電站增效擴容改造工程設(shè)計報告

市營山縣門坎石電站增效擴容改造工程設(shè)計報告

四川南充水利電力建筑勘察設(shè)計研究院
二零一二年三月

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目　錄

1　綜合說明　
1.1 設(shè)計依據(jù)
1.　財政部《關(guān)于印發(fā)〈農(nóng)村水電增效擴容改造財政補助資金管理暫行辦法〉的通知》（財建[2011]504號）
2.　水利部《關(guān)于印發(fā)農(nóng)村水電增效擴容改造項目建設(shè)管理指導(dǎo)意見的通知》（水電[2011]441號）
3.　水利部《關(guān)于印發(fā)農(nóng)村水電增效擴容改造項目初步設(shè)計指導(dǎo)意見的通知》（水電[2011]437號）
4.　水利部《關(guān)于印發(fā)農(nóng)村水電增效擴容改造項目機電設(shè)備選用指導(dǎo)意見的通知》（水電[2011]438號）
　
6.《小型水電站初步設(shè)計報告編制規(guī)程》（SL179-2011）
7.《小型水電站技術(shù)改造規(guī)范》（GB/T50700-2011）
1.2 自然、社會、經(jīng)濟概況
1.3　工程現(xiàn)狀及歷年運行情況
1.3.1　工程現(xiàn)狀
門坎石電站地處渠江一級支流一消水河河下游，位于營山縣消水鎮(zhèn)處。營山－消水公路可通電站，距營山縣城40公里，公路暢通，交通方便。門坎石電站屬消水河營山境內(nèi)一級開發(fā)電站，裝機4*200千瓦，立式機組，發(fā)電機端電壓0.4千伏，主變?nèi)萘?*630千伏安，至今運行達30余年。投產(chǎn)以來對營山的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到了較大的促進作用。
1.3.2　工程設(shè)計及竣工
門坎石電站由原南充地區(qū)水利電力建筑勘測設(shè)計院設(shè)計，其設(shè)計引用流量10m3/s，設(shè)計水頭14m，設(shè)計裝機容量4*200kW，多年平均發(fā)電量200萬kWh，實際年發(fā)電量198萬kWh，設(shè)計多年平均設(shè)備年利用小時數(shù)3000h。
1966年消水、太蓬兩個公社合建磨盤灘水電站�？h水電局提出遷建門坎石。1971年3月門坎石電站便正式開工。1979年7月31日完工，1979年7月建成試車，1980年1月正式投產(chǎn)。
1.3.3　工程特性
營山縣門坎石水電站工程特性詳見《營山縣門坎石水電站工程特性表》（表1-1）
營山縣門坎石水電站
表1-1

1.3.4　電站樞紐布置
營山縣門坎石水電站有前池、主廠房、升壓站、防洪墻等主要建筑物。
1.3.5　主廠房


……（新文秘網(wǎng)http://jey722.cn省略1624字，正式會員可完整閱讀）……　
“斜拱壩”，大壩壩長98米，高16米六墩五跨，跨徑為12米。進水口接欄河壩右端，三墩兩孔，頂高6.5米，孔徑1.8米，孔寬1.5米。并設(shè)有扁鋼攔污柵及鋼板工作閘門兩扇，電動絲桿啟閉。
2.1.1.2 引水系統(tǒng)
前池長17.7米，底頂寬均為8米，深7米。豎井為園形結(jié)構(gòu)共4個，每個1.8米，深18米，底倒有直徑1.5米的水平支管鋼板焊接，通入蝸室，向主機供水。 尾水渠前段為暗渠四條，每條長9.5米，寬2米，高2.8米；后段為明渠，長35米，寬8米，高3.5米。四臺機組的尾水至暗渠口匯流入明渠。防洪墻長8米；上寬1.5米，底寬4米；高16.7米，條石漿砌而成。集水井：廠房集水并安有兩套排水設(shè)施。
2.1.1.3 廠房工程
營山縣門坎石水電站的發(fā)電廠房為石木結(jié)構(gòu)園筒形，直徑15米，深22米的半地下式廠房。設(shè)有自然通風窗兩個，每個直徑0.8米。由于建設(shè)年久，墻體的內(nèi)外粉飾層部分脫落，屋頂少量漏水，污染了內(nèi)墻壁；原木制門窗腐爛嚴重，關(guān)合困難，既不美觀，又不安全。本次改造需對屋頂、門窗、欄桿和內(nèi)墻壁進行整修。
2.1.1.4 升壓站工程
營山縣門坎石水電站升壓站存在的主要問題：一是由于運行年限較長，升壓站的設(shè)備陳舊，給運行、維護和管理都帶來一定安全隱患；二是電站的防雷接地設(shè)施陳舊老化，難保障電站的安全運營和運行人員的人生安全；三是電站的上網(wǎng)計量裝置陳舊老化，計量誤差大，影響電站效益的發(fā)揮。
2.1.2 機電設(shè)備
2.1.2.1 水力機械
1、電站概況
營山縣門坎石站建于1971年，1980年1月正式投產(chǎn)。裝機容量為4*200kW，由前池經(jīng)壓力隧洞引水至機組發(fā)電，原設(shè)計利用水頭為　　m，采用立式機組。電站水輪發(fā)電機組銘牌參數(shù)如下：
(1) 水輪機
型號 ZD560-LH-100
設(shè)計水頭 　m 　蝸殼包角 　
額定轉(zhuǎn)速 　　r/min 　飛逸轉(zhuǎn)速 　　r/min
額定出力 　　kw 　尾水管型式 　
水輪機總重 �。� 　吸出高度 　　m
(2) 發(fā)電機：
型號　
額定功率 　　kw 功率因素 0.8
額定電壓 　0.4kv 　額定電流 　A
靜止可控硅 KGZL-2A 永磁機 TY42.3/9-20
(3) 進水閥裝置：
蝴蝶閥直徑 　　ｍｍ 特性數(shù)值 　
公稱壓力 　　1MPａ 使用水頭 ＜67m
操作接力器 　�。恚�
(4) 經(jīng)水文水能專業(yè)復(fù)核，本電站基本參數(shù)如下：
（1）特征參數(shù)：
前池正常高水位 　m
前池最高運行水位 　m
前池發(fā)電限制水位 　m
設(shè)計洪水位（P=2%） 　　m
校核洪水位（P=0.2%） 　　m
（2）正常尾水位：
正常尾水位 　m
（3）特征水頭：
最大水頭 　m
最小水頭 　m
設(shè)計水頭 　m
電站設(shè)計引用流量 　m3/s
（4）發(fā)電效益
裝機容量 　MW
保證出力 　MW
多年平均發(fā)電量 　　萬KW•h
裝機年利用小時數(shù) 　h
（5）電站氣象資料
多年平均氣溫 17.8℃
多年極端最高氣溫 39.9℃
多年極端最低氣溫 -1.0℃
多年平均最大風速 15.0m/s
2、存在的問題
（1）水輪發(fā)電機組
水輪發(fā)電機組存在的問題是：①水輪機選型不合理，大馬拉小車； ②主要電氣設(shè)備與水輪機容量不匹配，限制水電站輸出功率； ③機電設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，效率和自動化程度低，能耗大； ④水輪機通流部件磨蝕嚴重，不能保證安全運行； ⑤設(shè)備或設(shè)施已接近規(guī)定使用年限，老化嚴重，事故率高；⑥機組久修不愈，長期帶病運行，缺陷多。
（2）調(diào)速系統(tǒng)
本電站調(diào)速系統(tǒng)原為CT-40機械調(diào)速器，需改造為微機型調(diào)速器并加裝通訊模塊，以實現(xiàn)后臺監(jiān)控操作。
（3）機組油、水系統(tǒng)
a、油系統(tǒng)
本電站規(guī)模較小，絕緣油系統(tǒng)用油量較少，電站僅設(shè)機組透平油系統(tǒng)即可，本次改造不考慮。
b、供水系統(tǒng)
電站采用自流供水方式為主，在主閥前壓力管道設(shè)置一取水口作為主用供水水源，另在前池設(shè)一取水口作為備用供水水源。兩處水源均用Φ30鋼管引至主廠房經(jīng)濾水器過濾后自流供給機組冷卻用水、消防和站內(nèi)生活用水等。由于運行達30多年，供水管路銹蝕嚴重，設(shè)備老化，且不能滿足機組自動化改造要求。
c、排水系統(tǒng)
正常情況下，電站機組冷卻水排水至下游，當下游水位較高時，排入站內(nèi)集水井。水輪機頂蓋排水亦至集水井。
電站廠房各部滲漏水量不大，故電站采用滲漏排水和檢修排水合為一體的排水方式。集水井上設(shè)置兩臺深井泵，機組正常運行時，一臺工作，一臺備用。機組檢修時，兩臺泵同時投入運行。
經(jīng)過長達30多年的運行，管路、閥門老化銹蝕嚴重，且水泵不能滿足自動控制要求。
（4）水庫與引水系統(tǒng)方面：
①引水工程與機電設(shè)備不配套，發(fā)電能力達不到設(shè)計值；
②河流規(guī)劃水力資源利用不合理，水電站引用流量減少較多；
③上游電站增加，來水量增加；
④攔污柵配置或結(jié)構(gòu)不合理，其水頭損失過大；
⑤引水系統(tǒng)的滲漏損失過大；
⑥主要水工建筑物年久老化，其安全性降低。
（5）電氣部分
a) 發(fā)電機組存在的問題：一是發(fā)電機老化，絕緣等級降低，不時發(fā)生定子接地事故；二是機組運行發(fā)熱較嚴重，致使電機的絕緣等級不斷降低；三是機組勵磁方式落后，靈敏性差，調(diào)節(jié)性能不好，不能減輕運行人員的勞動強度，容易引發(fā)誤操作事故。
b) 電氣一次存在的問題：一是高壓開關(guān)設(shè)備和低壓開關(guān)柜設(shè)備過于陳舊、老化，運行的經(jīng)濟性和可靠性都達不到相關(guān)規(guī)定和要求，二是防雷接地設(shè)施陳舊老化，難保障電站的安全運營和運行人員的人生安全需更換；三是上網(wǎng)計量裝置陳舊老化，計量誤差大。
c) 電氣二次存在的問題：電站常規(guī)監(jiān)控表計和保護裝置陳舊老化，保護拒動誤動時有發(fā)生，可靠性差、安全隱患大、備品備件購買困難，無法實現(xiàn)“無人值班，少人值守”運行模式。
d) 無直流系統(tǒng)，控制電源、操作電源為交流電源，可靠性極差。
e) 其它存在的問題：缺視頻監(jiān)控裝置和調(diào)度通信設(shè)備；無控制室，運行人員長期處于噪聲超標環(huán)境，有損員工身心健康；主機設(shè)備噪音超標過多、廠房內(nèi)溫度過高，對運行、維護和管理都帶來一定安全隱患。
（6）金屬結(jié)構(gòu)
營山縣門坎石水電站的金屬結(jié)構(gòu)主要有攔污柵、閘門、行車等。
a、行車：電站廠房內(nèi)設(shè)置電動行車一臺，供電站安裝和檢修使用，行車跨度12米，啟重15噸，提升高度20米。
其主要數(shù)據(jù)如下：

項目
行車跨度(m)
起升高度(m)
吊車軌道重
(kg／m) 最大起吊重量
(T)
數(shù)據(jù) 12 18 30 15

b、閘門：電站分別設(shè)置進水口閘門；1#、2#、機組工作閘門；尾水檢修閘門；均為2*1 5噸雙吊點啟閉。
進水口工作闡門孔口尺寸寬*高=3米*l.8米，閘門形式：定輪平面鋼閘門橡膠后止水，闡門尺寸寬*高=3.7米*1.85米。
進水室工作閘門，孔口尺寸寬*高=2.4米*1.8米，閘門形式：定輪平面鋼閘門橡膠后止水， 閘門尺寸寬*高=3米*1.85米。
尾水檢修閘門孔口尺寸寬*高=3米*1.8米， 閘門形式，定輪平面鋼閘門，橡膠后止水，閘門尺寸寬*高=3.5米*1.85米。
根據(jù)水工建筑物的布置以及尺寸，進水口布置了 ……（未完，全文共25356字，當前僅顯示4560字，請閱讀下面提示信息。收藏《電站增效擴容改造工程設(shè)計報告》）