XXX水电站实施方案报告.docVIP

1 设计证书等级：甲 级 证 书 号：甲级 00000015 XXXXXXXXXX 水电站工程水电站工程 实施方案 XXXXX 水利水电规划勘测设计院 二一五年七月 2 目 录 目目 录录 3 1 概述概述.5 2 工程规模工程规模.6 2.1 径流径流6 2.2 下游用水要求下游用水要求8 2.3 径流调节计算径流调节计算12 2.4 特征参数拟定及多年平均运行特性特征参数拟定及多年平均运行特性16 3 水工建筑物水工建筑物.21 3.1 设计依据设计依据21 3.2 发电引水系统发电引水系统21 3.3 发电厂房及开关站发电厂房及开关站22 3.4 土建主要工程量土建主要工程量23 4 水力机械水力机械 .24 4.1 水轮机及其附属设备水轮机及其附属设备24 4.2 辅助机械设备辅助机械设备27 5 电电 气气29 5.1 概况概况29 5.2 电气主接线电气主接线29 5.3 厂用电系统及坝区用电系统厂用电系统及坝区用电系统29 5.4 主要电气设备选择主要电气设备选择 30 5.5 过电压保护与接地过电压保护与接地31 5.6 电气二次电气二次 32 5.7 通信通信 33 6 金属结构金属结构.33 7 施工组织设计施工组织设计.34 7.1 施工导流与水流控制施工导流与水流控制 .34 7.2 施工工厂设施施工工厂设施 35 3 7.3 施工总布置施工总布置36 7.4 施工总进度施工总进度 36 8 设计概算设计概算.38 9 其他设计说明其他设计说明.39 9.1 挪威版可研报告与本实施方案的对比分析挪威版可研报告与本实施方案的对比分析 .39 9.2 厂房的坝后式布置方案厂房的坝后式布置方案 .41 9.3 结论结论 .42 4 1 概述概述 基于 XXX 投资（北京）有限公司与中小型能源发展项目管理委员会于 2014 年 12 月 18 日签署的能源领域长期合作框架协议 ，2015 年 5 月，由中吉清 洁能源投资（北京）有限公司组织了专业考察组到 kirov 水电站项目现场进行 了项目实地考察和调研。 受 XXX 能源投资（北京）有限公司的委托，我院于 2015 年 6 月完成了 kirov 水电站实施方案。 基洛夫坝水库位于塔拉斯州，塔拉斯市西面 50km 处，距哈萨克斯坦塔拉兹 市东南 30km。塔拉斯河流域面积 7964 km2，坝址以上流域面积 5140km2，基洛 夫大坝于 1975 年投入运行，库容 5.5 亿 m3，用于向哈萨克斯坦塔拉兹市热电厂 提供冷却用水和向基洛夫坝下游提供灌溉用水。 本实施方案电站装机容量为 28MW，多年平均发电量 1.149 亿 kW.h，年利用 小时 4104h。装机 3 台（2*12MW+1*4MW） ，电站出线 2 回，一回 110kV，一回 10kV。 本实施方案利用原 4 根灌溉放水管道加装发电引水压力钢管，引至大坝左 岸下游地面厂房处发电。 本实施方案保留了原大坝、溢洪道不变。 本实施方案重新安装 2 台 2.2m 锥型放水阀，保持大坝原泄洪能力不变，确 保大坝安全。本实施方案保留了坝体廊道内放水管闸门及其液压操作系统。 本实施方案发电后的尾水进入原灌溉节制闸前池，满足向哈萨克斯坦塔拉 兹市热电厂提供冷却用水和向基洛夫坝下游提供灌溉用水的功能不变。 本实施方案在保证大坝安全及原有泄洪能力和下游灌溉等用水功能不变的 原则下，按发电要求进行水库调度。 本实施方案的总投资为 1.98 亿人民币（含送出线路投资 390 万元） ，工期 2 年。 本实施方案采用中国技术标准进行设计。 本实施方案采用了在考察时与吉国中小型能源发展项目管理委员会、电力 公司、水利部等机构沟通的技术要求和成果。 5 2 工程规模工程规模 2.1 径流 （1）坝址处历年逐月平均流量 基洛夫水库在夏季（49 月） ，最大需要下泄灌溉流量 20.5m3/s，9 月份库 水位降至最低。在冬季（103 月份）需向哈萨克斯坦的塔拉兹城热电厂供应水， 供水量约 5-7m3/s。因此本次水文年按照 4 月次年 3 月考虑，根据水库运行资 料进行水量平衡计算，坝址处历年逐月平均流量见表 2.1-1。 表表 2.1-1 坝址处历年逐月平均径流坝址处历年逐月平均径流 单位：单位： m3/s 年份年份4 月月5 月月6 月月7 月月8 月月9 月月 10 月月 11 月月 12 月月 1 月月2 月月3 月月 年平年平 均值均值 1984 9.18 7.09 38.6 33.8 33.5 20.1 20.6 28.5 28.3 27.5 26.8 31.3 25.4 1985 13.3 5.79 23.8 29.6 29.3 18.8 20.6 27.5 29.4 25.5 24.7 21.1 22.4 1986 7.79 4.52 26.8 36.1 31.3 18.6 22.7 24.4 30.5 26.7 25.6 22.6 23.1 1987 16.9 15.8 38.7 112 44.7 20.8 42.6 44.9 37.6 31.9 26.6 32.0 38.7 1988 21.8 22.8 78.1 61.9 18.5 18.9 32.5 38.5 36.5 28.2 27.1 29.9 34.6 1989 10.4 7.06 15.8 26.8 28.6 19.4 23.7 37.8 34.5 27.7 26.3 26.5 23.7 1990 10.0 18.0 34.9 26.5 28.4 30.2 31.5 39.2 35.1 29.8 29.2 28.6 28.4 1991 10.6 0.60 40.1 46.4 21.0 18.0 31.0 36.4 35.7 30.6 28.9 25.2 27.0 1992 12.2 9.33 27.8 40.8 24.9 22.7 30.5 39.5 42.3 36.0 33.5 29.7 29.1 1993 25.2 20.8 60.0 41.2 22.3 15.8 37.1 47.8 35.4 38.0 37.4 38.3 34.9 1994 38.6 55.2 60.3 45.0 19.1 15.4 23.4 43.8 42.4 35.5 32.3 32.9 37.0 1995 20.3 9.45 6.56 28.0 21.4 14.5 25.9 36.0 35.3 31.8 31.9 29.5 24.2 1996 18.9 1.34 26.6 39.9 36.8 11.5 18.3 38.7 35.8 32.1 31.7 27.0 26.5 1997 24.0 8.92 12.8 20.3 18.0 9.61 12.4 31.3 41.1 31.3 29.9 28.9 22.4 1998 19.5 3.17 52.2 77.1 54.3 16.1 22.3 40.5 44.1 37.4 37.5 27.2 36.0 1999 19.6 8.89 10.4 80.1 35.8 23.7 23.8 50.0 42.0 34.6 33.4 30.4 32.7 2000 24.6 13.0 1.16 8.62 18.0 13.2 32.9 41.2 36.5 32.0 32.4 33.9 24.0 2001 12.4 1.12 8.41 11.3 23.5 21.6 32.4 43.6 38.2 35.3 31.2 31.6 24.2 2002 35.3 38.9 105 80.6 42.4 19.4 17.8 35.6 42.4 33.8 30.6 30.0 42.6 2003 31.8 29.4 56.2 51.1 15.5 11.3 23.0 44.9 42.9 40.1 36.5 31.3 34.5 2004 35.8 34.1 47.0 26.5 19.2 17.7 28.1 40.6 39.4 34.8 32.0 34.5 32.5 2005 24.0 15.5 58.5 13.1 14.6 16.5 14.2 35.2 46.4 26.8 40.3 30.0 27.9 2006 19.3 9.07 7.18 6.05 8.81 26.2 27.5 37.6 37.2 33.2 29.7 22.7 22.0 2007 21.5 16.5 46.3 26.8 8.33 24.2 18.9 36.2 36.1 33.7 34.5 30.1 27.8 6 2008 16.8 10.5 9.56 4.03 7.87 14.9 16.8 33.9 33.1 41.6 38.9 26.0 21.2 2009 22.7 14.8 60.6 37.3 30.0 35.9 46.6 41.1 40.0 39.4 28.1 37.8 36.2 2010 49.3 31.1 68.0 34.4 28.3 48.5 54.9 43.9 41.2 35.1 34.6 32.2 41.8 2011 38.2 32.9 50.4 20.7 2.07 20.5 38.8 41.3 43.1 37.5 36.6 32.7 32.9 2012 23.6 4.40 8.52 13.2 5.54 18.1 23.6 33.2 34.4 32.8 30.5 29.5 21.4 2013 20.7 5.31 23.0 12.0 8.72 17.3 16.0 38.3 37.9 33.8 30.2 29.8 22.8 2014 13.5 7.03 3.96 2.89 1.11 9.02 15.4 40.7 34.7 29.7 32.5 27.8 18.2 多年多年 平均平均 21.521.5 14.914.9 35.735.7 35.335.3 22.622.6 19.619.6 26.626.6 38.538.5 37.737.7 33.033.0 31.731.7 29.729.7 28.928.9 历年 最大 49.355.210511254.348.554.950.0 46.441.640.338.342.6 历年 最小 7.790.60 1.162.891.119.0212.424.428.325.524.721.118.2 （2）径流特性 本区域径流主要产自冰川雪融水，年内分配比较均匀，多年平均径流年内 分配比例见表 2.1-2。坝址处多年平均径流特性见表 2.1-3。 表表 2.1-2 年内径流分配比例表年内径流分配比例表 月份 四 月 五 月 六月七月 八 月 九 月 十 月 十一十二 一 月 二 月 三 月 年 月平 均流 量 （3/ ） 21.5 14.9 35.7 35.3 22.6 19.6 26.6 38.5 37.7 33.0 31.7 29.7 28.9 比例 （%） 6.20 4.30 10.29 10.18 6.52 5.65 7.67 11.10 10.87 9.52 9.14 8.56 100 表表 2.1-3 坝址处径流特性表坝址处径流特性表 流域面积（km2）多年平均流量（m3/s） 多年平均 径流量（亿 m3） 多年平均径流 深（mm） 径流模数（m3/s/km2） 5140 28.9 9.12 177 0.0056 通过对坝址处多年平均月径流及年内分配进行统计分析，可知流域径流在 年内分配比较均匀，多年平均月径流量最大值出现在 11 月份，占多年平均径流 7 量的 11.1%；多年平均月径流量最小值出现在 5 月份，占多年平均径流量的 4.3%。 按水文年统计的径流系列中，2002 年最大，年平均流量 42.6m3/，相应 年径流量 13.44 亿 m3；2014 年最小，年平均流量仅 18.2m3/，相应年径流量 5.74 亿 m3。丰枯年径流比值为 2.34，可知流域径流年际变化相对较小。 2.2 下游用水要求 2.2.1 水库实际运行情况水库实际运行情况 基洛夫水库的主要供水任务为本国的农业用水和下游哈萨克斯坦塔拉兹市 热电厂冷却用水。 农业用水的主灌溉期为四月到九月，水坝灌溉放水，现状多年平均农用用 水量 1.71 亿 m3，相应多年平均流量 5.40m3/s，历年最大月灌溉用水量 0.55 亿 m3（2008 年 5 月） ，相应流量 20.5m3/s，到九月份水库的水位处于最低水平。 农业用水过程见表 2.2-1。 由于水库库容较大，基洛夫水库下泄给哈萨克斯坦的实际水量远大于塔拉 兹市热电厂的用水需求，多年平均下泄给哈萨克斯坦的水量 6.56 亿 m3，流量 20.7m3/s，其中最大月水量 1.92 亿 m3，流量 71.5m3/s。实际下泄给哈萨克斯坦 的冷却水用水流量过程见表 2.2-2。 2.2.2 下游用水要求下游用水要求 基洛夫水库下游用水要求为满足本国的农业用水和下游哈萨克斯坦塔拉兹 市热电厂冷却用水。本次基洛夫水库增加发电功能后，调度方式将有所优化。 首先现有的农业用水全部满足，其长系列用水过程见表 2.2-1。根据业主 提供的资料，哈萨克斯坦塔拉兹市热电厂冷却用水流量为 57 m3/s，偏安全考 虑，取上限 7 m3/s。 8 表表 2.2-1 农农业业用用水水过过程程 单单位位： ：m3/s 年份123456789101112月平均 19840.224 0.239 0.224 5.17 13.5 16.3 10.5 6.27 4.63 4.07 0.424 0.112 5.13 19850.149 0.207 0.224 3.74 12.5 15.0 10.3 5.34 3.74 2.43 0.386 0.299 4.54 19860.261 0.248 0.224 3.90 11.5 12.0 11.1 13.3 8.41 1.34 0.424 0.261 5.24 19870.224 0.248 0.224 1.50 11.5 12.0 11.1 13.3 8.41 1.34 0.424 0.261 5.04 19880.224 0.239 0.149 4.13 13.5 16.7 17.1 17.0 8.10 3.17 0.270 0.224 6.73 19890.187 0.124 0.112 6.98 12.2 13.3 9.8 5.49 3.55 2.17 0.270 0.224 4.53 19900.224 0.248 0.224 4.09 11.7 14.2 13.8 10.7 6.17 2.95 0.270 0.224 5.41 19910.224 0.248 0.224 5.83 14.3 13.5 14.6 11.8 6.06 3.25 0.270 0.224 5.88 19920.224 0.239 0.224 4.71 14.1 13.0 15.2 11.4 7.72 2.61 0.347 0.224 5.83 19930.224 0.248 0.224 3.74 14.2 13.3 14.0 13.3 12.9 1.79 0.347 0.336 6.22 19940.336 0.372 0.336 1.50 9.9 19.4 16.5 13.0 9.72 2.65 0.502 0.224 6.21 19950.224 0.248 0.224 3.01 16.2 15.2 11.8 8.77 5.48 1.87 0.270 0.224 5.29 19960.224 0.239 0.224 1.66 15.8 19.4 11.2 12.5 12.6 2.31 0.193 0.187 6.37 19970.299 0.496 0.299 3.94 14.8 15.6 12.2 8.62 7.87 4.93 0.231 0.187 5.79 19980.224 0.248 0.224 1.20 12.1 13.2 12.4 10.6 12.2 3.96 0.231 0.224 5.57 19990.224 0.248 0.224 3.74 10.3 12.0 8.4 10.8 7.91 5.00 0.116 0.112 4.92 20000.112 0.200 1.120 3.74 11.6 11.9 11.6 10.3 6.94 1.87 0.231 0.224 4.99 20010.224 0.248 0.224 3.94 13.8 14.6 10.5 11.8 8.22 1.94 0.347 0.187 5.50 20020.112 0.124 5.04 4.32 7.1 12.2 7.4 6.87 6.21 2.73 0.347 0.336 4.40 20030.336 0.331 0.336 0.58 4.6 9.7 11.9 9.97 7.64 2.95 0.231 0.224 4.07 20040.224 0.239 0.224 1.12 11.0 11.3 9.9 9.71 12.3 2.99 0 0 4.92 20050 0 0 1.93 12.5 14.5 11.5 10.8 8.53 4.03 0.039 0.112 5.33 9 20060.112 0.124 0.299 1.89 14.0 16.2 11.1 6.87 5.75 2.43 0.309 0.149 4.94 20070.112 0.165 0.112 3.32 10.0 15.2 16.3 12.6 7.06 4.89 0.193 0.299 5.86 20080.142 0.347 0.265 7.79 20.5 16.0 10.8 8.26 5.07 3.54 0.258 0.200 6.09 20090.200 0.200 0.048 1.00 13.3 16.7 17.4 15.4 9.20 3.99 0.453 0 6.49 20100 0 0 1.49 14.8 13.5 12.5 9.83 7.04 3.54 0.467 0.388 5.30 20110.400 0.400 0.258 2.74 14.9 13.9 10.9 11.8 6.15 5.03 0.200 0.200 5.57 20120.200 0.200 0 5.28 16.2 13.0 10.0 7.35 3.46 3.65 0.200 0.200 4.98 20130.200 0.200 0 3.39 14.8 11.1 11.9 8.40 4.68 6.36 0.417 0.200 5.13 20140.300 0.300 0.139 2.23 16.9 12.2 13.0 8.62 5.00 2.11 0.400 0.200 5.12 多年平均0.205 0.233 0.376 3.34 13.0 14.1 12.1 10.3 7.38 3.16 0.293 0.209 5.40 历年最大0.400 0.496 5.04 7.79 20.519.4 17.4 17.0 12.9 6.36 0.502 0.388 6.73 历年最小0 0 0 0.579 4.55 9.72 7.36 5.34 3.46 1.34 0 0 4.07 2.2-2 实实际际年年哈哈萨萨克克斯斯坦坦冷冷却却水水用用水水过过程程 单单位位： ：m3/s 年份123456789101112平均 19843.323.953.856.0239.0 61.4 56.0 40.2 15.1 11.4 5.053.3620.7 19854.034.556.6510.9 38.2 49.2 44.2 33.6 15.7 10.1 5.055.3819.0 19865.345.295.0814.7 36.5 48.0 43.8 19.0 10.2 8.5 5.45.0417.2 19875.085.215.539.1827.1 61.9 54.9 50.3 33.3 14.8 18.9 13.3 25.0 19885.65.3523.2 20.8 41.9 59.9 55.9 45.6 30.8 9.8 7.916.0926.1 19897.9527.0 29.6 29.2 53.4 54.9 51.1 44.0 15.1 10.6 6.45.3427.9 19903.813.845.71 13.8 32.5 52.1 47.5 40.9 34.5 11.8 6.916.0121.6 19915.759.7112.1 13.5 38.1 39.7 44.6 42.2 25.9 10.9 7.457.2821.5 19926.126.035.8616.0 32.0 42.7 49.9 41.0 25.5 10.2 6.715.0420.6 19935.044.924.8910.5 17.1 39.7 58.2 43.0 22.3 8.6 6.7114.8 19.7 10 199415.1 7.322.993.013.0 61.2 58.7 48.7 22.0 13.4 11.36.1221.1 19954.413.222.9911.1 49.2 41.9 49.6 41.5 19.8 6.9 7.834.4820.3 19962.913.112.918.0241.5 51.3 51.7 44.1 21.4 6.5 4.322.820.0 19972.762.362.437.143.7 45.8 50.0 33.2 9.8 5.7 3.92.0917.4 19981.832.271.97.2132.9 39.9 46.8 41.4 34.5 44.8 21.1 6.4223.4 19991.871.862.735.435.4 51.2 38.0 44.5 22.6 6.5 4.173.7318.2 20003.70 3.833.9621.5 51.8 48.7 37.9 27.0 11.5 2.6 1.772.0518.0 20012.462.982.87.4548.8 47.2 37.8 30.1 20.3 9.7 2.122.0917.8 20022.431.322.23.1622.1 43.3 47.9 47.9 38.7 3.4 1.273.3618.1 20033.473.62.584.1721.8 47.7 45.1 37.0 28.1 5.6 3.472.9117.1 20042.762.872.9112.4 40.7 51.4 46.0 38.2 29.7 5.1 5.095.1120.2 20055.265.795.497.0227.3 44.2 46.0 35.2 21.5 14.0 4.984.3718.4 20063.214.425.046.8334.5 46.5 34.4 25.1 13.7 4.0 3.243.2515.4 20073.293.433.76.9827.6 53.2 62.5 46.6 24.0 4.7 3.243.2920.2 20083.459.725.429.5442.2 55.1 37.8 23.6 10.1 6.9 2.171.917.3 200913132.632.3327.2 49.8 65.3 55.5 24.8 21.1 5.173.5523.6 20102.822.935.8 39.1 47.3 55.5 64.2 71.5 57.2 55.0 2.972.6538.1 20113.78.314.2 39.6 44.6 60.6 62.5 48.3 23.9 8.7 4.511.4 27.5 201213131314.8 44.0 54.3 49.0 19.4 10.5 1.8 22.319.8 20132.52.83.23.531.3 50.4 58.0 31.0 13.1 1.8 2.092.516.9 20142.733.363.3233.8 39.0 40.0 23.3 8.1 2.1 1.62.213.6 多年平均4.796.357.2511.9 35.7 49.9 49.5 39.1 22.4 10.9 5.644.8420.7 历年最大15.1 27.0 35.8 39.6 53.4 61.9 65.3 71.5 57.2 55.0 21.1 14.8 38.1 历年最小1.83 1.32 1.90 2.33 3.02 39.0 34.4 19.0 8.14 1.80 1.27 1.90 13.6 11 2.3 径流调节计算 2.3.1 计算基本资料及条件计算基本资料及条件 （1）径流 基洛夫电站设计径流根据水库运行资料进行水量平衡计算，详见表 2.1- 1，其多年平均流量 28.9m3/s，相应年径流量 9.12 亿 m3。 （2）水库特征曲线 基洛夫水库正常蓄水位 886.50m，相应库容 5.51 亿 m3，原设计水库死水位 833.1m，相应库容 0.04 亿 m3，原设计水库调节库容为 5.47 亿 m3。基洛夫水库 水位面积容积曲线见表 2.3-1。 表表 2.3-1 基洛夫水库水位基洛夫水库水位面积面积容积曲线表容积曲线表 水位（m）面积（km2）库容（亿 m3） 825.00.0000.00 830.00.6140.02 835.01.1570.06 840.01.7870.13 845.02.4830.24 850.03.7050.39 855.05.4810.62 860.08.2930.97 865.011.3721.46 870.014.6712.11 875.018.2292.93 880.021.6863.98 885.025.3065.11 890.029.4016.46 （3）下游渠道尾水位 下游渠道尾水位采用 821.0m。 （4）出力系数和水头损失 按目前的制造水平，电站采用的水轮发电机组效率较高，出力系数采用 12 8.4，水头损失采用 3m。 （5）起始水位 基洛夫水库正常蓄水位 886.5m，原设计死水位 833.1m，主要灌溉季节为 49 月，水库水位一般在 4、5 月初达到最高，9 月底最低。根据基洛夫水库 30 多年实际运行资料统计， 4 月初平均库水位为 881.93m，与溢流表孔堰顶高 程 881.5m 基本相当，为适当留有余地，径流调节计算的起始水位（1984 年 4 月初）拟定为 881.5m。 （6）计算系列 采用 1984 年 4 月2015 年 3 月共 31 年长系列资料，以月为计算时段进行 计算。 2.3.2 径流调节计算径流调节计算 （1）按现状用水过程进行调度 由于水库现状没有电站，其运行调度方式在满足下游用水要求的前提下， 以水库防洪安全为主，因此一般在灌溉末期将库水位降到最低，在来水量较大 的 113 月进行蓄水，减少调度风险。 根据水库现状调度运行方式，利用水库实际下泄水量进行发电，初拟电站 装机容量 30MW，经计算，电站多年平均发电量 1.11 亿 kWh，加权平均水头 53.7m，最大水头 65.5m，最小水头仅 18.8m，由于尽量利用了调节库容，水量 利用率较高，达 99.8%，仅有少量弃水。按该调度方式，电站最大、最小水头 相差较大，低水头时电站运行效率较低，甚至无法运行，为满足下游用水要求， 电站需强迫弃水，因此实际发电量将低于计算电量 1.11 亿 kWh。 根据调查，按水库现状运行方式，在满足农业灌溉用水要求的前提下，下 泄至哈沙克斯坦的水量远超过塔拉兹市热电厂冷却用水要求（7 m3/s） ，尤其是 59 月的主灌溉期，这违背了一般调度规律，但因水库后续来水远大于下游的 用水要求（103 月最小流量均大于冷却用水流量） ，因此不影响其正常运用。 上述调度方式可最大程度降低防洪风险，运行管理简单，其缺点是不利于 发电。由于水库多年平均来水量仅 28.9m3/s，电站平均水头约 55m，从对电能 指标的影响来看，水头所起的作用要高于水量的作用，在满足下游用水需求的 13 前提下适当提高水库运行水位，即便水量利用率有所降低，从发电量的角度考 虑，仍是有利可图的。基于此，本次设计拟对水库调度方式进行适当调整。 （2）调度优化 1）调度优化思路 首先分析满足下游用水需求要求的水库基本调节库容，确定死水位上限， 兼顾现状水库调度习惯，适当考虑防洪风险因素，确定合理的发电死水位。 考虑到水库径流以融雪为主，年际、年内变化相对较小，电站以供给电量 为主，对调峰要求不高，因此电站原则上可以考虑均匀出力，为减少运行调度 难度，本次设计考虑发电流量相对均匀的调度方式。 2）水库满足下游用水需求分析的基本调节库容 按下游实际需要的灌溉用水过程和哈萨克斯坦塔拉兹市热电厂冷却用水 （常年 7m3/s） ，经过供需平衡计算，基洛夫水库仅需调节库容 1.8 亿 m3即可， 远大于水库实际调节库容 5.5 亿 m3，在正常蓄水位 886.5m 不变情况下，死水位 879m 即可满足需要用水要求。 3）径流调节计算原则 电站径流调节计算以满足本国的灌溉用水过程和哈萨克斯坦塔拉兹市热电 厂冷却用水要求为前提，根据下游用水需要的基本调节库容 1.8 亿 m3，对不同 死水位方案设置相应的控制水位（相应库容不少于死库容+1.8 亿 m3） ，当库水 位在该控制水位以上时，电站以固定流量发电，低于该水位时，按下游用水需 求发电，当水库水位达到正常蓄水位 886.5m 时加大出力，直至弃水。经统计， 下游最大月需水流量为 27.5m3/s（农业 20.5 m3/s，冷却水 7.0 m3/s） ，发电固 定流量不宜低于该流量。 4）径流调节计算方案及成果 按上述调度原则，本次拟定了不同的死水位和装机容量方案进行分析计算， 由于发电固定流量不宜低于 27.5 m3/s，与水库多年平均来水量 28.9 m3/s 基本 相当，分析计算时发电固定流量暂按 28.0m3/s 考虑；为分析不同发电固定流量 对电站发电效益的影响，对拟推荐的死水位和装机容量方案，还拟定了一组发 电固定流量进行分析计算。各方案径流调节计算成果见表 2.3-2。 14 表表 2.3-2 基洛夫基洛夫电电站不同方案径流站不同方案径流调节计调节计算成果表算成果表 死水位控制水位 方案 水位(m) 库容 （亿 m3） 水位(m) 库容 （亿 m3） 发电固 定流量 （m3/s) 装机容量 （MW） 平均出力 (MW) 多年平均电量 (亿 kW.h) 加权平均水头 (m) 算术平均水头 （m) 水量利用率 (%) 1834.60.0568681.85282812.681.110 54.953.199.62 28500.3958702.11282812.771.118 55.353.6499.46 38600.9698752.93282813.151.149 56.955.699.45 48702.1118803.98282813.511.18359.158.2899.05 58600.9698752.93282613.071.14456.955.699.13 68600.9698752.93283013.151.15156.955.699.63 78600.9698752.93402812.151.064 51.550.72100 88600.9698752.93502812.031.05450.950.28100 15 2.4 特征参数拟定及多年平均运行特性 2.4.1 电站特征参数拟定电站特征参数拟定 （1）死水位 根据现状放水管布置高程，考虑一定的淹没深度要求后，发电最低死水位 为 834.6m，按下游用水要求，死水位最高为 879m。适当留有余地后，本次初拟 了 834.6m、850m、860m、870m 四个方案进行比较。 表 2.4-1 不同死水位方案径流不同死水位方案径流调节计调节计算成果表算成果表 死水位控制水位 方案 水位(m)库容（亿 m3） 水位 (m) 库容 （亿 m3） 多年平均 电量 (亿 kWh) 加权平 均水头 (m) 算术平均 水头（m) 水量利用 率 (%) 1834.60.05568681.851.11054.953.199.62 28500.3958702.111.118 55.353.6499.46 38600.9698752.931.149 56.955.699.45 48702.1118803.981.18359.158.2899.05 从表 2.4-1 可以看出，由于水头对发电所起的作用要高于水量的作用，因 此死水位越高，发电量越大，但差别不大，死水位每抬高 1 米，电量增加不足 40 万 kWh，仅占多年平均发电量的 0.3%，相对而言，在装机容量不变的情况 下，死水位越高，额定水头越高，相应水轮机转轮直径越小，工程投资会有所 减小，与发电量类似。投资差别也不大。另一方面，死水位越高，控制水位也 越高，由此带来的防洪风险也加大。综合考虑现状调度习惯、防洪风险和发电 效益，本次推荐发电死水位 860m，相应控制水位 875m。 (2)装机容量 本电站对调峰要求不高，以出售电量为主，加之水库来水过程相对比较均 匀，因此装机利用小时数不宜过低，本次按 4000h 左右拟定了 26MW、28MW、30MW 三个装机容量方案进行比较，成果见表 2.4-2。 16 表 2.4-2 不同装机容量方案径流不同装机容量方案径流调节计调节计算成果表算成果表 方案 装机容量 （MW） 多年平均电量 (亿 kW.h) 加权平均水头 (m) 算术平均水头 （m) 水量利用率 (%) 1261.14456.955.699.13 2281.149 56.955.699.45 3301.15156.955.699.63 从表 2.4-2 可以看出，三方案发电效益相差不大，装机 28MW 方案比装机 26MW 方案年发电量增加 50 万 kWh，而装机增加至 30MW 时，年发电量仅增加 20 万 kWh，增加装机容量得到的效益不大，故本次推荐电站装机容量 28MW， 年利用小时数为 4104h。根据下游用水特点，在非灌溉期，下游用水需求仅为 冷却水 7m3/s，建议采用大小机组结合形式，小机组以满足冷却用水为主。 (3)发电固定流量 由径流成果可知，水库多年平均来水流量为 28.9 m3/s，水库来水过程相对 较为均匀，各月平均来水量相差不大，而水库库容相对较大，因此，原则上电 站可按多年平均流量发电，灌溉季节以满足供水要求为原则，由农业用水过程 可知，农业灌溉最大用水流量为 20.5m3/s，加上冷却用水 7 m3/s，合计为 27.5 m3/s，按多年平均流量运行，可同时满足下游用水需求。本次拟定了 28 m3/s、40 m3/s、50 m3/s 三个发电固定流量进行比较，成果见表 2.4-3。 表 2.4-3 不同不同发电发电流量方案径流流量方案径流调节计调节计算成果表算成果表 方案 发电固定流 量（m3/s) 装机容量 （MW） 多年平均电量 (亿 kW.h) 加权平均水 头(m) 算术平均水 头（m) 水量利用率 (%) 128281.149 56.955.699.45 240281.06451.550.72100 350281.05450.950.28100 从表 2.4-3 中可以看出，发电固定流量越小，平均发电水头越高，发电量 越大，因此推荐发电固定流量为 28 m3/s，与坝址多年平均来水量和推荐方案大 机组的额定流量一致。 17 2.4.2 水库调度方式水库调度方式 根据上述分析，基洛夫水库正常蓄水位 886.5m，发电死水位 860m，死库容 0.97 亿 m3，发电调节库容 4.54 亿 m3。当水库水位高于 875m 时，电站按 28m3/s 发电，可以满足下游用水要求，水库水位接近正常蓄水位时加大出力，直至弃 水；当水库水位低于 875m 时，按下游用水要求发电。 2.4.3 多年平均运行特性多年平均运行特性 根据机组选择成果，基洛夫电站总装机容量 28MW，采用 3 台机组，2 台大 机组单机容量 12MW，选用 HLA616-LJ-185 水轮机，配 SF12-20/3600 发电机， 单机额定流量 28m3/s；1 台小机组单机容量 4MW，选用 HLA616-LJ-110 水轮机， 配 SF4000-12/2600 发电机，单机额定流量 9.46m3/s。 经计算，基洛夫电站多年平均年发电量 1.149 亿 kWh，年利用小时数为 4104h。其中 410 月电量 0.66 亿 kWh，占年电量的 57.7%； 11 月次年 3 月电量 0.49 亿 kWh，占年电量的 42.3%。电站最大水头 66m，最小静水头 39m，扣除水头损失后大机组最小水头 38m，小机组 37.3m，加权平均水头 56.9m。水轮机额定水头 50m，额定水头保证率为 91.9%。 水库多年平均运行库水位 879.1m。时段末水位达到正常蓄水位 886.5m 的 运行历时为 71 个月，占全系列总历时的 19.1%；消落至发电死水位 860m 的年 份仅 1 年。 基洛夫电站出力保证率曲线、水头保证率曲线和发电流量保证率曲线见图 2.4-13。 18 图图 2.4-1 基洛夫基洛夫电电站出力保站出力保证证率曲率曲线图线图 图图 2.4-2 基洛夫基洛夫电电站水站水头头保保证证率曲率曲线图线图 19 图图 2.4-3 基洛夫基洛夫电电站站发电发电流量保流量保证证率曲率曲线图线图 20 3 水工建筑物水工建筑物 3.1 设计依据 3.1.1 工程等别及建筑物级别工程等别及建筑物级别 水库正常蓄水位为 886.50m，总库容为 55000 万 m3，本次改造电站总装机 容量为 28MW，最大坝高 84.0m。根据水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000） ，确定本工程等别为等大（2）型工程，大坝及泄水建筑物、 发电引水系统、电站厂房等主要建筑物级别为 2 级，次要建筑物级别为 3 级。 3.1.2 洪水标准洪水标准 本次设计仅为在原放水管后接发电压力钢管的方式，兴建厂房，并延长原 放水管并新安装锥形阀 ，不改变原水库泄流能力。 根据原设计资料，大坝中有两套相同的锥形阀放水管系统，直径 2.2 m， 一套工作，另一套备用。单阀放水流量为 90 m3/s， 每个阀门最低放水 75 m3/s。溢洪道上设有闸门，溢洪道孔口尺寸 9m 宽*6m 高。溢洪道放水流量可以 达到 230m3/s，发生水灾和洪水情况时使用，避免水流溢出大坝。 溢洪道和 2 套放水阀的最大放水量合计为 410 m3/s。 水库洪水标准维持原设计标准不变。 3.2 发电引水系统 根据现场地形条件及已建建筑物布置，设计采用在左岸布置厂房的型式， 发电供水管采用在原放空管后接钢管的方式向厂房供水。 在发电工况时，由于一根在发电工况时，由于一根 2.2m 放水管的经济过流能力为放水管的经济过流能力为 15.2 m m3 3/s/s，一，一 根根 0.4m 放水管的经济过流能力为放水管的经济过流能力为 0.5 m m3 3/s/s，按第二章要求的运行方式：，按第二章要求的运行方式：“当当 水库水位高于水库水位高于 875m 时，电站按时，电站按 28m3/s 发电，水库水位接近正常蓄水位时加大发电，水库水位接近正常蓄水位时加大 出力，直至弃水；当水库水位低于出力，直至弃水；当水库水位低于 875m 时，按下游用水要求发电。时，按下游用水要求发电。 ” ，一根，一根 21 2.2m 放水管满足不了一台放水管满足不了一台 12MW 水轮机的过流量水轮机的过流量 28m3/s 的要求，的要求，2 根根 0.4m 放水管也满足不了一台放水管也满足不了一台 4MW 水轮机的过流量水轮机的过流量 9.46m3/s 的要求，因此，的要求，因此， 需要将需要将 2 根根 2.2m 放水管和放水管和 2 根根 00.4m 放水管全部接入一根放水管全部接入一根 55m 引水主管引水主管 后，才能满足发电需求。这样在后，才能满足发电需求。这样在 1 1 台机、台机、2 2 台机和台机和 3 3 台机运行时，水力损失最台机运行时，水力损失最 小。小。 考虑将现有两根 2.2m 放水管和 2 根 0.4m 放水管全部接入引水主管， 总体布置为在坝后 4 根钢管汇合为一根 DN5000mm 钢管，至厂房处分岔为 3 根钢 管发电的型式，同时为保证大坝行洪能力，将原 2.2m 放水钢管延长后重新安装 两台 2.2m 锥形阀的总体布置方案。 如果能收集到详细的洪水过程资料，可通过复核进一步确定泄洪建筑物如果能收集到详细的洪水过程资料，可通过复核进一步确定泄洪建筑物 （含放水管）的规模。（含放水管）的规模。 3.3 发电厂房及开关站 3.3.1 厂房轴线选择厂房轴线选择 结合引水管管线走向布置及坝后左岸地形，厂房尽可能布置离坝较近处， 可减少水头损失，减少管线砼及金属结构工程量。厂房距大坝的最小距离按原 放水阀放水时的最远射程考虑，以减小放水阀放水时形成的水雾对厂房机电设 备的影响。 根据初步布置，厂房长 48m，宽 28.9m，根据目前描绘地形图看，坝后左 岸侧较宽处仅为 20 余米，厂房纵轴线布置宜顺岸坡，占用现有交通道路布置， 适当后挖左岸后边坡，厂房完工后再修复进厂道路即可。 根据河道流向、地形条件，厂房纵轴线方向基本顺河流向，根据厂房结构 设计，厂房最低建基面为 815.81m，为厂区布置合理美观、尾水渠不过多占用 河道，将厂房尽量向 TALAS 河靠近，尽量靠近大坝下游布置，厂房纵轴线为 78，机组中心距 TALAS 河边约 10m。 22 3.3.2 厂区枢纽布置厂区枢纽布置 kirov 厂址位于大坝下游约 60m 处，为地面厂房，安装 3 台混流式水轮发 电机组，考虑到不同下泄流量及组合，装设 2 台大流量机组和 1 台小流量机组， 以满足不同季节下游各种用水量的需要。大机组单机容量 12MW，小机组单机 容量 4MW，电站总装机容量为 28MW。建筑物主要包括：主、副厂房、安装 间、尾水闸、尾水渠、变电站及进厂公路等。 厂房布置平面上采用主厂房与安装间平行于河流呈“一”字型的布置格局。 安装间布置于主厂房左侧，副厂房布置于主厂房和安装间的背侧（山坡侧） 。变 电站位于安装间侧的左岸进场公路外侧，结合现有地形布置。厂区后边设进厂 道路与外界连通，进厂公路宽 6m，在安装间的右侧接入厂内。因引水管线自坝 后引至厂房进厂，根据弯道最少，线路最短、水流较平顺的原则进行布置，三 台机组进厂管线的岔管、支管、转弯等均利用副厂房下部的基础，因此进厂管 线外包镇墩与厂房布置为一整体。 3.4 土建主要工程量 各建筑物土建主要工程量汇总见表 31。 表 31 水工