某电站工程可研报告

某电站工程可研报告第一章概况第二章水利、水能第三章水工建筑物第四章临时工程第五章机电部分第六章工程管理第七章施工组织设计第八章工程概算第九章经济评价注：1、本次设计主要参考依据《小型水电站》(江西省水利水电勘测设计院，天津大学水利系编)；2、高程为假设高程。第一章概况一、工程概况德兴市XX电站是一座引水径流式发电站，电站总装机480千瓦，座落在龙头山大安山林场境内，属洎水河上游南支龙头河最上游一级电站。电站主河发源于德兴市与玉山县交界的怀玉山山脉的银古坳，坝址以上控制的集雨面积为12平方公里。洎水河是乐安河上游的一条主要支流，也是德兴市境中德兴市境内501平方公里。流域内，从河段上看，河流上游河谷狭窄，山高陡峭，流域内植被较为完整，植被种类以松、杉、杂木、毛竹为主。上游森林茂密，植被良好，水土流失程度小。本流域属亚热带东南季风气候区，气候温和，光照充足，四季分明，多雨湿润，是江西省多雨区之一，具有较典型的山区小气候特征。年平均气温17.2度，年平均相对湿度82%，年平均降雨1936.2毫米，但年际变化较大，暴雨强度大，多年平均最大一月暴雨值为111.2毫米，最大值为224.3毫米（1967年一次暴雨持续时间一般为1—2天，持续时间在3—4天以上的机会很少。多年平均径流量21.94立米/秒，年径流总量6.92亿立方，年径流深1226.5毫米，且径流的年际变化大，年内分配很不均匀，4—6月来水量占全年来水量的51.1%。流域内地貌为构造剥蚀地貌和侵蚀堆积地貌两种，上游东南部地层岩性为燕山早期花岗岩和新生界第四第。二、工程枢纽布置经勘测，并经多方案比较，遵照《乐安河流域洎水规划报告》的水力开发方案，最后确定XX电站工程枢纽总体布置为：利用I坝，通过220米渠道将龙头河左侧小支流上的水引至龙头河主流上，再在龙头河主流上做Ⅱ坝，在坝的右岸，利用3221米渠道将水引至XX处进行发电，工程主要水工建筑物有：大坝两座，长各为9米和15米，渠道一条，长3221米，压力钢管一条，长270米，厂房一座114.4平方米；工程主要机电设备为水轮发电机两套，各为160千瓦和320千瓦，工程输电线路，10千伏电压等三、工程建设的必要性和可行性该工程投资主体系股份合作投资，工程符合流域规划，既无淹没纠纷，又不影响农业灌溉和人畜用人，系一级引水径流式发电站。工程水力资源的开发，可以进一步开发洎水河的水力资源。从财务评价和其它各项指标看，经济指标较优，且建成后全部电量输送至电网，丰水期电网不会限制电量上网，因此，从市场研究、技术分析和经济评价三方面看，建设该工程是完全必要而且可行的。四、工程特性表序号及名称一、水文1、坝以上控制集雨面积2、代表性流量设计保证流量设计引用流量KM2m3/sm3/s0.470.499二、枢纽特征水位1、大坝正常水位2、厂房处河床正常水位洪水位201.46200.8041.5045.80调查取得，相当于P=1%三、发电效益装机容量年均发电量年利用小时万KWhh480232.84850四、主要建筑物及设备地基特性坝顶高程坝底高程最大坝长最大坝高地基特性坝顶高程坝底高程最大坝长最大坝高岩石基础201.4692.5岩石基础200.804地基特性开敞式岩石基础203.061开敞式（b×h木质叠梁闸门地基特性岩石基础202.601（b×h钢闸门进水口渠底高程渠道断面形式断面尺寸最大过流量正常走水深m3/sm3/sMM201.06200.0022032210.5×0.60.8×1.03/10000.835渠渠号Ⅱ渠渠渠渠、号号号号ⅠⅠⅡⅠⅡ正常高水位最高水位最低水位底板高程前池尺寸2.8×9.5厂房尺寸厂房地面高程M地面式13.5×8.08×5.546.20（L×b×h）6、主要金属结构设备⑴压力管道公称外径公称外径mmmmmmmmmm27077长公称外径⑵启闭机mmmm台4267螺杆工17、主要机电设备⑴水轮机设计水头设计流量设计水头设计流量⑵发电机⑶变压器⑷输电线路导线MM3/SMM3/SCJ22—W—55/CJ22—W—70/0.305SFW160—8SFW320—10S7—400S7—200LGJ—35五、经济指标2、经济指标⑴财务评价财务内部收益率财务净现值232.21⑵其它辅助指标单位电能投资单位千瓦投资静态投资回收期年0.99848385.92第二章第一节水利、水能水利计算一、设计保证率的确定根据江西省上饶地区水电勘测设计院编制的《乐安河流域洎水规划报告》（88年本着该电站建成后能联网运行，有加工用电等季节性负荷，并同时考虑丰水期水能的充分利用，根据小型水电站的设计保证率的取值规定，选定该电站的设计保证率为50%。二、设计年径流的分析计算由于该站以上的流域内无实测资料，在水电站的下游63公里处的银山有一水文站，且有33年的径流资料，银山站与该站同在一条河流上，自然条件相似，且已知银山站控制的集雨面积为469km2，采用水文比拟法，可求得设计站的年平均流量，并通过年平均流量经验频率的计算，绘制年平均流量经验频率曲线，从而求得在设计保证率P=50%时，Qp=0.47m3/s三、设计代表年的选择从年平均流量经验频率曲线上查得：1、枯水年：水电站的设计保证率为75%（74年Qp=0.31m3/s；3、丰水年：取P丰=25%（70年Qp=1.08m3/s。第二节水能计算一、保证出力力保证率曲线，绘制成出力保证率曲线后，根据水电站设计保证率，可查得相应的保证出力值为68千瓦。二、多年平均发电量以中水年年发电量代表多年平均发电量，可得该电站多年平均发电量为232.8万度。三、装机容量根据保证出力值，确定最大工作容量，根据该站运行特点，确定季节容量，最后，综合考虑各种因素，确定该站的装机容量为480KW。四、年利用小时4850小时。第三节设计洪水一、设计洪水由于本电站是引水式电站，大坝进水口利用低坝拦截河中来水，大坝只需比河床高1.0米，且坝上游无任何淹没；另外，厂房处地势开阔，只要厂房在校核洪水位以上即可，综合以上两方面的前提条件，不需做设计洪峰流量计算。二、洪水调查考虑厂房做在河边，既不受淹，又要尽量降低位置，充分利用水头，经调查98年百年一遇的洪水位为45.80米。第三章水工建筑物第一节大坝和进水闸该电站的引用流量一部分取自龙头河主流，一部分取自主流左侧支流。经勘测，需做水坝内座。Ⅰ号坝坝长9米，坝顶高程定为201.46m，渠道进水口底板定为201.06m。Ⅱ号坝坝长15米，坝顶高程定为200.8m，渠道进水口底板定为200.00m。大坝采用浆砌石重力坝，坝体采用75#浆砌石块，迎水面采用30cm厚150#砼进行防冲刷保护，底层用50cm厚砼与岩基连接，Ⅰ号坝的具体尺寸，见Ⅰ号坝横断面图。每米长坝体所需材料重为：75#浆砌石：2.43m3150#砼：2.72m3Ⅱ号坝位于主流上，因此，大坝型式采用浆砌石重力坝，坝体采用75#浆砌石，迎水面采用30cm厚的150#砼做防渗面板，溢流面采用30cm厚的150#砼进行防冲刷保护，底层采用50cm厚150#砼与岩基连接。具体尺寸见Ⅱ号坝横断面图。2、Ⅱ号坝坝体材料用量每米长坝体所需的材料量为75#浆砌石：5.43m3150#砼：3.87m3二、进水闸1、进水闸的布置及设计采用开敞式进水口，进水闸与坝轴线成45°角布置在水坝的右岩，闸址与岩石连接。进水闸底板高程为201.06米，闸边墙顶高程为203.06m，闸边墙长3.0m，闸门板采用简易的木闸门。具体尺寸为Ⅰ号进水闸布置图。2、进水闸材料用量：（2）边墙150#钢筋混凝土：12.3m3（3）闸底板75#浆砌石（50cm厚1.5m3（4）闸底板150#砼（10cm厚）和闸室前截水墙150#砼（20cm厚）共计1.0m3。1、进水闸的布置岸，闸址与岩石连接，闸底板高程为200.00m，闸边墙高程定为202.60m，闸边墙为5.0m，具体尺寸见Ⅱ号进水闸立面布置图。2、进水闸设备及材料用量号，闸门采用平板钢闸门，平面尺寸（b×h）为：1.5×1.2米。（2）工作桥、边墙150#钢筋混凝土：38m3（3）闸底板75#砼（10cm厚）和闸室前截水墙150#砼（20cm厚1.8m3第二节渠道、渠道建筑、前池和压力管道1、Ⅰ号坝引水渠的引用流量Ⅰ号坝以上控制的集雨面积为1.5km2，Ⅰ号坝的引水渠主要引用枯水期Ⅰ号坝拦截的枯水期的流量，根据第二0.499m3/s，考虑加大渠道断面有利于调节流量，并考虑渠道的沿程渗漏和蒸发损失的流量，最后确定渠道的最大引用流量为0.835m3/s，因此，根据Ⅰ号坝控制的集雨面积和Ⅱ号控制的集雨面积各为1.5KM2和12KM2，确定Ⅰ号坝引水渠的引用流量为0.15m3/s。2、引水渠的断面设计引水渠长220米，渠道采用沿山腰布置，开挖后用150#砼进行浇筑，渠道纵坡采用3/1000，横断面为矩形断面。设底宽b=0.5m，用试算法求水深h，假设h=0.4m，则：渠道过水断面W=b×h=0.5×0.4=0.2（m2）湿周：x=b2h=0.5+2×0.4=1.3（m）水力半径=0.154（m）验算流速率：K=WC=0.2×41×=0.176m3/s>Q=0.15m3/s，满足要求。验算流速是否在允许范围内V==0.88m/s查表10-3，不淤流速为0.42m3/s，计算流速值在允许的范围内，满足要求。因此，渠道的断面在加上0.2m超高的情况下，宽×高为：0.5×0.6米。具体尺寸见I号引水渠断面图。3、引水渠工程量及衬砌材料用量每米长土方开挖量为：2.66m3每米长所用150#砼为：0.19m3每米长所用75#浆砌石为：0.35m31、Ⅱ号坝引水渠的引用流量从前面计算分析得知，机组的引用流量为0.499m3/s，则Ⅱ引水渠的引用流量为0.499m3/s。2、引水渠的断面设计引水渠长3221米，其中明渠2881米，隧洞340米，渠道沿山腰布置，开挖后山坡土方段用75#浆砌石衬砌后，再用150#砼进行浇筑，岩石段开挖后直接用150#砼进行浇筑，隧洞段开挖成方圆形后，按边墙衬砌，洞顶按不需衬砌进行设计。渠道纵坡采用3/1000横断面为矩形断面。=18.26，则流量率=0.499×18.26=9.112设底宽b=0.8米，用试算法求水深h，假设h=0.8，则：渠道过水断面W=b×h=0.8×0.8=0.64（m2）渠道湿周：x=b+2h=0.8+0.8×2=2.4（m）水力半径=0.27（m）验算流速率：K=WC=064×45.85×=0.835m3/s>Q=0.499m3/s，满足要求。验算流速是否在允许范围内查表10-3，不淤流速为0.42m3/s，计算流速值在允许的范围内，满足要求。因此在渠道的断面加上0.2m超高的情况下，宽×高为：0.8×1.0米，具体尺寸见Ⅱ号引水渠断图。3、引水渠工程量及衬砌材料用量⑴岩石段每米长岩石开挖量：1.996m3每米长150#砼用量：0.3m3⑵山坡土方段每米长土方开挖量：4.885m3每米长150#砼用量：0.3m3⑶隧洞段每米长土方开挖量：1.80m3每米长150#砼用量：0.3m3二、渠道建筑物渠道环山绕行，山坡上常有雨水流入，因此，在沿渠地形合适处，如有冲沟的地方，修建侧向溢流堰或放水闸，并同时将放水闸和排沙闸门结合起来，在排沙闸门处，渠底须凹下50cm。根据勘查，需在6处地方修建侧向溢流堰，4处修建排沙闸门。1、前池的布置根据地形、地质条件及运用要求（包括排沙、泄水等）等方面的综合考虑，前池应布置在天然地基上，前池的总体布置由于受地形限制，为缩短压力水管的长度，将其进水室和引水渠道布置成直角。见前池总体布置图。2、前池控制水位和各部分尺寸的确定⑴前池控制水位渠道末端底板高程：200.00-3.221×3=190.337m渠道末端正常高水位：190.337+0.80=191.137m前池正常高水位：191.137m进水室的正常水位：191.137-0.30=190.837m进水室的最低水位：190.837-0.2=190.637m前室的最高水位：191.137+0.5=191.637m⑵各部分的尺寸进水室宽度假设压力水管的管径为0.6m，进水室净宽一般为压力管径的1.5~1.8倍，即有1.1米宽就可以，但考虑适当加大前池的宽度，有利于调节流量，最后确定进水室宽度为2.8米。进水宽长度：按小型水电站2—5米选择，选定该站进水室长度为4.0米，进水室底板高程：D进度=Z进最低－-式中：Z进最低——进水室量低水位。V——流速，取0.8米/秒D——管径，取0.6mα——进口处压力水管轴线与水平夹角，水管与压力前池压力墙和挡水墙的顶部高程D池顶=Z最高+安全超高则：D池顶=191.637+0.4=192.037mb.前室前室的宽度：取与进水室的宽度一样，为2.8m前室的长度：一般为前室宽度的2.5~3.0倍，溢流堰前沿长度溢——最大下泄流量，为水轮机的最大流量0.826m3M——流量系数，采用实用剖面堰，取1.7HO——堰顶水头，取0.3m则=2.96m，取B=5米。3、前池挡水墙设计⑴挡水墙尺寸拟定具体尺寸详见前池挡水墙横断面图。前池挡水墙基础开挖至岩石后，挡水墙迎水面采用20cm厚150#砼作防渗面板，底部采用20cm厚150#砼作垫层，墙身采用75#浆砌块石进行衬砌。⑵挡水墙稳定计算a.抗滑稳定计算W2=0.6×2.77×2.2=3.66吨W3=1/2×1.2×2.77×2.2=3.66吨水压力P水1×2.872=4.12吨扬压力P扬1×1.8×2.87=2.58吨地基为火成岩，f取0.7于此处忽略了墙后的被动土压力，因此，认为可以满足抗滑稳定的要求。b.抗倾稳定计算满足抗倾稳定的要求。⑶挡水墙所需材料用量每米长挡水墙所需的材料：150#砼：0.5m375#浆砌块石：3.73m3四、压力管道1、压力管道的类型及布置方式根据该电站的技术参数，决定选用钢管作压力管道，压力钢管采用联合供水，并按正向进水的方式，为两台水机供水。2、压力管道经济直径选择和管壁厚度确定⑴经济直径选择式中：Q——压力水管的最大设计流量（m3/s）H——水电站的毛水头，为144.137m同理，叉管的经济直径为0.6m和0.4m⑵管壁厚度确定设——设计水头（m）D——钢管内径[δ]——钢材允许应力，取975kg/cm2φ——接缝的坚固系数，取0.9取δ=0.5毫米，加2毫米锈蚀厚度，钢管管壁厚度为7毫米。同理，叉管的管壁厚度也取7毫米。3、压力管道的支承方式压力管道采用露天式钢管，用镇墩和支墩进行支承。镇墩设五个，分别设在进口转弯、出口转弯各1个和中间处3个，采用150#砼重力式结构的镇墩。支墩每隔14米安排一个，共计12个，底坐采用75#浆砌块石，支墩的支承面包围管径的部分用150#砼。4、压力钢管及支承结构所需材料⑴钢管：根据定型产品，选公称外径630mm，公称厚公称外径630mm，公称壁厚7mm后叉管15米，重量1.621吨。公称外径426mm，公称壁厚7mm的叉管15米，重量1.093吨。三项小计31.888吨。⑵镇墩砼150#砼每个按底面1.5×1.2米，高2.2米算，5个镇墩共计20m3。⑶支墩75#浆砌块石，每个按底面1.2×1.0米，高2.2米算，12个支墩共计32m3。第三节发电厂房一、厂区总体布置电站厂区主要有厂房、引水管道、尾水架管、主变压器和对外交通线路、管理房等，详见工程枢纽平面布置图。二、厂房布置由于机组采用的混流式水轮机，而且水轮机和发电机是直联的，由厂家提供的水轮发电的安装布置图可知，机组轴线与厂房纵轴垂直布置，与进水管轴线平行。把配电盘布置在两机组之间，在厂房尾水管出口一侧。三、厂房主要尺寸的确定1、厂房长度根据厂家提供的水轮机安装布置图，考虑大门至机组间的空地留作修理间，取4.0米，则厂房长度为13.5米。2、厂房宽度由安装布置图可知，厂房宽度定为8.08米，因此厂房的面积为114.4m2。第四章临时工程一、交通工程该电站有100米对外公路需修建，需回填400m3砂卵石，且需新建仝平板桥一座，长28米。二、管理房根据电站建成后，生产的需要，拟建单展管理房一幢，面积80m2。三、临时工棚根据建设时贮存材料的要求，需搭建临时工棚180m2。第五章机电部分第一节发电设备一、主机选择1、原始资料，电站设计水头144.137m，净水头138m，引用流量0.499m3/s，装机容量480kw，平均发电量232.8万度。2、机组台数确定：由电站所在地理位置及地区条件，电站无调节性等特点，为考虑运行灵活性和水轮机能在最佳工况下运行，拟配两台机组为宜，且选择一台小机组，一台大机组。3、机型选择查机型谱，确定机型。Q=0.194m3/s，N=189KW，配发电机SFW160—8，调速器CJT—1000，阀门Z941H—1.6。Q=0.305m3/s，N=350KW，配发电机SFW320—10，调速器CJT—1000，阀门Z941H—1.6。二、防雷保护防雷保护范围1、对于升压站主变压器选用FS—10阀型避雷器保护。2、对于发电机低互侧，选用FS—0.38阀型避雷器保护（控制屏上已有）。3、对于厂房，采用避雷针保护，厂房顶采用两根有效高度为7米，间距为10米的避雷针进行保护。第二节输变电设备一、变压器选择根据装机容量，功率因数cosφ=0.8，选择200KVA变压器壹台，电压比为10/0.4千伏，选择400KVA变压器壹二、输电线路1、基本资料：该电站与系统并网运行，输送功率为480千瓦，距该电站5公里处有10千伏的电网。2、输电线路导线截面的选择⑴按经济电流密度选择导线截面导线截面式中：P——线路的持续有功功率（KW）j——经济电流密度（A/mm2查《小型水电站》（电气一次回路部分）表1—3，j=1.65Ve——额定电压（KV）cosφ——功率因数故选用标准的导线线面为LGJ—35钢芯铝胶线。⑵按允许电压损失校验导线截面，按允许电压损失为10%，查表1—4得到允许的负荷矩为8.34兆瓦·公里，大于实际负荷矩0.48×5=2.4兆瓦·公里。查表1—5，算得实际的电压损失为：1.2×0.48×5=2.88%。⑶按机械强度检验导线截面。查表1—6，通过居民区的10千伏线路最小截面为35平方毫米，故选用LGJ—35能满足机械强度的要求。⑷按允许发热条件校验导线截面。查表1—7、LGJ—183安，而实际通过电流为：=34.64安，能满足发热条件的要求。计算说明：当水电站输送容量为480千瓦，cosφ=0.8，输送距离为5公里时，选用一回10千伏LGJ—35导线完全可以满足要求。第六章工程管理一、管理机构参照小水电站定员编制标准，根据本站实际，确定电站运行人员6人，机修及管理人员1人，共计7人。二、管理办法本工程管理主要范围是：发电厂房内的机电设备的运行维护、升压站开关设备的操作、大坝和渠道的维护、及压力管道的维护等。管理当中，应建立岗位责任制，制定相关的岗位运行的操作规程。第七章施工组织设计一、施工特点该电站具有以下几方面施工有利条件和特点：⑴是施工交通条件较便利，大坝位置公路可以直达，厂房位置也只需新建砼平板桥壹座，即可满足施工道路的要求，渠道离公路较远，但石料可以就地取材，只需开通渠道两头的平台，就可以运送砂、卵石及水泥等材料。⑵工程施工比较简单。大坝和厂房处基础岩石裸露，水下工程易施工，渠道也只是沿山开挖成明渠，并用浆砌石衬砌，浇砼面板进行防渗，隧洞有340米。⑶本工程以渠道土石方工程为施工重点和难点，而且浆砌石衬砌和砼防渗面板的浇筑工程量也较大。⑷工程渠道较长，但全线可以分段同时开展施工，施工互不干扰，施工期可以大大缩短。二、施工布置根据地形特点，为便于管理，可先建好管理房作施工管理用房。并同时在大坝和厂房处各建一临时仓库，作为贮存水泥或其它材料使用。第八章工程概算一、编制说明1、工程类别：本工程定为Ⅳ类工程2、编制依据⑴《水利水电工程设计工程量计算规定》⑵《江西省水利水电工程设计概算定额》⑶《水利水电工程定额与概参算》⑸《江西省水利水电工程初步设计概算编制办法》3、基础单价⑴人工单价：20.83元/工日⑵材料、设备单价：工地仓库出库价格⑶机械台班单价：依据《水力发电工程施工机构台时费定额》（1997）的标准执行。4、其它费用计费标准⑴工程独立费其它直接费按直接费的0.5%计取。现场经费建筑工程按直接费的5%计取，安装工程按人工费的50%计取。间接费建筑工程按直接费的4%计取，安装工程按人工费的80%计取。计划利润建筑工程按直接工程费和间接费之和的4%计取，安装工程按人工费的65%计取。税金按直接工程费、间接费和计划利润之和的3.22%计取。⑵工程建设其它费用只计取建设单位管理费、生产准备费、勘测设计费和其它费用，根据工程实际，预计共需8万元。⑶预备费只计取基本预备费，按5%算。价差预备费，由于电站建设期只需半年，因此此项费用不多，在此不另行计取。⑷建设期贷款利息由于建设资金全部是自有资金，不需银行贷款。因此，此项费用不发生。二、工程主要材料单价表经二道运输后单价240280砂注：材料二道运输增加费按每百斤2元算。三、混凝土、砂浆配合比150#混凝土：土级配粒径275#砂浆：砂浆标号水泥标号水泥（kg）75425305四、单价汇总表1、分部分项工程单价汇总表2、安装工程单价汇总表台吨台项吨台台二、概算汇总表1、总概算表单位：万元Ⅰ一二三四五六七Ⅱ一二三ⅢⅣⅤ2、建筑工程概算表工程或费用名称Ⅰ一1m323m34m3二m3吨三1m32m33m34m35m3421.56407227四1m32浆砌石(挡水墙、挡土墙)m33砼浇筑(挡水墙、挡土墙、底板)m3421.56五镇墩及支墩1m32m33m3421.56六m2七123Ⅱ一二三43764四45515五3、机电设备、金属结构设备及安装工程概算表编号名称及规格单位数量合价（元）设备费安装费其中人工费设备费安装费其中人工费合计Ⅰ直接费57712612674324732703869一渠道进水口687681341木闸门扇94757519475752钢闸门吨36002670.7252027073螺杆启闭机台57242023315724202339924拦污栅吨3600671136006714271二压力管道吨3600350858131.9226745三厂房