桃丰联合水电站增效扩容改造工程技施设计报告书.doc

广东省 饶平县汤溪镇桃丰联合水电站增效扩容改造工程技施设计报告 四会市水利水电勘测设计院2014年1月广东省 饶平县汤溪镇桃丰联合水电站增效扩容改造工程技施设计报告审 定： 李景成审 查： 陈 铭校 核： 黄观良 赖伟明 编 制： 王圆圆 四会市水利水电勘测设计院2014年1月目录一 前言1二 现状分析与评价12.1 现状12.2 综合能效的评价结论5四 施工组织及建设管理104.1 施工组织及建设104.2 工程管理10五 工程量计算清单11六 工程预算11七 施工主要规范11附件：1、 工程量计算清单2、 预算书附图：1、机组安装平面布置图 （TF-1）2、机组安装纵剖面图 （TF-2）3、压力钢管及支、镇墩详图 （TF-3）4、HL150-WJ-42水轮机安装图 （TF-4）5、HL160 -WJ-60水轮机安装图 （TF-5）6、SFW250-6发电机安装图 （TF-6）7、SFW630-8发电机安装图 （TF-7）8、闸门设计图 （TF-8）9、拦污栅大样图 （TF-9）10、电气主接线图 （TF-10）工程特性表项目单位规划或数量备注一、已建成水陂1、集雨面积平方公里16.46前池以上二、水文1、多年平均降雨量mm2043外宫站2、多年平均径流深mm1451发电量反算三、桃丰联合水电站1、毛水头/净水头米54/522、设计流量立米/秒2.3443、装机KW/台880/24、年发电量万kwh200.85、年利用小时小时2282四、钢管1、主管米162内径1.05米五、水机KW/台880/2630+2501、水轮机台22、发电机台2六、升压站1、变压器台2七、施工期1、总工期年12、砼方立方2143、三材（1）钢材吨1.214（2）水泥吨71.75（3）木材立方米0八、预算1、总投资万元222.042、建筑工程万元3.793、机电设备及安装万元123.454、金属结构及安装万元47.245、临时万元4.086、其他万元31.08一 前言本工程技施设计，根据汤溪镇桃丰联合水电站增效扩容改造工程初步设计报告和上级批文（详见内容三）进行。二 现状分析与评价2.1 现状桃丰联合水电站为引水式电站，于1981年建成投产。电站毛水头54 m，净水头52m，设计流量1.64m3/s，装机650kw，设计年发电量183.1万kwh，水轮机HL110-WJ-60和HL110-WJ-50，发电机型号为SFW400-8和SFW250-8，发电机机端出口电压由400v经变压器升至10kv后与县电网接连。电站主要功能原为供电汤溪镇，现已并入电网。电站的发电水源来自庵田水，由桃丰水陂引入。主要建筑物有：、桃丰水陂：位于电站上游3km处，陂长20m，陂高3m，岩石基础，浆砌石结构。、引水渠道：水陂的水经3622m渠道引至压力前池，设计过流量2.5m3/s.渠道底宽1.2m,深1.6m，坡比1:0.3，浆砌石结构，渠道比降1/1000。桃丰联合水电站的其他主要建筑物及设备有：、 压力前池：前池长度10m，宽度4m，最大水深4m。容积160m3，前池设有拦污栅和工作闸门。工作闸门采用平板钢闸门，手工启闭。、 压力钢管：压力钢管为露天式，管直径0.9m，长度162m，设计过流量1.64m3。管内流速2.58m3/s，水头损失2m。、 主厂房：主厂房为钢筋混凝土结构，总面积120m2，主厂房高5m。、 露天升压站：露天升压站一座，面积43m2。、 调速器：水轮机配手动调速器共2台。、 起重设备：5t手动葫芦一台。、 主变压器：主变压器一台，型号为S7-500KVA-10一台和S7-315KVA-10一台。经过近33年的运行，电站存在如下几个主要问题：（1） 机组出力降低电站机组设备是为80年代初期产品，限于当时材料质量差、制造工艺粗糙，使产品质量达不到标准。根据水头流量反算，机组的综合效率在运行初期为72%，后期为28%。具体表现为：关键通流部件气蚀、冲蚀破坏严重由于水轮机己运行几十年，关键通流部件，如转轮、导叶和进口等均发生了较严重的气蚀和冲蚀破坏。一般每两年检修一次，都要对气蚀部位进行补焊，一般时间为2天，由于转轮拆装时非常困难，检修时都是在不拆转轮的条件下进行补焊。由于工作空间非常狭窄，使补焊和打磨非常不便。因此，每次只能修补破坏面的70%，其余30%左右的破坏面无法进行修补。据统计每次水轮机补焊转轮约用焊条O.1kg，平均每年为O.05kg，采用焊条型号为422。由此可见，水电站水轮机的空蚀破坏是非常严重的。水轮机实际运行效率偏低且效率下降速度快的原因综合如下：A、限于当时技术水平和制造工艺(铸造、打磨等)，实测效率只有80%。B、转轮经过多次补焊、打磨，已造成转轮的变形，使水轮机效率下降。发电机故障多由于运行年久，开停机频繁，在温度、磁场、振动等多种因素长期作用下，导致绝缘老化和线圈松动。运行中由于受到大电流的冲击，线圈受到强大的电动力而位移，导致运行中的机组多次发生大噪音，经停机检查，发现转子线圈松动。2006年对机组定子进行直流耐压试验，发现在Vs=2Ve/4分钟漏电流均超过正常值。发电机的绝缘材料是沥青基云母绝缘，设计运行周期年限为20年，现已超过报废年限。与发电机配套的可控硅屏，保护屏和直流屏，进出线屏，近年来也经常发生故障，厂家虽派员前来检查，确定产品已经老化，因原产品都是七、八十年代的产品，现己更新换代，要求全部更新。发电机滑环现己磨损严重，与炭刷架间隙大，无法调整，长期出现跳火现象。调速器近年来，调速器经常发生故障，失控。水轮机厂派员前来检修，因使用年限已久，零件严重磨损，且更换零件部位已经更新换代，只有更新才能解决问题。机组综合效率下降严重，安全隐患多经实测分析机组综合效率己严重下降，运行初期=O.80O.90=O.72，运行后期=O.40O.70=O.28。由上可知，水轮机、发电机和调速器事故频繁，存在许多安全的隐患。(2)电气设备电气设备大部分已老化残旧，并超过使用年限。变压器频繁出现大小事故，经检查多为变压器绝缘老化引起。近年来，机组配电屏线路经常发生故障，导致不能正常供电，因需要更换的电子零配件已经更新换代，目前市场上很难买到，厂家建议，只有更新设备，才能解决问题。lOKV线路残旧老化，已达到报废年限，已提前更新。(3)压力钢管压力钢管全长162m，直径0.90m，经33年运行后，经检查锈蚀层已达到3-4mm，超过了原设计预留的2mm锈蚀层。由于钢管焊接技术低劣，接二连三出现事故，据统计33年来发生钢管大小事故5宗，较大3宗，造成了巨大的损失，既影响生产，并存在安全隐患。(4)机组经多年运行，已经老化严重，水能只利用到可利用的80%，扩容势在必行。2.2 综合能效的评价结论机组原能效为0.72，经33年运行，现实测能效为0.28，能效下降了0.44。如采用新机组，能效可达到0.77以上，比最后三年平均能效0.32，可提高能效0.45。扩容改造后，装机容量由650KW扩至880KW，发电量可达到200.8万kwh，比最后三年平均发电量71.2万kwh增加129.6万kwh，比增1.82。可见效益非常显著，增效扩容改造项目应尽快争取上马。增效扩容的主要内容：、前池厂房土建：机组砼基础部分拆除及浇筑，机组及部分电器设备拆除。前池砼部分拆除及回筑。、管路土建、管道拆除部分砼镇墩及浇筑。、机电设备安装，水轮发电机组及电器设备安装。、钢管制作安装，在工厂预制，现场拼接安装。四 施工组织及建设管理4.1 施工组织及建设本工程施工期为六个月。工程建设实行项目法人责任制、招投标制和建设监理制。电站的改造应按工程建设程序的有关规定要求，办理相关手续后方可动工建设。电站建成后应按有关规定及时组织工程的竣工验收。4.2 工程管理工程建成后仍归饶平县汤溪镇水利所管理，管理单位应严格执行河道生态用水管理规定，满足河道最小生态需水流量的要求。同时应该按花园式厂房要求，搞好周边绿化等工作。施工总进度表工程项目及工序二O一四年3456789101112厂房土建前池管路土建机电电气设备安装钢管制作安装五 工程量计算清单详见（桃丰联合水电站增效扩容改造工程技施设计工程量清单）。六 工程预算详见（桃丰联合水电站增效扩容改造工程技施设计预算书）。七 施工主要规范1水利水电工程施工组织设计规范（SL 303-2004）2水利水电建设工程验收规程 (SL223-1999)3水工金属结构防腐蚀规范 (SL105-2007)4小型水电站施工技术规范 (SL172-96)5水利水电工程施工质量检验与评定规程(SL176-2007)6小型水力发电站自动化设计规定 (SL229-2000)