水车电站扩建改造工程策划建议书.doc

水车电站扩建改造工程策划建议书导读：工程设计证书 1844124-SB湖南省新化县水 车 电 站 扩 建 改 造工 程可 行 性 研 究 报 告新化县水利水电勘测设计院设计单位：湖南省新化县水利水电勘测设计院工程设计证书编号：184412-Sb院长水车图片工程设计证书 1844124-SB湖南省新化县水 车 电 站 扩 建 改 造工 程可 行 性 研 究 报 告新化县水利水电勘测设计院设计单位：湖南省新化县水利水电勘测设计院工程设计证书编号：184412-Sb院长：陈新辉总工程师：袁顶华项 目 负 责 人：主 要 设 计 人 员：龙 湘 电 站 扩 建 改 造 工 程 可 行 性 研 究 报 告目录1 综合说明 . 31.2 工程改造的主要内容 . 4 1.3 工程估算与效益分析 . 5 1.4 国民经济评价 . 5 1.5 配套工程建设的可行性与必要性 . 52 水文 . 82.1 流域概况 . 8 2.2 气象 . 9 2.3 径流 . 9 2.4 洪水 . 133.工程任务和规模 . 173.1 地区社会经济发展状况 . 17 3.2 配套工程建设的可行性与必要性 . 18 3.3 电站设计水头的确定 . 20 3.4 水能计算 . 21 3.5 装机容量选择 . 23 3.6 工程规模 . 234 工程总体布置及主要建筑物 . 244.1 工程等别及标准 . 24 4.2 工程布置及主要建筑物 . 255 水力机械、电工及金属结构 . 285.1 电站基本参数 . 28 5.2 主机设备的选择及主要参数 . 28 5.3 水机附属设备选择 . 30 5.4 电气一次主要设备选择 . 31 5.5 电气二次 . 32 5.6 直流系统 . 34 5.7 厂用电系统 . 356 工程管理 . 366.1 管理机构 . 36 6.2 管理范围 . 367 施工组织设计 . 377.1 施工条件 . 37 7.2 施工导流 . 37 7.3 主体工程施工 . 37 7.4 施工交通及施工总布置 . 38 7.5 施工总进度 . 388 环境影响评价及水土保持 . 398.1 环保状况 . 39 8.2 环境影响预测 . 39 8.3 环境保护措施及环保投资估算 . 401龙 湘 电 站 扩 建 改 造 工 程 可 行 性 研 究 报 告8.4 综合评价与结论 . 40 8.5 工程环境保护 . 40 8.6 环境保护投资 . 449 工程投资估算 . 469. 1 取费标准 . 46 9.2 工程设计投资概算 . 47 9.3 投资主要指标 . 47 9.4 资金筹措 . 48 9.5 具体投资表： . 4810经济评价 . 68101 概述 . 68 10.2 改造资金筹措 . 68 10.3 参数取值说明 . 69 10.4 国民经济初步评价 . 692龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告1 综合说明1.1 水车电站位于新化县水车镇古城村，距县城 53km，在水车古 城河上筑坝拦水，引水 2160m 在古城村建站发电。水车电站由新化县水利水电工程技术人员规划设计，于 1979 年 5 月破土动工，1980 年 8 月建成投产发电。电站大坝控制集雨面积 49km ，引用流量 1.6m /s，设计水头 22m。电站装机 1100KW 及 1 125KW 机组各一台，共 2 台 225KW。电站设计设备年利用小时 2222 小 时，多年平均发电量 58.5 万度。电站投产时即就地并入新化县地方 电网运行，1986 年水车 35 千伏变电站建成投运时，即通过 10 千伏 线路在水车变电站并入地方电网运行至今。电站 1980 年 8 月建成投产时， 共投入资金 42.8 万元,建成大坝、 渠道、前池、压力管道等拦引水工程，建厂房一座，安装水轮发电机 组 2 台共 225KW。大坝为浆砌石坝，坝高 3m，坝顶长 19.5 m，大坝 控制集雨面积 49 平方公里；引水渠长 2160m，矩形断面，大部分未 衬砌，断面不规则，断面尺寸都在 1.51.5m 左右，其中渡槽 2 条计 40m；前池长 14m，宽 5m、深 6m；压力管道为预应力钢筋混凝土管， 由当地的新化县水电预制厂制造，直径 0.8m，管道全长 90m，厂房一 栋，建筑面积 240 平方米。电站建设投产时，属水车公社社办企业，水车镇组建水电公司 后，电站产权属于水车镇水电公司。2008 年 12 月，电站改制使电站新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院32 3龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告成为私有制企业，现在，水车电站是一个有 28 个股东的私有股分制 电站。为了充分利用水资源，发挥电站的经济效益，经水车电站各股东 和有关水电部门的技术人员调查研究分析，决定对电站进行扩建， 本次设计有关资料全部由水车电站提供，我院编制完成水车水 电站扩建改造工程可行性研究报告 。1.2 工程改造的主要内容 为了消除电站设备、设施的隐患，充分利用水车电站的水能资源 和发挥水车电站的工程效益， 对电站的水工建筑物和机电设备进行扩 建改造。工程扩建改造的具体内容分为水工和机电两部分： 水工部分： 拦河坝：大坝坝体加固； 引水渠：原浆砌石渠三面砼加固处理。机电部分： （1）电气部分：将原有 2 台 2125KW 水轮机组、变压器、进 水闸门等进行更新。更换成 1160KW+1250KW 的水轮机组，按 照水能计算成果和农村小水电管理的要求，选择具有效率高、运行性 能好、维护简单方便的新型水轮发电机组和一套技术先进、自动化程 度较高、 能实现现代化管理功能的配电装置和检测、 控制、 操作装置。（2）进水闸、冲砂闸的控制改造，进水闸能实现快速关闭。（3）设置水位自动观测装置。新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院4龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告1.3 工程估算与效益分析 本工程静态总投资 248.53 万元， 动态总投资 285.22 万元， 其中： 建筑工程 110.19 万元，机电设备及安装、金结设备及安装工程 97.91 万元，临时工程 7.76 万元，其它费用 20.83 万元。电站扩建改造完成后，多年平均发电量 177.4 万 kw h，比原来增 加 118.82 万 kw h，年财务收入 64.23 万元，单位投资 6956 元/kw。经过经济分析，该项目的经济内部收益率、财务内部收益率、贷 款偿还年限等指标均满足合理要求。经济评价计算指标如下： 1.4 国民经济评价经计算年财务内部收益率 FIRR=10.5%8% 财务净现值 FNPV=19.25 万元0 投资回收年限 P(t)=8.42 年 1.5 配套工程建设的可行性与必要性 1.5.1 配套工程建设的可行性 一、扩建改造积极性高。电站事务会扩建改造工程有很高的积极 性，决心抓住这次项目机遇，彻底改善电站的硬件设施差的状况，从 而实现自动化操作。二、配套工程基础较好。水车电站有较好的水利条件，水量有保 证，开发利用新化的水能资源，加强小水电建设，推动农村电气化，新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院5龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告能加快社会主义新农村建设，因此，扩建改造工程具有较好的群众基 础。三、 配套设施潜力大。电费收入是水车电站的主要经济收入来源， 电站的扩建改造完成之后，水车电站每年增加发电收入 35.6 万多元。1.5.2 配套工程建设的必要性 一、扩建改造是改变工程现状的迫切需要：电站修建于上世纪 七十年代末八十年代初，那时正值国家困难时期，社会经济技术非常 落后，工程从设计到建设都存在许多不足，大坝、引水渠和发电厂房 等水工建筑物存在不少缺陷和安全隐患， 限于当时设备制造等及年代 久远的原因，水轮机选型与水头不配套，水轮机标牌出力 125KW， 经过多年的运行老化，单机实际最大出力只有 70kw 左右，尤其是机 电设备运行近 30 多年来，发电机定、转子绝缘强度降低，在春、夏 季节，停机超过 24 小时，定子绝缘电阻值下降到 2M 以下，每次开 机并网需要一段较长的干燥时间，存在安全隐患，效率逐渐下降。原配电装置技术落后，直流电源采用交流整流方式，一旦厂用 电消失，直流电源也随之消失，严重影响了保护装置的可靠性，继电 保护和检测装置都比较原始，速动性、灵敏性、准确性都很低。许多 设备已被淘汰，原型号的机电产品现在无法从市场上采购，两台发电 机组的生产厂家已转行，对机组的零配件更换和维修造成困难。设施和设备存在许多难以处理的缺陷和安全隐患。引水坝坝基 冲刷淘空，溢流面侵蚀严重。发电厂房屋顶盖为木屋架挂小平瓦，许新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院6龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告多平瓦破碎，屋顶漏水严重，而市场再没有生产相同的平瓦，处理漏 水必须整体改造。厂房没有设置行车、检修主机吊装困难。主阀操作 纯手动，不仅劳动强度大，而且启闭时间长。水轮机前、后盖磨损严 重，转轮汽蚀多次焊补破坏了原叶片形状。主轴弯曲变形，轴承运行 温度偏高等。主厂房的噪音大，夏、秋季节厂房内温度高，最高达到 40。C 以上，而在冬季室内温度又很低，加上机组风叶，飞轮转动驱动的冷 风寒风刺骨，运行人员的值班条件非常艰苦。上述问题不仅严重制约着电站效益的发挥， 潜在的安全隐患更是 危及着电站的生存，电站设备的更新改造非常必要。二、电费收入是水车电站的全部经济收入来源，电站的扩建改造 完成之后，水车电站的年发电量将比过去提高 100 多万度，每年增加 发电收入 35.6 万多元。电站的设备焕然一新，为实现现代管理从客 观上具备了物质基础。经济效益的提高，极大地促进单位的发展，进 一步促进灌区的新农村建设。三、扩建改造是新化县农村电气化建设的需要：新化县域的水能 资源丰富，国家鼓励和支持对水能资源的开发和利用。新化的经济社 会非常落后，工业基础相当薄弱，开发利用新化的水能资源，加强小 水电建设，推动农村电气化，早已是新化县委、县政府为摆脱贫困、 实现工业强县战略和小康新化的具体举措。扩建改造后的水车电站必 将为新化县的农村电气化建设做出新的更大贡献。新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院7龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告2 水文2.1 流域概况 我县位于湘中部偏西， 地理坐标北纬 27. 31 28 .14， 东经 110.45 111 . 41。东北至东南与涟源、冷水江市交界，南至西南与新邵、隆 回县为邻；西至西北与淑浦县接壤，北与安化县毗连。资水从南往北 呈 Z 形把全县分东、西两大片，俗有河东、河西之称。我县全境均属资水流域，县内主要由油溪河、大洋江、渠江三个 流域控制。河东油溪河流域为低山丘陵、山岗溶蚀地，区内石灰岩广 布，占全区总面积的 45.26 %，岩溶十分发育，暗河纵横，洼地成串， 溶洞万千，渗漏严重，加之地势较高，地形复杂，河谷深切，岸坡陡 峻，田高水低。大洋江流域为低山、丘岗地，控制中和南部。流域内 主要分布有砂岩、页岩和石灰岩，高差变化大，海拔高程在 160 1622m 之间。其流域上游主要以中山为主， 森林覆盖较好， 降雨充足； 下游以灰岩为主溶蚀地貌，植被条件差。水车电站位于云溪河上水车镇古城村，距新化县城 53 公里，控 制集雨面积 49 平方公里，坝址以上干流长 15.2 公里，流域地形为高 山狭谷，植被良好，干流平均坡降 15。上世纪八十年代至现在，为了开发利用云溪河的水能资源，水车 电站上游开发了七节洞、 龙湘、 龙湘三级等电站， 下游开发了双江口、 炉观坝等电站。新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院8龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告2.2 气象 1、气温： 多年平均气温为 16.8。极端最高气温 40.1，出现在 1971 年 7 月 26 日，极端最低气温为-10.7，出现在 1977 年元月 30 日。高 温一般出现在 7 8 月，低温一般出现在 1 2 月。2、蒸发： 实测最大年蒸发量为 1678.9mm， （新化站蒸发器口径为 20mm） 出现在 1963 年；最小年蒸发量为 1082.4mm，出现有 1989 年；多年 平均蒸发量为 1423.9mm。3、风速：最大风速实测为 28m/s，出现在 1980 年 7 月 22 日。4、降雨：流域内降水以各测站多年算术平均值为 1673.2mm。实 测日最大降水量 162.3mm。出现在 1971 年 6 月 21 日。2.3 径流 新化县所有河流均为资水水系，在本县境内直接汇入资水的集 雨面积为 3097 平方公里；通过渠江从溆浦、安化二县汇入资水的集 雨面积为 521 平方公里。水文基本资料统计至 2000 年底，水力资源统计资料截止时间为 2001 年底。本流域无实测的长系列水文资料，但在其下游 18km 的金 滩水文站是云溪河一个实测资料较长的水文站，1962 年 5 月设站， 1983 年撤消。由于在其上游修建了半山水库和 43 处小一、 二型水库， 4798 座山塘，水文站的一致性遭到了破坏。因此，金滩水文站不宜新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院9龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告选作参证站，炉观磨石湾水文站 1960 年设站，仅观测了两年就撤消 了，也不宜选为参证站。与之相近的有有渠江流域的杨德溪水文站，杨德溪水文站，在 流域内上游设有水车、双林二个雨量站。在流域内下游设有岩山湾、 止波塘、报木、土坪四个雨量站。在流域附近有新化气象站的降水、 蒸发等气象资料。杨德溪水文站集雨面积 568 平方公里，1959 年设 站至 2000 年，积累了 41 年的降雨、径流、洪水等资料。渠江流域多 年平均流量为 18.2 m3S。杨德溪水文站多年平均流量、水位、降雨量与时间关系图”见 图。降雨量 流量（方/ （毫米） 秒）2501000200 800150 600100 400 50 200 0 0水位 （米） 172 171 170 169 168时间（月） 0 1 2 3 4 5 6 12 7 8 9 10 11图 2 1 渠江扬德溪水文站多年平均流量、水位、降雨量与时间关系图而渠江杨德溪水文流域属山区、尤其中、上游是高山区，境内 农田稀少，森林茂密，雨量充沛，可知渠江流域单位集雨面积的径流新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院10龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告量在新化县境内应是最大的。鉴于渠江流域人类活动影响小，水文变 化的代表性较好，故选用杨德溪水文站作为主要 参证站。渠江流域 水力资源复查的水文气象、径流系列资料，直接采用杨德溪水文站的 基本资料，按各验证站集雨面积比换算。借近本流域的渠江流域溆浦两江口乡境内的杨德溪水文站， 杨德 溪水文站控制集雨面积 568 平方公里，1959 年设站至 1998 年，积累 了 40 年的降雨，径流、洪水等长系列实测资料。杨德溪水文站位于 本流域西部的渠江流域，尽管杨德溪站不在本流域内，但相隔很近， 降水气候条件以及水文地质、地形及植被情况均基本相同，两站控制 面积也基本相近，可以选用杨德溪水文站作为参证站。据杨德溪水文站 1959 年 4 月至 1998 年 3 月平均流量频率统计， 多年平均流量 18.1 m3/s，离差系数 Cv=0.186，取 Cv=2.0。选用皮尔 逊型线，Cs=2Cv，点绘年平均流量频率曲线。结果理论点与实测 点配合较好， 符合计算要求。年平均流量频率为 10%、 50%和 90%时， 相应的年平均流量分别为 25.1 m3/s、18.2 m3/s、13.0 m3/s。水车电站的径流依据杨德溪的径流用集雨面积比加以推求， 再考 虑两流域的产流条件加以修正。其计算公式为：Q 水F 水/F 杨Q杨m3/s。m3/s km2。式中：Q 水：水车电站坝址径流量 Q 杨：杨德溪站径流量F 水：水车电站坝址控制集雨面积F 杨：杨德溪站控制集雨面积 km2。新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院11龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告 ：因产流不同的径流修正系数。杨德溪和云溪河的自然地理、地质和植被等条件基本相近，据云 溪河上游的水车站、双林站雨站的多年平均降雨量为 1698.8mm，而 杨德溪站的多年平均降水量为 1600.2mm，云溪河多年平均降雨量是 杨德溪的多年平均降水量的 1.06 倍，故水车电站较杨德溪站的径流 修正系数 取 1.06。则水车电站的多年平均流量为： Q 水=49/56818.11.06=1.6 m3/s 此数据与与原设计平均年径流数据完全吻合。根据水车、双林、止波塘、报木、下团、半山六个测站 1959 年 至 1998 年 40 年实测降水资料，计算杨德溪流域面雨量 H 年 =1600.2mm，多年平均径流系数为 0.608。径流年内分配，采用典型 年法确定径流年内分配。按照水文水利计算的要求，选用丰水年、平 水年和枯水年，从杨德溪实测径流资料中选用。2001 年 11 月至 2002 年 10 月为丰水年，年径流频率接近 10%，年平均流量为 25.1 m3/s， 洪峰高，洪量大，汛期明显而集中；1967 年 11 月至 1968 年 10 月为 平水年，年径流频率接近 50%，年平均流量为 18.2 m3/s，径流年内分 配接近多年平均情况，年降水量也接近多年平均值；1991 年 11 月至 1992 年 10 月为枯水年，年径流频率接近 90%，年平均流量为 13.0 m3/s，年降水量的频率都接近 90%，且 7 月至 8 月的来水量仅占全年 的 12.8%，具有明显的枯水期。三年平均流量为 18.77 m3/s，与多年 平均流量 18.1 m3/s 基本相等。新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院12龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告水车电站各种典型年的径流年内分配如表 2-3-1、表 2-3-2、表 2-3-3： 2.4 洪水 水电站装机容量为 410kW，根据水利水电工程等级划分及洪水 标准的规定，工程等别为 等工程，属小1型，主要建筑物级别 为 5 级，次要建筑物为 5 级。引水渠工程属小(二)型工程， 主要建筑物为五级， 次要建筑物为五 级，按规范要求水电站设计洪水标准 20 年一遇，校核洪水标准 50 年一 遇。本工程属小型引水式电站、低坝挡水，拦河坝对洪水的调节作用甚 微，因此，对洪量和洪水过程可以不予考虑计算，本次不再复核洪水。表 2-3-1水车电站丰水年（P=10%）径流年内分配表2001.112002.10新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院13龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告月旬旬平均流量 （m /s）3月平均流量 （m /s）3月旬旬平均流量 （m /s）3月平均流量 （m /s）3上 11 中 下 上 12 中 下 上 1 中 下 上 2 中 下 上 3 中 下 上 4 中 下0.19 0.73 0.14 0.21 0.17 0.23 0.21 0.24 0.21 0.24 1.25 0.47 0.28 0.23 0.18 0.48 1.28 2.82 1.53 10 0.23 9 0.65 8 0.22 7 0.20 6 0.35 5上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下4.33 1.68 1.07 1.09 0.75 3.64 3.71 2.92 0.28 0.24 0.67 0.84 0.28 0.22 0.68 0.13 0.14 0.13 0.14 0.39 0.59 2.30 1.83 2.36表 2-3-2月 旬水车电站平水年（P=50%）径流年内分配表 1967.111968.10旬平均流量 月平均流量 月 旬 旬平均流量 月平均流量新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院14龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告（m /s） 上 11 中 下 上 12 中 下 上 1 中 下 上 2 中 下 上 3 中 下 上 4 中 下 0.16 0.22 0.19 0.17 0.15 0.14 0.14 0.14 0.33 0.40 0.15 0.21 0.22 0.83 3.34 1.14 2.31 0.66 1.37 10 1.46 9 0.25 8 0.20 7 0.15 6 0.19 53（m /s） 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下3（m /s） 1.34 1.22 1.19 0.76 0.76 1.37 1.34 0.95 0.21 0.36 0.81 1.13 0.19 0.76 0.20 0.13 0.13 0.173（m /s）31.250.960.830.770.380.14表 2-3-3水车电站枯水年（P=90%）径流年内分配表 1962.111963.10新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院15龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告旬平均流量 （m /s）3月旬月平均流量 （m /s）3月旬旬平均流量 （m /s）3月平均流量 （m /s）3上0.19 5上1.1811中0.17中1.71下0.180.18下1.641.51上0.17 6上0.5712中0.16中0.42下0.140.16下0.160.38上0.15 7上0.141中0.13中0.13下0.180.15下0.360.21上0.18 8上0.792中0.18中0.20下0.210.19下0.130.37上0.20 9上0.123中0.22中0.12下0.450.29下0.150.14上0.58 10上0.174中1.23中0.21下2.901.57下0.190.14新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院16龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告3.工程任务和规模3.1 地区社会经济发展状况 新化县是全省人口众多的农业大县之一，是国家扶贫重点开发 县、革命老区县、柘溪水淹库区县，也是全国第三批农村水电初级电 气化县和全国“十一五”农村电气化县。新化县曾经是国家电网、地方 电网并存供电的县，为了顺利完成第三批农电网改造，2007 年元月， 新化县人民政府与娄底市电力局签订了地方电网由国家电网代管的 协议，国家电网正式对地方电网实行了兼并。新化县是一个经济欠发达地区，工业基础较差。2006 年，全县 国民生产总值为 71.76 万元，其中农业总产值为 25.72 亿元，工业总 产值为 17.8 亿元，全县粮食总产 46.19 万吨，农村人平纯收 1289.4 元。新化县水力资源丰富，全县集雨面积在 10 平方公里以上，支流 长度在 5 公里以上的河流共有 94 条，水能蕴藏量 21.8637 万 kw，技 术开发量 9.2285 万 kw，可发电量 3.9359 亿 kwh，经济可开发量为 6.1585 万 kw，可发电量 2.6444 亿 kwh；现已开发 5.375 万 kw，共装 机 56 处 81 台，年发电量 2.18 亿 kwh。新 化 县 水 利 水 电 勘 测 设 计 院17龙 湘 电 站 扩 建 工 程 可 行 性 研 究 报 告3.2 配套工程建设的可行性与必要性 3.2.1 配套工程建设的可行性 一、扩建改造积极性高。电站事务会扩建改造工程有很高的积极 性，决心抓住这次项目机遇，彻底改善电站的硬件设施差的状况，从 而实现自动化操作。二、配套工程基础较好。水车电站有较好的水利条件，水量有保 证，开发利用新化的