小水电代燃料棋盘石电站可行性研究报告

1、国水电设证乙级第181147 sy号工咨丙 12220070038益阳市赫山区小水电代燃料棋盘石电站项目区可行性研究报告湖南省益阳市水利水电勘测设计研究院二OO八年八月益阳市赫山区小水电代燃料棋盘石电站项目区可行性研究报告益阳市水利水电勘测设计研究院益阳市赫山区小水电代燃料棋盘石电站项目区可行性研究报告益阳市水利水电勘测设计研究院目 录工程特性表综合说明1.1绪言1.2水文1.3工程规模1.4工程布置及主要建筑物1.5水力机械1.6施工1.7工程投资估算1.8经济评价水文2.1流域概况2.2气象2.3径流2.4洪水2.5泥沙工程地质3.1工程位置3.2区域地质3.3工程地质条件3.4天然建筑材

2、料3.5结论工程任务和规模4.1电站改造的必要性与可行性4.2供电范围4.3特征水位选择4.4装机规模工程选址、工程总布置及主要建筑物5.1主要规范及规程5.2基本资料5.3厂址5.4工程布置和主要建筑物形式5.5主要建筑物机电及金属结构6.1机组6.2接入电力系统方式6.3电气主接线6.4主要机电设备选择6.5金属结构6.6消防工程管理7.1管理机构7.2管理办法施工组织设计8.1施工条件8.2施工导流8.3主体工程施工水库淹没处理和工程永久性占地环境影响评价工程投资估算11.1编制说明11.2编制依据11.3基础价格的确定11.4费率及费用计算标准11.5工程总估算表12.经济评价12.1

3、基本情况12.2国民经济评价12.3社会效益评价12.4综合评价附图:1、流域总平面图2、河道纵剖面示意图3、竹荆寺电站总平面布置图4、竹荆寺电站水轮机层平面图、竹荆寺电站电机层平面图5、竹荆寺电站厂房横剖面图6、 竹荆寺电站厂房纵剖面图、1-1、2-2剖面图益阳市赫山区小水电代燃料棋盘石电站项目区可行性研究报告益阳市水利水电勘测设计研究院益阳市赫山区小水电代燃料棋盘石电站项目区可行性研究报告益阳市水利水电勘测设计研究院 工程任务和规模4.1电站建设的必要性益阳市位于湖南省中部偏北的资江中下游， 是环洞庭湖经济区的中心 城市之一，也是全国重要的商品粮基地，随着国民经济的发展和人民生活 水平的不

4、断提高，益阳市赫山区用电近年来出现严重不足，在用电高峰期 只能拉闸限电，电力供需矛盾日渐突出。棋盘石水电站工程项目实施后年发电量可增加 600万度，计算水平年 净增效益18.2万元，随着社会经济的发展，效益逐年递增，对节约能源 以及缓解日益严重的电力紧张，促进赫山经济的飞速发展具有重要意义。 4.2供电范围（1）供电范围本电站拟将电能送入赫山区供电局 10kV配电线路上，主要满足电站 周边的农村生活用电需求。（2）负荷预测益阳市电网目前装机容量为 86.3万kW网电现缺电力12万kW缺 电量5亿kW- h。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，电力电量 缺口将越来越大。4.3特征水位选择本工

5、程为流域梯级开发，为了提高电站的水能利用率，控制好水位充 分利用水能资源，本次各电站特征水位取值如下：特征水位表特征水位洋溪江电站船形山电站北峰山电站竹荆寺电站正常畜水位（m）45.640.636.131.6尾水位（m41.136.632.127.64.4装机规模根据第二章中的水文计算结果，对装机规模和年发电量进行分析计 算，综合考虑到各电站的设计水头Hp在4.04.5m的范围，N的范围在125 200kw,查“ 500kw以下水轮机产品品种图”，其交点为 ZD760- LMJ100区，选择ZD760- LM100型水轮机能满足要求。发电 机选用SF125 （ 160、200） -20/118

6、0，调速器选用TT-300型自动调速器。年发电量计算计算公式：E=0.876KQn式中K出力系数，取8.0Q多年平均流量（m/s）h平均净水头（mK水量利用系数，取0.8根据上面的流量计算成果，求得志溪河流域各级电站年发电量如下：河坝名称积雨面积（km2）年平均 流量（m3/s）设计净水头（m）85%* 水年流量(m3/s)年发电 量（万kwh）所属水系备注洋溪江59211.04.58.1278志溪河船形山69512.94.09.5289志溪河北峰山76014.14.010.4316志溪河竹荆寺86316.04.011.8359志溪河合计2612装机容量的确定计算公式：N二E/h式中：N装机容

7、量(kw)h年利用小时(kw),取4500各级电站装机容量计算成果如下：河坝名 称积雨面 积(km2)年平均 流量(m3/s)设计净 水头(m)85%古水 年流量 (m3/s)年发电 量(万kwh)计算装机容量(kw)装机选择(台 x kw)洋溪江59211.04.58.12786174X 160船形山69512.94.09.52896434X 125北峰山76014.14.010.43167033X 125+1X 160竹荆寺86316.04.011.83597974X 200合计26122475根据各电站具体情况，棋盘石电站总装机容量增加1600kw年平均发量增加600万kwh。本设计根据

8、电站装机容量，输送电压等级及在电力系统的地位作用和 运行方式，统一采用铝母板接线方式，厂用电及近区负荷接在发电机母线工程选址、工程总布置及主要建筑物5.1主要规范及规程水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），防洪标准（GB50201-94，小型水力发电站设计规范（试行）（GBJ71-84）,水电 站厂房设计规范（SL266-2001），水利水电工程动能设计规范（DL/T5015-1996），水电站进水口设计规范（试行）（SD303-88），水 利水电工程施工组织设计规范（试行）（SDJ338-89）等等。5.2基本资料（1）气象多年平均气温：16.9 oC最高极端气温：43.6

9、 oC最低气温：-13.2 oC无霜期：278天（2）砼容量：24kN/m，浆砌石容量：22kN/m，岩石干容量：24kN/mi（3） 抗滑稳定最小安全系数：基本组合时Kc=1.25，特殊组合时Kc=1.10 ；抗倾稳定最小安全系数：基本组合时Ko=1.50 ，特殊组合时Ko=1.40 ；抗浮稳定最小安全系数Kf=1.10。（4）地震依据中国地震动参数区划图（1/400万）GB18306-2001,工程所在 区域的地震烈度小于W度，根据有关规范确定不需做抗震复核计算。5.3坝址及坝型本次棋盘石电站项目设计除竹荆寺电站外仅对各电站原有厂房进行 扩建以及增大机组容量，而竹荆寺电站建设也不影响原挡水

10、建筑物的正常 运行，故本次不需对各电站做坝址及坝型的选择，各电站挡水大坝仍采用 原有挡水坝。5.4总体布置综合考虑地形、地质、水流条件以及各建筑物的特点进行枢纽布置。 考虑原挡水坝处水流特点以及尽量不占用河道行洪断面，竹荆寺水电站厂房布置于大坝左岸下游坡脚，变电场布置于管理用房与厂房之间。5.5主要建筑物根据选定的工程布置方案，确定棋盘石水电站项目工程主要建筑物包 括进水渠道、控制闸、厂房、变电站等。（1）厂房新建竹荆寺与北峰山水电站厂房，其它各电站将原红砖厂房拆除，在 厂房原址重建新厂房，新（重）建过程应考虑好送风及排风系统。（2）变电场新建竹荆寺水电站变电场，对变电场场地进行整平，然后用混

11、凝土硬化，安装一台型号为 S-315KVA/10士 0.5%/0.4的变压器。5.6设计计算5.6.1大坝抗滑稳定及应力计算由于棋盘石水电站项目各挡水坝均已经安全运行多年，实践证明原设计都是安全可靠的，本次设计也没有对其进行改造，因此，各大坝的抗滑 稳定及应力计算不再重述。562水轮机安装高程的计算计算公式：安=Z最低+hs+D/2- /900安-水轮机安装高程Z最低-下游最低水位hs -水轮机吸出高度D -水轮机导叶高下游水位ZD760- LM100型水轮机水头在25m时hs =3m,计算得各电站安装高程如下：电站名称z最低（mhs( mD/2 (m) /900 (m)安（m）洋溪江40.6

12、30.2250.0543.78船形山36.130.2250.0439.28北峰山31.630.2250.0434.79竹荆寺27.130.2250.0330.29机电及金属结构6.1机组本项目考虑更新机组2台，新增机组9台。根据有关样品目录和各电 站相应设计水头、保证出力以及装机容量等参数，本次统一选取11台ZD760-LMJ100 型水轮机。发电机选用 SF125 ( 160、200) -20/1180， 调速器选用TT-300型自动调速器。6.1.1水轮机及其附属设备主要参数水轮机主要参数型号：ZD760- LM100台数：11 台额定水头：4 4.5m额定出力：125200kW额定流量：

13、3.716.25 mVs额定转速：300n/min调速器：选用TT-300型自动调速器，励磁装置采用 TKL型。 6.2接入电力系统方式根据该电站群在电力系统中的地位和作用以及赫山区电网规划布局及发展趋势，结合当地电力系统情况，拟采用 10kV电压等级接入系统。棋盘石电站项目位于益阳市赫山区，除竹荆寺水电站外其余电站已架设有输电线路，可以满足本工程的需要，本次不再另行考虑。竹荆寺电站 离电网10kV配电线路距离约20m也可直接接入。6.3电气主接线电站电气主接线的选择依据业主提供的资料和要求并考虑电站装机 规模等因素确定。考虑电站在电力系统中的地位与作用及电力部门要求，本阶段推荐竹荆寺水电站采

14、用一台 S-315KVA/10士 0.5%/0.4变压器，低压侧(发电机侧) 采用铝母板接线。6.4主要机电设备选择根据业主提供的资料和要求，本次选择的主要机电设备如下：（1）发电机主要参数型号SF125-20/1180，额定功率125kW 共2台；型号SF160-20/1180，额定功率160kW 共5台；型号SF200-20/1180，额定功率200kW 共4台；额定电压0.4kV，额定转速300n/min ；功率因数0.8。（2）主变压器型号：S-315KVA/10士 0.5%/0.4台数：4 台6.5金属结构本工程主要金属结构为各控制闸各设钢闸门一扇（门面尺寸 2.0 X1.4m）,均

15、用10t手电两用螺杆式启闭机启闭。6.6 .消防6.6.1设计依据及设计原则（1）设计依据水利水电工程设计防火规范 SDJ278-90建筑设计防火规范GB16-87（2）设计原则预防为主，防消结合。6.6.2主要生产场所火灾危险性类别及耐火等级棋盘石水电站各电站厂内的电气设备、电线电缆、机械使用的润滑油 脂等均属易燃物，电器开关拉合时会产生火花。根据本枢纽各生产场所内布置的设备和用途，按照水利水电工程设计防火规范SDJ278-90建筑设计防火规范GB16-87等的规定，确定枢纽各主要生产场所的火灾危 险性类别及耐火等级，具体情况见表 7.2-1。主要生产场所火灾危险性类别及耐火等级表 7.2-

16、1序号生产场所名称火灾危险性类别耐火等级备注1厂房及其安装间丁二二2变压器室丙一一一3配电装置室丁二4母线室及母线廊道丁二5屋外主变压器场丙二根据防火要求确定厂房的墙、柱、板等均应使用非燃体材料，各构件 的燃烧性能和耐火极限应满足规范要求。663消防给水、灭火装置及送风排风装置消防给水与水轮机冷却用水合并考虑，采用DBG50-40型离心泵， 室内消防给水主管用 100钢管，单独设置给水泵电源和独立备用电源。室内灭火设施：设置干粉灭火器2个。设置消防栓1个， 10mm 水枪1支、水带1 x 25m作为备用消防设备。电站设有送风及排风系统。厂房运行层采用机械送风与自然排 风方式，检修层采用自然进风

17、、机械排风方式。工程管理7.1管理机构棋盘石电站项目工程建成后直接受益阳市志溪河水利工程管理处直 接管理。另根据有关人员编制规范，拟定一名副主任分管，每处电站设电 站负责人一名，另设运行管理人员 5人，畐I主任不占人员编制，因此本工 程管理部编制职工定员总数为24人：其中管理人员4人，运行人员20人。本工程管理范围包括：各电站枢纽工程区和生产生活区。本工程保护 范围包括：工程保护范围和水源保护范围。工程管理设施包括：工程建筑物及水文观测设施，水源及电力调度通 信设施，生产区永久房屋设施，交通道路等。工程运行管理应严格按照有关规范规程执行，完善运行管理规程、事 故处理规程、安全生产规程，落实安全

18、生产责任制、值班制等。7.2管理办法7.2.1工程建设管理项目严格按基建程序办事，完善项目申报制度。建立健全工程质量保证体系，提高管理水平。切实实行“三制”: 项目法人负责制、招投标制、工程监理制。项目法人充分授权工程监理，使之能独立负责项目的建设工期、 质量、投资控制和现场施工的组织协调。 工程建材、设备采购供应推行“招投标制”。由承包方负责采 购、运输、保管，并参与验收，材料合格证副本提交监理工程师。有效协调监理、设计、施工各方关系：抓好工程各阶段验收及 竣工验收的组织管理。722技术管理（1）坚持技术咨询制度。对涉及工程项目的重大技术问题、工程建 设计划和投资安排等重大问题，及时由项目法

19、人组织进行必要的技术咨询 或通过召开建设单位、监理、施工方会议充分讨论解决。（2）建立技术和质量档案。工程建设过程中所有技术和质量文件、 资料都要建档作为竣工资料保存，以便备查和追索。7.2.3财务管理（1）财务协同计委、财政局具体落实资金年度计划安排及工程中财 务平衡工作，并建立完善的帐册。定期向各有关主管部门上报资金及落实 情况、遇到的困难、原因及解决办法。施工组织设计8.1施工条件棋盘石水电站项目位于资水流域的志溪河支流上，公路交通方便，各 坝址离周边城镇距离均较近。各电站工程区域内地势平坦，场地开阔，便于施工场地的布置。各处 工程处均有面宽3.5m的乡村公路直达，为水泥路面。施工所需设

20、备及材 料均可由陆路运至工地。工程地处亚热带湿润性季风气候，区内气候温和，光热和雨量充沛， 多年平均气温16.9 C。降雨在年内分布不均匀，47月降雨集中，多以 暴雨的形式出现，形成山洪，造成水位上涨；89月为过渡期，103月 为枯水期，降雨稀少，河流水位下降。因此本工程宜选择枯水期施工。施工前做好水泥、砂、卵石、块石料等建筑材料的备料工作，主体工 程主要材料供应：水泥来源于湖南洞庭水泥厂，平均运距12km块石从灰 山港采石厂购买，平均运距 6km砂砾石、钢材均从赫山区城区购买，平 均运距20knr。其它零星材料就近采购，水电就地解决。8.2施工导流8.2.1导流标准根据水利水电工程施工组织设

21、计规范SDJ338-89,本工程导流洪水标准为5年一遇设计。8.2.2导流方式根据工程所在河流的河水涨落规律，本工程施工考虑在枯水季节进 行。厂房施工围堰按所需工作面要求布置。由于棋盘石水电站工程项目施工中对各原挡水坝无影响，洪水采用原溢流段泄洪，无需新建导流建筑。823基坑开挖与排水棋盘石电站项目工程除厂房基础外无其它基坑开挖工程。 因此本工程 基坑排水可只考虑厂房基础施工时的基坑排水， 设计沿厂房基础底面的外 缘开挖基坑排水沟，共采用10台IQ-65-200型水泵排水。8.3主体工程施工（1）土石方开挖基岩开挖可采用手风钻钻孔，浅孔爆破，反铲挖掘机挖装，自卸汽车 运输至弃碴场。（2）砌石工

22、程利用从外地运来的石块，用斗车或拖拉机运送至砌筑工地，人工砌筑。砌石工程施工顺序：砂浆铺设一砌石安装一砌缝填筑一钢钎插捣密实 养护一转入上层砌筑。砌石工程石料要求质地坚硬，砂浆应舱满，砌石 牢固、稳定。（3）砼工程砂浆、砼拌和站布置在施工现场的大坝下坪上， 用斗车运送砼和砂浆， 人工制作模板，人工搭拆脚手架，插入式振捣器振捣，人工洒水养护。厂房基础浇筑：开挖到设计深度后，应进行清基处理，上、下齿槽达 到设计要求，对局部软弱夹层采用沿层掏挖回填砼。经组织检查合格后， 再进行厂房基础施工。底板砼施工时，砼中应加入速凝剂，使砼快速凝固 达到初凝强度，便于上部结构的施工。8.4施工总布置棋盘石电站项目

23、各坝址全部已通公路，且公路不需加固扩宽。砼拌和系统、钢筋加工厂、拌和机、制浆机、水泥仓库、砂卵石堆场 均布置在大坝下游的平地上8.5施工总进度8.5.1施工总进度编制依据贯彻执行国家法令法规和方针政策，满足主管部门和业主对工程建设 的要求；施工程序和施工进度必须以确保工程质量和施工安全为前提，严 格遵守国家和行业的规程规范；在保证质量和安全的前提下，力求缩短工 期，提前发挥效益。对工期影响较大的关键项目，尽量采用先进的施工技 术和高效设备，加大强度、速度，优化施工程序以缩短工期；合理划分筹 建期、准备期、主体工程施工期、完建期，使各阶段紧密衔接、有序进行; 进度安排以机械化施工为主，人工为辅；

24、统筹兼顾，处理好临时工程与永 久工程、施工准备工程与主体工程、土建工程与安装工程、各单项工程之 间及主体工程各工序间的衔接关系。8.5.2施工总进度计划根据本工程特点，各电站施工互不干扰，可以全面铺开同时进行施工， 工程计算总工期6个月，拟于2009年11月动工，至2010年4月底竣工。 8.6主要施工机械设备本工程主要施工机械设备见表 8.6-1。主要施工机械设备汇总表表 8.6-1序号设备名称规格单位数量1自卸汽车5T辆122手扶拖拉机台123挖掘机1mi台44砼搅拌机30.8/0.4m台45砂浆搅拌机台46手持式风钻03-11把87卷扬机5T台48胶轮架子车辆129钢筋加工设施套410单

25、级离心泵20kW台811潜水泵IQ-65-200台10淹没及工程永久性占地9.1淹没9.1.1淹没处理设计标准及范围根据水电工程水库淹没处理规划设计规范DL/T5064-1996、湘水电计字（1989年）第91号关于统一确定低水头径流式电站淹地移民标 准的通知，本电站淹没处理设计标准为：耕地、园地：按2年一遇洪水回水标准；在回水不显著的坝前段则按 正常蓄水位加0.5m超高，接2年一遇洪水回水线。林地：正常蓄水位。人口房屋：农村人口按10年一遇洪水回水线，城镇人口按20年一遇 洪水回水线，在回水不显著的坝前段则按正常蓄水位加 1.0m超高，接10 年一遇洪水回水线。专项设施：按20年一遇洪水回水

26、线，在回水不显著的坝前段则按正 常蓄水位加1.0m超高，接20年一遇洪水回水线。水库回水末端的设计终点位置，按回水水面线不高于同频率天然洪水 水面线0.3m处确定，且水平延伸至与天然水面线相交。根据工程所在地实际情况，本次棋盘石电站项目工程淹没按10年一遇洪水会水线计算。9.1.2调查方法及实物指标本次调查由业主负责，库区淹没实物指标汇总由业主提供。根据业主提供资料，本工程淹没耕地面积20亩，其中水田8亩，旱地12亩；库区内无房屋拆迁及移民安置。但并非本次新增，故不做淹没 补偿投资设计。9.2工程占地棋盘石电站项目程占地如下：竹荆寺水电站新增永久性占地 3亩，施工 临时性占地5亩；洋溪江水电站

27、新增永久性占地1.5亩，施工临时性占地 3亩；船形山水电站新增永久性占地1.2亩，施工临时性占地3亩；北峰 山水电站新增永久性占地1.5亩，施工临时性占地4亩。共计永久性占地 7.2亩（其中水田1亩，旱地1亩，林地3亩，荒地2.2亩），施工临时性占 地15亩（其中水田1.5亩，旱地2.5亩，林地4亩，荒地7亩）。本次设 计按照国家相关标准进行补偿。环境影响评价10.1环境影响评价棋盘石水电站项目建成后，使志溪河流域水能资源得到进一步利用， 提高水能开发力度，达到小水电代薪的目的，并通过其发电效益的发挥， 将促使区域经济的可持续发展。同时随着工程建设资金、物资和技术的大 量投入，为当地社会经济发

28、展、资源开发利用、环境治理、生态建设和经 济建设带来难得的机遇。但工程施工过程中对区域水体水质、空气质量、 声环境将造成一定的不利影响。工程有利影响发生在工程实施后，对周围环境的美化和改善影响较深 远，不利影响发生在工程实施过程中，影响相对较轻。总之，工程本身产 生的有利作用远大于工程不利影响，工程影响利大于弊。10.2环境保护设计本工程环保主要措施如下：（1）施工期间，运输车辆尾气排放对区域空气质量影响较大，因此 运输车辆必须安装尾气净化器，确保车辆尾气达标排放，以保护环境。（2）对于汽车运输产生的交通噪声，主要是通过控制车辆超载、禁 止鸣放高音喇叭和限速等措施加以控制； 同时对高噪声环境下

29、作业的施工 人员，连续工程时间不超过2小时，并配备相应的防噪设施，如耳塞等。（3）浆砌石浇筑工程产生的废水中污染物主要为悬浮物，污染物可 通过雨水进入水体，污染下游水源。因此对污水、废水应采取处理措施。 对施工废水处理，采用明沟集中将废水收集入初级处理池，然后经沉淀泥 沙处理悬浮物。（4）对于施工废弃物如水泥袋、砂浆弃渣、泥浆潭等，撤场时都应 进行处理，能回收利用的纸袋尽可能回收，废弃物应予埋覆。（5）在容易滑坡产生水土流失的堤段，开挖时放缓坡比，削坡减载， 以保证边坡形成自然稳定，在滑坡体和裸露土坡体表面和前缘修筑排水沟 和沉砂池，防止暴雨冲刷坡面产生水土流失，挡墙基础开挖土方尽量用于 墙背

30、回填，减少弃土。12.经济评价12.1基本情况12.1.1电站装机容量和发电量棋盘石电站改造后装机容量扩容1600KV，多年平均增发电量为 600万kwh,本电站为流域梯级开发电站，扣除线损及厂用电量后该电站的上 网电量有效系数取0.9，有效电量为540万kwh.按代燃上网电价0.31元 /kw.h和影子电价计算电站的年增发电量效益为167.4万元。12.1.2实施进度电站拟于2009年11月同时动工，2010年4月底竣工，正常运行按 25年考虑，计算期27年。12.1.3固定资产投资本工程静态投资为1458.0万元。12.2国民经济评价12.2.1费用计算费用包括项目的固定资产投资，流动资金

31、和年运行费。12.2.1.1固定资产投资根据投资估算，按2008年价格水平本工程总投资1458.0万元。12.2.1.2流动资金按工程总投资的1%古算，共计14.58万元，全部 自筹，在机组投产初投入使用，在正常运行期未一次收回。12.2.1.3年运行费年运行费包括职工工资及福利、材料、燃料、动力费、维修费和其它 费用。职工工资及福利二职工人数x年人平工资x( 1+福利率)棋盘石电站(包括供水加压)定员 24人，年人均工资0.85万元，福 利费按工资总额的20%+，该项开支年均合计24.48万元。材料、燃料及动力费取材料、燃料及动力费为工程总投资的0.5%,计7.29万元。维修费取维修费率为工

32、程总投资的1%计14.58万元。其它费用取其它费用为工程总投资的0.5%，计7.29万元。年运行费=24.48+7.29+14.58+7.29=53.64 万元12.2.2效益计算12.2.2.1 发电收入发电收入二上网电量x上网电价电站年增上网电量为540万度，上网电价取0.31元/度，则年增发电 收入为167.4万元。12.2.2.2回收固定资产余值电站综合折旧率取3.3%，则在正常运行期末回收固定资产余值1458x (1-3.3% x 25)=255.15 万元。12.2.3评价采用的基本参数经济计算期棋盘石电站建设期2年，正常运行期25年，计算期27年。社会折现率采用国家规定的12%12.2.4国民经济评价指标(1)计算方法水利建设项目的国民经济评价可根据内部收益率，经济净现值及经济效益费用比等评价指标和评价准则进行。经济内部收益率（EIRF）n （B _C）t（1 EIRR）=0i式中：EIRR-经济内部收益率B年效益（万元）C年费用（万元）n-计算期各年的序号，基准点序号为 0