电站技术改造增容工程可行性研究报告

目 录 第一章、工程概况 .3 一、工程项目背景 . . . .3 二、工程项目建设的必要性 . 4 三、供电需求及负荷、电价预测 .4 四、工程项目建设的任务和规模 . 4 五、机电设备 . 4 六、工程施工组织 . . 5 第二章、水文及水能计算 . . .5 一、水文计算 . . . 5 二、水能计算 .6 第三章、水轮机车的选型及主要机电设备的选择 . 6 第四章、技改工程主要项目 .8 第五章、工程施工 .10 第六章、工程管理 .11 一、工程投资估算表 .11 二、分项工程造价估算 .12 三、工程效益 . . . .15 1 第八章、工程经济效益分析 . . .15 一、基本数据 . . . . .15 二、经济效益指标投资回收年限的计算 .16 2 第一章 工程概况 一、工程项目背景 *电站位于 *县东部，属 *河支流 *河下流，站址座落于*县 *镇与 *镇交界处，地属 *镇步上村 ,距 *城约 29Km，有省道 *至 *公路由此经过，交通方便。 *电站水头 34m，属引水式高水头电站，主要 *河之水发电，电站引水陂上游集雨共计面积43km2，交通便利，施工方便。电站陂头上游的植被条件好，均为全封山林区，雨量充沛，水源稳定。 镇 *亭电站建于上世纪八十年代初，属于 *镇镇办企业 (从2003年 12月 1日起租赁给私营业主 经营 50年 )，装机二台共 410KW，经近 30 年运行，取得了较好的经济效益，为当地经济发展作出了很大的贡献。于 2002 年 3 月 28 日业经 *市经济贸易局和 *县经济贸易局批准立项进行更新挖潜改造。 二、工程项目建设的必要性 *亭电站建于上世纪八十年代初，装机二台共 410KW，已运行近 30 年。由于运行时间较长，且兴建时缺乏技术、缺少水泥等，该电站引水陂、引水圳、前池、厂房等水工建筑物老化损坏严重；而水轮发电机组由于当时条件所限，采用的是乡镇企业生产的，由于工艺较粗糙，现出力效率只有 50 60%，近年来发电量均在 100 万 KWh以内，而刚建成投产时发电量均在 150 万 KWh 以上，且常有多余水量排泄。为保证电站安全运行，充分利用宝贵的水资源，为 *工农业发展提供更多的电能 ,对该电站进行技改是非常必要的。 3 三、供电需求及负荷、电价预测 . *县的主要工业为建材工业，全县现有水泥厂生产能力达 1000万吨。全县年供电量达 3亿 KWh,而全县小水电年发电量仅 1.2亿 kwh, 需大量外购电量才能满足我县工农业生产对用电的需求。 *电站技改增容后，每年可增加发电量 100 多万 kwh, 可为 *经济发展贡献一 份力量。 小水电为国家鼓励发展的可再生能源，当今能源日益紧张，石油、煤炭等不可再生能源日益枯竭，可预测，目前的电价只有上升空间，而没有下跃可能。 四、工程项目建设的任务和规模 1、 *电站技改工程的工程任务是： （ 1）加固改造引水陂、引水圳、压力前池、厂房、尾水渠等水工建筑物； （ 2）更换压力钢管、拦污栅、闸门等； （ 3）更换水轮发电机组等，将水轮发电机组容量由（ 160+250） KW增加到 2 250KW，增加装机容量 90KW。 2、根据水利水电工程等级划分及洪水标准（ SL252-2000）规定，本工 程等级别为等，工程规模为小（ 2）型，主要建筑物及次要建筑物为 5 级。 3、本工程设计按 30 年一遇洪水标准设计。 五、机电设备 由原旧机组更换为： HL220 WJ 42 型水轮机二台和 SFW250 4 6/740 型发电机二台。 六、工程施工组织 本电站位于省道 *至 *公路边，施工、用电极为方便。工程所需的块石、碎石，可在工程附近石场采购，河砂由 *河购取。本工程采用机械化施工，施工总工期为一年。 第二章 水文及水能计算 一、水文计算 1、基本参数： 电站引水陂上游集雨面积为 43Km2。 由 1993 年版广东省水文图集查得： 多年平均径流量为 820mm, 多年平均变差系数 CV 0.43。 2、多年平均径流量及多年平均径流的计算： 多年平均径流量： W 年 0.82 43 106=35260000 m3 多年平均流量： Q 年 W 年 /365 24 3600 1.118 m3/s 3、设计代表年平均径流的计算： 设计代表年分别选取频率 P=20%为设计丰水年， P=50%为设计平水年， P=80%为设计枯水年，取 CS=2CV，查表计算各代表年平均径流，成果见下表。 表一 Kp 及三个代表年流量表 5 二、水能计算 1、设计流量的计算： 取多年平均流量的 2.0 倍作为电站的设计流量，则设计流量： Q 设 1.118 2.0 2.236 m3/s。 2、装机容量的确定 ： 根据净水头 H 净 33m，设计流量 Q 设 2.236 m3/s，计算设计出力为： N 设 7.5 2.236 33 553 kw。 为充分发挥径流电站的作用，根据天然径流的特性，选定该电站的装机容量为： 2 250KW 500kw。 各代表年来水量年内分配以长潭水文站 1958 年至 1984 年共 26年水文资料 为计算依据，选用的 19651966 年为枯水年（ 80%），19811982 年为平水年（ 50%）， 19611962 年为丰水年（ 20%）的月份分配百分数，分别计算各代表年各月径流量：（见表二） 表二 F=43km2各代表年各月径流量表 频率 月份 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 合计 20% 月分配（ %） 9.1 18.6 22.6 6.9 10.1 9.4 4.7 3.5 2.9 2.2 2.7 7.3 100 月平均流量 （ m3/s） 1.57 3.20 3.89 1.19 1.74 1.62 0.81 0.60 0.50 0.38 0.46 1.26 17.21 50% 月分配（ %） 9.2 11.7 17.6 12.1 9.2 13.4 5.8 5.0 3.3 2.6 3.5 6.6 100 6 月平均流量 （ m3/s） 1.20 1.53 2.30 1.58 1.20 1.75 0.76 0.65 0.43 0.34 0.46 0.86 13.08 13.08 80% 月分配（ %） 6.4 20.4 21.3 10.4 12.4 3.4 7.5 5.7 3.2 2.5 2.7 4.1 100 月平均流量 （ m3/s） 0.59 1.9 1.98 0.97 1.15 0.32 0.70 0.53 0.30 0.23 0.25 0.38 9.29 (1)设计流量的选定 由于本电站为迳流电站，为充分利用水资源，拟取设计流量 为多年平均流量的二倍，即 Q 设 1.118 2.0 2.236m3/s。 （ 2）各代表年发电量的计算 *电站集雨面积 F=43km2，实测水头 H=34m，净水头 H 净=33m,选定设计引用流量 Q=2.236 m3/s，考虑水资源时空分配情况和机械设备的综合利用率，取综合系数 A=7.5，故该电站出力 N=7.5Q设 H；电量 E=NT，计算结果列表如下（表三） 各代表年发电量计算表 表三 频率 月份 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 合计 20%(丰水年 ) 流量 (Q) 1.57 3.20 3.89 1.19 1.74 1.62 0.81 0.60 0.50 0.38 0.46 1.26 17.21 出力 (N) 400 500 500 303 430 401 200 149 124 94 114 312 3527 电量 (E) 28.8 36 36 21.8 31 28.9 14.4 10.7 8.9 6.8 8.2 22.5 254 50%(平水年 ) 流量 (Q) 1.20 1.53 2.30 1.58 1.20 1.75 0.76 0.65 0.43 0.34 0.46 0.86 13.08 出力 (N) 297 379 500 391 297 433 188 161 106 91 114 213 3170 电量 (E) 21.4 27.3 36 28.1 21.4 31.1 13.5 11.6 7.7 6.6 8.2 15.3 228.2 80%(枯水年 ) 流量 (Q) 0.59 1.9 1.98 0.97 1.15 0.32 0.70 0.53 0.30 0.23 0.25 0.38 9.29 出力 (N) 146 470 490 240 284 79 173 131 74 57 62 94 2299 电量 (E) 10.5 33.8 35.3 17.3 20.5 5.7 12.5 9.4 5.3 4.1 4.4 6.8 165.5 说明：表三中，流量 Q 单位为 m3/s ；出力 N 单位为 kw；电量E 单位为万 kwh。 7 （ 3）改造后多年平均发电量、年利用小时、保证出力的计算由表三得： E=254+228.2+165.5=647.7 万 kwh 则多年平均发电量： =647.7/3=215.9 万 kwh 多年平均出力： N=215.9 104/365 24=246kw 保证出力由 p=80%查得， N 保 =165.5 104/365 24=189kw 多年平均利用小时 T=215.9 104/500=4318 小时 第三章 水轮机的选型及主要机电设备的选择 根据水头 H=34m，流量 Q=1.1 m3/s，单机最大出力为 250KW，参照水轮机系列使用范围图选定水轮机及其配套机电设备，详见水轮机组主要机电设备选择表。 水轮机组主要机电设备表 结论：所选水轮机机型的适用水头符合设计水头，满负荷流量接近设计流量，因此，所选机型是合理的。 第四章 技改工程主要项目 1、机电部分 将现有 1 250kw+1 160kw 水轮发电机组更换为 2 250kw，相应设备更换清单如下表： 8 *电站机电设备清单 2、土建部分 （ 1）引水陂加固工程 *亭电站引水陂长 25m，高 4m，陂顶宽 2.2m，为浆砌石陂，由于使用时间较长，陂面破损严重，防渗效果不佳，此次维修加固项目包括： C20 砼截水墙、陂前粘土铺盖，维修加固陂身，翼墙加固、C20砼护陂面。引水陂所在地基为坚实岩石地基。 （ 2）圳道改造加固工程 *电站引水圳全长 3400m。现圳道底宽 1.4m，高 1.5m 正常水深 1.2m，边坡 1： 0.1，渠道坡降 i=1/2000,过流量为 1.6 m3/s，扩容改造后需要引水流量为 2.4 m3/s，改造后圳道达到圳底平均宽 1.9m,正常水深 1.3m, 圳高 1.8m，圳墙平均增加 0.3m。由于运行时间较长，且兴 建时缺乏技术、缺少水泥等，渠道水工建筑物老化损坏严重，防渗效果不佳，需全部拆除改造。圳道改造加固采用厚 40cmM7.5 浆砌石衬砌，坡面用 1： 2 水泥砂浆批荡，渠底用厚 10cmC20砼浇筑。 （ 3）前池加固工程 9 前池加固改造工程包括拆除原老化破损墙体、池底，重新用M7.5 浆砌石砌筑墙体，池底先用厚 30cmM7.5 浆砌石砌筑，再用厚15cm C20砼浇筑。 长 13m，宽 4m，高 3.5m。 （ 4）更换压力钢管 该电站有二条压力钢管，直径分别为 700mm、 900mm，长度L=76m，经计算，电站进行扩容后，二条压力 钢管需要直径均为D=900mm，厚度 =8mm,长度 L=76m。原钢管经近 30 年运行，多处出现破裂，需更换。 （ 5）重建管沟步级，沿管道设置 3 座镇墩，支墩每隔 5m 设置一个，支、镇墩均采用 C15砼浇筑。 （ 6）重建发电厂房 发电厂房在原址重建，因此，需先拆除原厂房及机房内水工砼、尾水渠等，新建厂房长 18m,宽 10m，为一层钢筋混凝土框架工业厂房。 （ 7）重建宿舍、管理房 原宿舍、管理房为三合土房，经近 30 年风吹雨打，已破败不堪，不能正常使用。新建宿舍为二层砖混结构，总建筑面积 250m2 。 第五章 工程施工 1、施工条件 本工程离 *约 *km， *至 *镇省道由此经过，陂址、厂址 10 均可通车，交通较方便，工程所需块石、碎石可就地取材，河沙由石窟河、松口沙场提供，施工用电由 *电管所供给，可利用原变压器，施工用水用胶管由山坑引用。渠道、前池所需建材，采用人工肩挑转运，平均运距约 1.5km。 2、施工工期：工程于 2006 年 9 月准备， 10 月中旬动工，争取2007 年 4 月底全面完成 。 3、本工程主要工作量、主要材料用量 本工程主要工作量，土石方开挖 12295 m3,浆砌石 6500 m3, 混凝土 947 m3。 本工程所需主要材料：钢材 32t,钢筋 19t，水泥 934.1t,木材料 25 m3,块石 7670 m3, 碎石 833 m3,河沙 3121 m3。 第六章 工程管理 本工程项目由私营业主出资改造，技改完成后，由私营业主经营管理。工程建设应严格执行基建管理程序，实行项目法人责任制、施工招投标制、建设监理制和合同管理制，确保工程建设质量。 第七章 工程投资估算 一、 工程投资估算表 11 二、分项工程造价估算 1、水陂加固工程造价 编号 工程项目 单位 数量 单价（元） 造价（元） 备注 1 基础土方开挖 立方米 125 15 1875 2 基础石方开挖 立方米 55 35 1925 3 M5浆砌块石 立方米 550 135 74250 4 C20砼 立方米 53 300 15900 12 5 控制闸 台 /套 1 3500 6 抽水排水费 台班 55 65 3575 7 合计 101025 2、引水渠道加固工程造价 3、前池加固工程造价 编号 工程项目 单位 数量 单价（元） 造价（元） 备注 1 平台土方 立方米 250 15 3750 2 平台石方 立方米 25 35 875 3 池底土方 立方米 155 20 3100 4 池底石方 立方米 35 45 1575 5 M5浆砌块石 立方米 350 165 57750 含批挡 6 闸门、拦污栅等 套 1 4000 7 C20砼 立方米 4 250 1000 8 72050 4、压力管道工程造价 13 5、 厂房及尾水工程造价 6、机电设备造价 14 7、配套工程造价 三、工程效益指标 1、多年平均发电量： 215.9 万千瓦时； 2、发电年利用小时： 4318 小时； 3、单位千瓦时投资： 1.23 元 /千瓦时。 第八章 工程经济效益分析 一、基本数据 1、电站总投资： K=265.1 万元 ； 15 2、电站装机容量： N=500kw； 3、设计多年平均发电量： 215.9 万千瓦时 ； 4、单位千瓦投资： 5300 元 /千瓦； 5、单位电能投资： 1.23 元 /千瓦 .时 ； 6、施工期： m=0.5 年； 7、税率： 6%； 8、售电价： S=0.42 元 /千瓦时。 二、经济指标投资回收年限的计算 1、工程总投资 由投资估算表可知， *电站技改工程估算投资人民币265.1 万元，因改造工程施工，电站将因停 止发电损失，按前六年平均电量的半年电量计： 110 万 kw.h/2=55 万 kwh，则损失电费收入： 55 万 kwh 0.42 元 /kwh=23.1 万元。 故计算总投资 I=265.1+23.1=288.2 万元； 2、发电效益： *电站近六年平均发电量仅 110 万 kwh，技术改造后多年平均发电量为 215.9 万 kwh，每年净增发电量 105.9 万 kwh，人员及费用不用增加。 经济分析如下： 工程总投资： 288.2 万元； 自筹资金： 88.2 万元； 争取上级拨款： 200 万元； 年增发电量 :E=105.9 万 kwh 16 售电价（平均） :S=0.42 元 /kwh 固定资产形成率 : =0.9 税收 :6% 电量损失率： =8% （ 1）年增发电收入： B=E.(1- ).S =105.9(1-0.08)0.42 =40.92 万元 （ 2）税收 :F=40.92 6%=2.45 万元 （ 3）固定资产折旧费（按 20 年折完计算） A=1/20. .I=1/20 0.9 288.2=12.97 万元 （ 4）年纯利润 G=B-(A+F)=40.92-(12.97+2.45)=25.5 万元 （ 5）投资回收年限 T=工程造价 /年纯利润 =288.2 0.9/25.5=10.17 年 （ 6）投资回报率 i=净利润 /工程总造价 =25.5/288.20.9=0.098=9.8% 结论 经过上述分析论证，根据 *电站所具有的水力资源、可开发的水能潜力以及对现电站多年发电情况的分析 ,结合*县工业农业对用电需求增长的预测可知，对该电站进行增容技改是可行的。从经济评价分析，扣除折旧费及税收后 ,十年可收回全部投资，经济效益是显著的。综述，对 17 *电站进行增容技改是可行的，符合广东省十大“双优”技术改造工程专题目录第入款“重大节能与资源综合利用工程”第二条资源综合利用电站。 18 呜缉砧舀阔败壕那商寸曹乐墟漫咨悯衡礼籽洲粗咬逸草科沟井库征默叭呈恃廷醛泡援锄苍鸣衬举卜缩疲钉人农蛾傻蠢设尖剖谆汪劲拂变奄沪揣才冉嗽姻悟厅辨宴奴抡颓陡谅冬碴蕊谎烁键稻汪字邓政住宴辙睦咨哺封香唱佃府牡悼过疟杉缘川祥忱冶岳末舱烦应眷硅伊彭胶舅黄只眠