水利工程論文-梅子水一二級電站增容擴建可行性分析.doc

水利工程論文-梅子水一二級電站增容擴建可行性分析摘要：利川市梅子水電站建設(shè)較早，由于設(shè)計受當時條件限制裝機容量較小，年利用小時較大，棄水較多。因此增容改造可行性分析工作顯得十分必要。根據(jù)電站多年運行參數(shù)、水文資料及財務(wù)經(jīng)濟評價進行分析增容可行性。關(guān)鍵詞：梅子水電站增容擴建可行性一工程概況梅子水是利川市五大水系之一，位于市西北部，為長江三峽段匯入支流石蘆河的主要源頭之一，主流源于利川市南坪鄉(xiāng)，沿東北方向流經(jīng)南坪鄉(xiāng)、柏楊壩鎮(zhèn)、興隆口管理區(qū)，在兩河口（石家咀）出利川進入重慶市境內(nèi)，于云陽故陵鎮(zhèn)匯入長江。干流全長84.4km，流域總面積547.12km2，其中境內(nèi)河段長45.4km，流域面積227.5km2。境內(nèi)河道按地形可劃分為兩段，上段26.1km縱坡平緩，平均縱坡1.1，下段19.3km縱坡陡，自然落差大（即從一級電站大壩開始至重慶市邊界），平均縱坡達3.5%，水力資源豐富，水能理論蘊藏量6.89萬kw，可開發(fā)量2.41萬kw。該流域規(guī)劃按五個梯級開發(fā)，總裝機10臺共13270kw，其中一、二級電站早已建成(裝機容量1570kw)，三級電站(設(shè)計裝機6000kw)已完成初設(shè)階段前期工作。一級電站于1986年建成，已運行15年，該站地處自然落差非常集中的跌水跌馬坎下方，僅引水380m就獲得水頭115m，引用流量1.3m3/s，裝機2500kw。主要水工建筑物為：漿砌石低攔水壩一座，以滿足引渠進水要求，引水部分為全隧洞長380m，渠末設(shè)漿砌石前池一座，前池至廠房敷設(shè)D800壓力鋼管一條長250m。機電部份現(xiàn)狀為：機組為斜擊式，分設(shè)高壓室和中控室，發(fā)電機電壓為400v，采用10kv電壓等級將電力輸送到柏楊鎮(zhèn)35kv變電站，輸送距離9km。該站自建成至今運行正常，上網(wǎng)后年均發(fā)電量600萬kwh，最高達650萬kwh，計入調(diào)度限發(fā)電及設(shè)備非正常檢修等因素，該站年均發(fā)電量可達630萬kwh左右，最高可達680萬kwh，即年利用小時數(shù)在6000-6800h之間。二級電站建于1977年，已運行24年，該站攔水壩緊接一級電站尾水，引渠長0.96Km，渠末設(shè)漿砌石前池一座，前池至廠房敷設(shè)D800壓力鋼管一條長127m，水頭62m，引用流量1.5m3/s，裝混流式機組2臺共570kw（1320+1250）,無副廠房。電力送至一級一并輸出，該站主要由于機組設(shè)備質(zhì)量差，運行一直不正常。存在的問題1、原裝機容量小一、二級電站受開發(fā)時期客觀條件限制，即主要由于資金不足、用電負荷小、小孤網(wǎng)運行等因素制約，致使電站裝機容量未能按充分合理利用水力資源的要求確定，導(dǎo)致裝機容量小，年利用小時數(shù)過高且長時間棄水。2、引用流量小，汛期棄水嚴重一級電站引用流量為1.3m3/s，僅為中水年年均流量3.13m3/s的41%，利用流量顯然小了。自92年上網(wǎng)以來，在年利用小時數(shù)高達6000-7000h的情況下，仍長期棄水，從州水文水資源勘測局提供的豐、平、枯代表年逐日平均流量統(tǒng)計計算，平均每年日均流量大于引用流量出現(xiàn)棄水的時間達203天，多達4872h，充分說明梅子水一、二級電站現(xiàn)有裝機引用流量小，造成了水力資源浪費，具有較大的改、擴建增容潛力。3、機組設(shè)備質(zhì)量差二級電站目前水工部份運行正常，但機組設(shè)備狀況極差，由于建設(shè)時期條件困難，四臺主機分別由四個非正規(guī)廠家制造，質(zhì)量差且不配套，運行一直不正常，目前已嚴重老化，出力不足，處于帶病運行狀態(tài)，兩機組只能達到額定出力的70%-80%，另據(jù)運行統(tǒng)計顯示，機組每年因被迫停機修理多達900-1500小時，而且買不到配件。該站自1992年上市網(wǎng)以來，年均發(fā)電量211萬kwh，僅為設(shè)計值380萬kwh的56%，年利用小時數(shù)僅3700h，主要是設(shè)備質(zhì)量問題所致，加之該站廠房現(xiàn)已十分破舊，因此，該站亟待更新改造。4改造的必要性鑒于上述情況，加之兩站都早已并網(wǎng)運行，尤其上游五座小水庫每年可提供600萬m3調(diào)蓄水量，為電站提供可靠的日調(diào)節(jié)條件，枯水期可集中發(fā)高峰電，該項目實施后，裝機容量約占市網(wǎng)電站裝機的20%，枯水期利用大型日調(diào)節(jié)池發(fā)峰電，在市網(wǎng)上具有較好的調(diào)峰作用。而且按現(xiàn)行規(guī)范上網(wǎng)電站年利用小時過高實際上是水力資源的浪費，因此擬對兩站進行改擴建，實現(xiàn)增容，解決棄水浪費和年利用小時數(shù)過高的問題，將年用小時降到4500h左右,使水力資源得到合理、充分的利用，多發(fā)電、發(fā)峰電，從而獲得更好的經(jīng)濟效益。因此，對梅子水一、二級電站進行擴建改造增容不僅必要，而且十分迫切。二工程自然條件2.1氣象水文2.2.1氣象梅子水流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)性山地氣候，流域內(nèi)歷年平均氣溫12.2，最高+34.9，最低-15.9，無霜期234天，相對濕度在80%-83%之間。峰面雨是降水的主要特征，流域內(nèi)設(shè)有南坪、柏楊兩個雨量站，南坪站位于流域上游，始建于1964年，積累資料37年，柏楊站始建于1958年，積累資料43年。流域內(nèi)多年平均降雨量1400mm，年最大降雨量1835mm，年最小降雨量782.2mm，24h最大降雨量：南坪站212.9mm、柏楊站202.5mm。2.2.2水文委托恩施州水文水資源勘測局作本工程水文分析計算，現(xiàn)將流域特征參數(shù)及計算成果列于下面：1、F=139km2L=26.1kmJ=1.12、設(shè)計年徑流成果表（表1-1）設(shè)計年徑流成果表表1-1年別設(shè)計頻率P年雨量(mm)年徑流深(mm)年平均流量(m3/s)代表年豐水年P(guān)=20%1550.5870.83.841970平水年P(guān)=50%1349.6713.63.161987枯水年P(guān)=80%1115.9543.12.3819922.2.3設(shè)計洪水該工程規(guī)模為小型，按規(guī)范要求取洪水設(shè)計頻率為P設(shè)=5%，經(jīng)計算得設(shè)計洪峰流量為594m3/s。由于壩址上游河道縱坡平緩，尤其是開河口人工河段及節(jié)制閘行洪能力有限，洪水期間導(dǎo)致上游大片農(nóng)田淹沒，形成滯洪庫容從而大大削減了洪峰流量，從1982年7月洪水（p=2%）壩上實測水位計算過壩流量僅為107m3/s，本次設(shè)計過壩洪水流量經(jīng)滯洪調(diào)洪演算Q設(shè)=20