图（fig5）：从功率范围分组，我们得到一个恒定值（Table 6）：2.9并网连接为了确定变电站

17、和并网保护系统的成本，我们将建立两个方面：（a） 固定成本，主要取决于电网的额定电压。这些费用将包括：·固定的高压设备·高压隔离间·电网保护单元·变压器保护系统撤消修改Fig6当地电站分布地图（b） 可变成本是那些根据电站功率的成本。也就是说，依据于变压器的功率和电容器的容量。这些费用将取决于每个功率范围内，再依据下面的表（Table 7）给出的额定电压电压：S是变压器功率和P是发电机的功率。2.10输电线路Alpha有必要进行高电压配电网和能量消耗点分布计算，输电线的长度对该项目的可行性有重要影响。LL=电线的长度（公里）（T17）； FAL=安装的无

18、障碍因素，对于简单容易安装的线路，值取1，对于那些困难的安装线路取1.25；FGL=接地不匀率的因素，这将取决于输电线建设的地面的特点。对于较平的地面取1和崎岖的地面取1.3。2.11道路交通翻新或新建的道路交通运输成本会有所不同，这取决于在地面的地形以及道路的长度。此外，其成本还必须对应建设时所用材料类型，无论是用泥土，砾石还是焦油。LAC =通入厂房道路的长度（米）（T18）;FAA=表示通入道路建设时地面的水平情况的参数，对于较平的道路取1，崎岖的路取1.5。FCA=表示通入道路的条件，如果进行翻新取1或如果重建取0.3。3实际应用：研究哈恩省的小水电站（西班牙）前面的表达式已被用来评估

19、小水电站翻新的可能性。应AGENER（哈恩省的能源管理局）的要求，参与哈恩省的小水电站翻新项目的可行性研究，以及正在项目测定的安达卢西亚自治区的小水电电站的可行性。这是由安达卢西亚能源机构投资的一个项目，属于安卢西亚地区政府创新科学技术部。电站的位置示于fig6。十九个哈恩省（安达卢西亚，西班牙）小水电站，对功率的范围从30千瓦至2兆瓦进行研究。所获得的投资成本的结果包含在（Table 8）中。以同样的方式，我们使用了一个功率指数的图线，（投资成本和功率之间的关系）这样能够在第一次近似选择翻新小型水电站是值得的问题上是很有帮助的。根据从IDAE（西班牙能源多样化和节能研究所）获得的数据，在西班

20、牙小水电站平均值应介于1500kw和2000 kw之间16（fig7）。作为该研究的结果，4个获得最佳功率指数的电站，目前正在翻新过程中，如：（CasasNuevas，Cerrada和Utrero，Electra San Juan y Valdepen Valdepen）。后者的指标值低于2000 千瓦。Fig8是“Casas Nuevas 电站，拥有1930千瓦的功率和645kw的功率指数。4.结束语本论文中，我们已经开发了一个易于使用的小水力发电厂翻新过程中不同单元成本的测定方法。已经开发出的，用于不同的成本分析方程组是基于一系列统一的价格可应用于在任何国家，因此，它的使用不限定于特定的地

21、方。同样，时间的流逝，它会更加完善。这些公式的结果可以用来帮助确定在先前的研究水平时的初始投资，计划翻新或还没有完整开发项目的新建小水电。 。应用本文不同的公式到不同的现有的在哈恩省（安达卢西亚，自治区位于西班牙南部的）小水电站。已经使用的项目的中错误率低于20，因此，使用这些工具可以在进行初步研究或计划草案时有很大的帮助。鉴于其计算简单，其可以使用于确定小水电的成本，特别在经济欠发达的国家。Alpha附录：统一价格汇总表参考文献 ：1工程工作组的专题网络上小水电。欧洲战略文件研究，技术开发和在小水电示范。布鲁塞尔：ESHA，2003。2 MHyLab，SCPTHESHA。小水电的预可行性研究

22、。清单上小水电。布鲁塞尔：欧洲小水电协会。可用的：http:/www.esha.be/fileadmin/esha_files/documents/publications/publications/checklist_EN_2005.pdf，2005。3吟游诗人J.市场的发展和成本的小水电德国（最多5 MW）。结果的报告代表德国联邦经济部。 ：第一小专题网络研讨会水电：波尔查诺，意大利2003年。4戈登JL。确定“棒球场”拟议项目的成本。水电评论2003年，11（1）:37-41。5 Kaldellis JK。小水电站的电力的贡献在希腊的技术和经济方面的考虑。能源政策2007年，35（4）:

23、2187-96。6 Kaldellis JK。在希腊的水电应用程序的批判性评价。可再生能源和可持续能源评论2008年12:218-34。7 Kaldellis JK，Vlachou DS，Korbakis G. TECNO经济评价小在希腊的水力发电厂：一个完整的敏感性分析。能源政策2005年，33（15）:1969-85。8阿纳格诺斯托普洛斯JS，Papantonis DE。最佳的运行江小尺寸水力发电厂。能源转换与管理2007，48（10）:2663-70。9葛SK，赛尼RP。发展的相关性分析方法运河SHP计划的成本。 2008年可再生能源; 33:2549-58。10 Mohammadreza Andaroodi，安东