水力发电站增效扩容改造工程初步设计报告（32页）.doc

1、水力发电站增效扩容改造工程初步设计报告书 A243004369湖南省 XX市XXX水力发电站增效扩容改造工程初步设计报告(送审稿)XX市水利水电勘测设计院二一二年七月项目名称:XX市XXX水力发电站增效扩容改造工程审 定:审 查:校 核:编 写:设计人员:目 录设计依据11 综合说明11.1 概述11.2 工程现状及历年运行情况21.2.1 工程现状21.2.2 历年运行情况32 现状分析及改造必要性评价42.1 现状分析42.1.1 水资源问题42.1.2 水工建筑物问题42.1.2.1 引水建筑物42.1.2.2 厂区建筑物问题42.1.3 机电设备问题42.1.3.1 水力机械42.1.

2、3.2 电气部分52.1.3.3 金属结构及其它52.2 增效改造的必要性53 水文分析及水能复核63.1 流域概况63.2 气象73.3 水文基本资料73.4 径流83.4.1 年降水量83.4.2 设计泾流83.4 .3 流量历时曲线123.5 洪水143.5.1 洪水标准及计算原则143.5.2 设计洪水143.6 水能复核计算153.6.1 水头损失计算153.6.2 水电站出力计算163.6.3 求出出力保证率曲线533.7 装机容量选择534 工程地质554.1 地质概述554.1.1 地形地貌554.1.2 地质构造554.1.3 水文地质工程地质特征:554.2 各项工程地质条

3、件的评述564.2.1 电站厂房工程564.2.2压力管道564.2.3 压力前池工程565 改造方案565.1 水工建筑物改造565.1.1 水工建筑物改造设计565.1.2 发电厂房改造设计565.2 机电设备改造575.2.1 机电设备改造依据575.2.2 机电设备改造项目575.2.2.1 水轮发电机及辅助设备575.2.2.2 电气585.2.3 水轮发电机及其辅助设备参数585.2.3.1 电站基本参数585.2.3.2 水轮机型式选择595.2.3.3 水轮发电机组主要参数595.2.3.4 其它辅助设备改造605.2.4 电气工程605.2.4.1 本电站在电网中主接线设计6

4、05.2.4.2 主要电气设备选择615.2.4.3 过电压保护及接地645.2.4.4 电站自动化系统645.2.4.5 继电保护及安全自动装置655.2.4.6 二次接线665.2.4.7 通信675.2.4.8 电气设备布置675.2.4.9 电气工程主要设备675.3 金属结构改造685.4 消防设计685.4.1 工程概况685.4.2 消防总体设计695.4.3 工程消防设计695.5 征地和移民715.6 环境保护设计及水土保持715.6.1 环境保护设计715.6.1.1 环境影响评价715.6.1.2 环境保护设计725.6.2 水土保持756 工程管理766.1 工程管理机

5、构766.2 运行期管理方案766.3 可持续发展措施767 施工组织777.1 施工条件777.2 施工导流787.3 主体工程施工787.4 施工总布置797.5 施工总进度798 劳动安全798.1 火灾危险性分类798.2 工作场所安全措施798.3 防洪防淹措施809 工业卫生8010 设计概算8110.1编制说明8110.1.1 工程概况8110.1.2 主要工程指标:8110.2 编制原则和依据8210.2.1 定额依据8210.2.2 编制办法及费用标准8210.2.3 资金筹措方案8210.3 总概算表8211 经济评价8411.1 概述8411.2 费用与效益估算8511.

6、2.1 发电收入8511.2.2 发电成本8511.3财务分析8611.3.1 发电效益、利润8611.3.2 盈利能力分析8711.4 经济分析8711.4.1 国民经济评价原则、依据和计算方法8711.4.2 效益计算及经济指标8711.5 经济评价结论88设计依据 1 农村水电增效扩容改造项目初步设计指导意见 2 小型水电站技术改造规范(GB/T 50700-2011) 3 小型水电站初步设计报告编制规程(SL179?2011) 4农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见 1 综合说明1.1 概述 XX市XXX水力发电站(简称XXX电站)位于XX茅塘镇沙河村,距茅塘镇政府3km,距县

7、城区35km。坝址位于湘江水系孙水支流沙溪河上游。沙溪河发源于龙山岳坪峰,坝址处控制流域面积10.35km2,坝址以上干流长4.2km,干流坡降115。XXX电站装机三台,共1630kw,属小(2)型水电工程。 XXX电站,由XX市县水电局、XX市龙山林场、茅塘镇沙河村三家建成的国有发电企业。其中,市水电局占55%,龙山林场占25%,沙河村占20%。 XXX电站建成于1986年10月。电站工程包括拦河坝、引水明渠和引水隧洞、压力前池、压力管道、发电厂房及机电设备等。拦河坝系浆砌石重力坝,最大坝高2m,坝轴线长6.0m,坝底高程611.74m,固定坝堰顶高程613.74m,溢洪采用全坝段坝顶溢洪

8、。电站厂房位于沙河村XX组,厂房尺寸为26.8m16 m8m(长宽高),电站现安装3 台冲击式水轮发电机组,最大水头为403.26m,最小水头379.52m,总装机2500 kw+1630kw,近三年平均发电量为395万kWh,电站建设至今创造了较大的经济效益和社会效益,但电站已运行了二十多年,现存在诸多问题。 根据小型水电站技术改造规范(GB/T 50700-2011)和农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见、及相关规程规范,组织编写了XX市XXX水力发电站增效扩容改造工程初步设计报告。 XXX电站进行增效改造的主要内容:包括水轮发电机组、电气一、二次设备改造升级及电站自动化改造,厂房

9、改造,引水建筑物除险加固改造项目。1.2 工程现状及历年运行情况1.2.1 工程现状 工程施工情况 XXX电站于1984年8月动工兴建。由原XX县水利水电局设计,并负责施工放样,由XX县水利水电局、XX县龙山林埸、XX县茅塘镇沙河村共同组建,成立了XXX电站工程建设指挥部,由县水利水电局肖后春同志任指挥长,民工队伍施工,县水电局派工程技术员负责施工指导,高峰期参与人员达150人,最高达180人。 2)拦河坝、隧洞开挖及基础处理。 1 地质条件:坝基岩体以黄灰色砂岩为主,次为灰黑色石灰岩。 2 拦河坝基础开挖均采用人工清理,坝体砌筑为浆砌块石。 (3)隧洞开挖,没有机械设备,全靠手工操作。 4

10、隧洞开挖后进行了防渗处理。 3)施工质量 由民工队伍施工,加上资金困难,胶结材料强度低,地质条件复杂,因此质量难以保证,经过现场检查及对运行资料查阅发现引水建筑物多处塌方漏水。 4)引水建筑物运行大事记 引水渠长2946.7m,其中隧洞7个,共长2245m,压力管长968.3m,隧洞历年发生大事如下: 1 引水建筑物于1984年8月动工,l986年10月电站建成投产两台。于1988年第三台630KW建成投产,总装机1630KW。 2 6#隧洞经过地段,地质条件差,属破碎带,衬砌质量差,经常出问题。 压力管道坡陡,未设置足够的避水设施,洪水对镇礅、支礅直接冲刷,影响管道稳定。 压力管道因温度变化

11、引起伸缩牵动支礅,有14个出现裂缝,已处理。1.2.2 历年运行情况 电站厂房屋面漏水。 2)引水坝至1#隧洞明渠年久失修,于2009年3月,渠道塌方,已经处理好。 3)6#隧洞曾多次出现蹋方。 4)5#隧洞漏水严重,亟待进行防渗处理。 5)前池闸阀锈蚀严重,无法正常使用。 6)水轮机为上世纪80年代产品,效率低下,汽蚀严重,喷嘴口磨损严重,轴瓦温升高,磨损大。 7)发电机转子经常出现接地,经长时间运行,绝缘老化,不能满足安全要求,集流环磨损严重。 8)励磁系统:控制、保护失灵。 由于水轮机转轮为老型谱,效率较低,加上多年运行磨损,原最高年发电量680万kWh,目前实际发电量(三年平均)为39

12、5.0万kWh,比原最高少发电量285.0万kwh,因此,需要更换高效率水轮发电机组。 9)机组附属设备及辅助设备均为上世纪80年代产品,运行不可靠,故障率高,自动化程度低,全靠手动操作。 10)电气一、二次设备均为上世纪80年代产品,故障率高、继电器动作不灵活、电缆绝缘老化严重,全部电气设备不能满足3C要求,且目前已无厂家生产,无法进行维护更新,也不能满足自动化控制的要求。 2 现状分析及改造必要性评价2.1 现状分析2.1.1 水资源问题 因原设计时,水文资料系列不够长,水能计算欠准确,导致投产后水资源浪费较大,后于1988年换装了一台630kw发电机。 本次改造,对水文资料延长至2006

13、年(共43年)进行复核计算。2.1.2 水工建筑物问题2.1.2.1 引水建筑物 电站自运行以来,拦河坝及进水渠、隧洞主要问题如下: 1 基础没有进行严格的防渗处理,渗漏、塌方严重,必须进行清淤、堵漏、防渗处理,确保水量顺利通过。 2 前池出水闸阀锈蚀老化,漏水严重,必须更换新的产品。 3 压力钢管已运行20多年,必须进行大修和除锈涂漆处理。2.1.2.2 厂区建筑物问题 厂区建筑物有厂房和变压器台。机房漏水,必须进行防渗漏处理,确保设备安全运行。2.1.3 机电设备问题2.1.3.1 水力机械 经复核水文计算,电站设计年平均利用小时数可达3399h,而近3年实际平均年利用小时只有2362小时

14、,可提高1037h,可多发电量169.02万kwh,增加43.9%。 XXX电站水轮机(型号为CJ22-W-70/15.5B)存在汽蚀严重、水轮机转轮效率下降、机组设备出力不足、噪声大、轴承温度高、调节性能差等缺陷,通过30年多的运行,设备磨损及老化严重。调速器采用人工控制,运行人员劳动强度大。2.1.3.2 电气部分 发电机为老式高压发电机,经过20多年的运行,效率低,发电机温度较高、噪声大、定、转子线圈污染严重、线圈事故率高、绝缘存在老化现象等;励磁系统整流装置老化,自动控制失灵;主变压器为S7型变压器;电气屏柜为自制老式电气柜,不具备3C要求,均为国家强制淘汰产品;低压断路器老化,保护动

15、作不灵;继电保护为老式继电器装置,保护整定困难,可靠性差;全厂无自动化装置,机组运行、操作基本采用手动。2.1.3.3 金属结构及其它 压力前池出水闸阀为钢闸阀,运行多年,止水部分失效,锈蚀严重,且已老化破损,严重漏水,不能满足正常运行要求。2.2 增效改造的必要性 从XXX电站水资源利用情况和设备运行情况可以看出,XXX电站存在水资源浪费大、工程老化、设备故障率高、效率低,保护简陋、劳动强度大、安全得不到保障、运行成本高、产值低等不良现状。 1)充分利用水力资源,提高设备效率的需要 长期以来由于水轮机处于低效率工况下运行,机组单机出力低,水资源浪费极大,目前500kW水轮发电机组单机最大出力

16、仅370kW,较额定出力低130kW,为额定出力的74%。自投入运行以来到2011年底,近三年平均发电量为395万kW.h,较原设计多年平均发电量560万kW.h低165万kW.h,为原设计多年平均发电量的41.77%。因此,为减少水资源浪费,提高设备效率是很有必要的。 2)改善机组运行状况,满足电站安全运行的需要 由于机组长期处于低效率下运行,不仅出力低,而且机组磨损加快,设备老化加速,并且设备已到更新换代年限,带病运行,故障多,维修费用近年来显著提高。加上其他因素,电站目前举步艰难,按照小水电现行上网电价(0.235),现有平均发电量为395万kwh,产值90.96万元,扣除运行人员工资性

17、支出43.41万元,税金4.98万元,日常维护及利息支出47.51万元,亏损4.93万元,已不能满足正常的设备折旧及其它费用,长此下去,实难以维持生计。以上状况不仅不符合电网的并网条件,也给生产操作人员到来严重的不安全因素。因此,改善设备的运行状况,成为电站亟待解决的问题。 电站进行增效扩容改造后,多年平均年发电量为554.02万kW.h,较目前三年平均发电量395万kwh,增加159.02万kwh,发电量增长40.27%,按电站现行上网电价,发电收入将由90.96万元增加到173.74万元,平均增加发电收入82.78万元,提高收入91.0%,效益十分显著。 综上分析,为了充分利用水力资源,提

18、高设备效率,保证机组设备安全运行,增加电站效益和社会效益,对XXX电站机电设备进行全面更新改造是非常必要的。改造前后效益对照表内 容改造前三年平均改造后增加数增加%改造后发电量:平均554.02万kwh扣线变损4%,有效电量531.86万kwh发电量万kwh395554.02159.0240.26丰水603.09 平水658.55 枯水400.43设备利用小时h2423339997640.28发电收入 万元90.96173.7482.7891.0运行费用 万元58.3828.41?15.0?25.9按人平2.5万元计算减少运行员9人 3 水文分析及水能复核3.1 流域概况 XXX电站位于龙山北

19、麓拦截孙水支流?沙溪河源头的凤凰寺与小洋江两股溪流,筑坝引水发电。两处引水坝实际控制集雨面积10.35km2,集雨面积均在我市龙山林埸境内,植被覆盖情况良好,产水丰富且多泉水。 XXX电站所在的沙溪河为XX市境内孙水河的一级支流,发源于龙山的岳坪峰,流经XX市茅塘镇的沙河、梳装、东坪、杨市镇的东固、陡山、相思,从XX市的石湾园汇入孙水。流域面积为38km2,全长21km,河流坡降195,天然落差903m,可利用落差454m,多年平均降雨量为1549.1mm,多年平均流量1.12m3/s。 降雨量年内分配不均匀,最多和最少月雨量一般相差在200mm以上,降雨年内分配有明显的季节特点,春夏雨量较多

20、,秋冬雨量较少。 电站以上沙溪河河流两岸全是崇山峻岭,河岸陡峭,植被完好,水流清澈,农田极少。 干流上已有凤凰、XXX、飞水凼等三座水电站,装机7台,共2190kw,已规划待建的有沙河、东坪桥、绪六堂等电站。3.2 气象 涟水流域属亚热带季风气候区,具有气候温和,四季分明,春温多变,盛夏酷热,雨水集中,秋季常旱,无霜期长,严寒期短等季风性气候特点。年平均气温16.9,极端最高气温40.1,极端最低气温-12.1,每年6-8月最热,1-2月份最冷,多年平均无霜期278天,多年平均有霜日为19天,全年平均日照数为1663.1小时,多年平均风速为1.9m/s,多年平均最大风速为13m/s。3.3 水

21、文基本资料 沙溪河流域内未设水文观测站、点,无实测水文资料。但孙水上游设有潭溪、白马雨量站,与其相距不远,其植被等下垫面条件、气候分区要素十分相似,且实测资料系列长。白马雨量站位于XX市白马镇狮乐村,地理坐标为东经为11142,北纬2734,观测场地黄海高程200m,资料系列有1959-2006年共47年。潭溪雨量站位于新邵县潭溪镇厚里村,地理坐标为东经为11137,北纬2731,观测场地黄海高程200m,资料系列有1962-2006年,共43年。而XXX电站原设计资料引用的水文资料系列,只从1959年-1983年,共23年。为较好地推算可利用的水资源量,我们还选取了水文要素类似的宝盖洞水文站

22、炉前点的实测资料作为水量计算的参证站。 宝盖洞水文站炉前点位于浏阳市境内的宝盖河上,集雨面积8.89km2,河长3.72km,干流坡降126 ,森林覆盖率75%,属山区小河流水文站。其流域内植被等下垫面的条件及其它水文要素与沙溪河极为相近。3.4 径流3.4.1 年降水量 年降雨量选白马、潭溪两个雨量站1973-2006年共43年的降雨量资料,XXX电站的年降雨量采用P?III型频率曲线进行计算,求得XXX电站各设计保证率的年降雨量,计算成果见表3-1。 表3-1XXX电站年降雨量计算成果表年降雨量均值 mm CV CS 各种频率的年降雨量mm 15% 50% 85%1549.10.142CV

23、1781.51553.61358.03.4.2 设计泾流 设计泾流的计算采用水文比拟法。参证站宝盖洞水文站炉前点的集雨面积为8.89km2,XXX电站的集雨面积为10.35km2,相差16.42%,符合小型水力发电站水文计算规范第2.0.6条要求。 根椐电站设计保证率,在宝盖洞水文站炉前点流量资料系列中,选取年降雨量与XXX电站年降雨量大致相当,且降雨量年内分配均匀的1975年、1967年、1964年作为XXX电站设计保证率为15%、50%、85%的丰、平、枯水典型年。 根椐XXX电站集雨面积,采用水文比拟法,以宝盖洞水文站炉前点为参证站,计算出XXX电站三个典型年的天然泾流量。 天然径流计算

24、成果见表3?2、表3?3、表3?4。 表3-2 XXX电站丰水年1975P15%日平均流量分配表10.35Km2一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月10.0630.0280.1170.1451.1240.2730.1110.0810.1090.0570.0320.04620.0450.0280.0960.131.6010.2210.0960.1970.0940.0580.0310.04630.0430.0290.3440.1311.7150.2150.0890.1620.0880.0530.030.04540.0350.0580.3940.1231.3922.3440.0760

25、.1120.0840.0470.0310.05750.0330.1010.320.1490.9091.3430.0785.7460.0830.0450.0510.07660.030.2030.2790.1340.5731.1050.1432.8680.0870.0830.0450.08370.030.2550.230.2160.6470.7370.1651.9920.1090.0610.0430.08780.030.2080.9620.2551.7540.4680.163.1440.0970.0580.0740.1290.0260.1661.4780.3912.2870.520.122.144

26、0.080.0540.070.121100.0260.140.7381.0012.2111.0010.0971.2490.0740.0460.0790.117110.0280.1240.4691.4861.411.2670.0830.9910.0680.0430.01150.107120.0240.1080.3491.2490.8380.7730.0726770.0630.0480.1520.101130.0260.1080.3080.7750.6060.5190.0770.6210.0610.0430.230.092140.0390.1010.2460.5420.4640.3850.1091

27、.9730.0140.0480.2040.083150.0340.0880.2140.5030.5050.2980.0995.2190.0680.0420.1660.08160.030.080.1971.7831.2670.3660.3952.8780.0640.0430.140.076170.0260.0760.1813.9081.0770.5620.5382.2870.640.0410.1240.07180.0220.0690.1762.2979.0340.410.2752.1350.0630.0370.1050.063190.0210.0630.1551.8872.9740.4530.2

28、161.8010.0520.0360.0970.059200.0220.0610.1391.221.4680.3580.1730.9820.050.0350.0880.063210.0320.0580.1310.7021.2670.2960.1370.5440.0520.0340.0770.059220.0250.0530.2410.5530.9460.2270.1150.3590.0470.0340.070.058230.0250.0480.2090.3990.5970.1920.1040.3620.0440.0320.06170.056240.0240.0480.2040.3560.396

29、0.1820.1240.3030.0420.0450.0570.056250.0220.0510.2073.2220.3210.1540.1230.2410.0530.0360.0530.054260.0230.0560.1782.6020.3830.1420.1010.1970.1090.0350.0530.049270.0230.070.211.9820.3580.1380.0850.2060.0650.0360.0530.045280.0220.0550.1882.5540.630.1230.0660.1810.0610.040.0520.044290.022 0.1891.2860.7

30、010.1210.0570.1650.0620.0430.0520.041300.022 0.1840.820.5190.1160.0550.1480.0590.0320.0470.039310.022 0.171 0.369 0.0630.13 0.029 0.04月均0.0290.090.3061.0931.3010.5160.1351.0310.0680.0440.0830.069表3-3 XXX电站平水年(1967年)P50%日平均流量分配表 10.35Km2一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月100000000000020.1020.1310.7780.1150.69

31、50.1340.2310.4460.0510.0230.5950.11930.10.1230.8160.1432.0020.1160.2160.3520.0440.0220.4950.09540.10.1220.8242.1032.2030.1090.1970.3080.0410.0220.4170.0850.0980.1211.0261.51.2280.1060.1790.3110.0430.0220.3580.06760.10.1191.0361.70.8810.10.1430.2630.040.0210.2980.06570.10.1160.841.3280.6620.0980.1290

32、.2010.0380.0210.2760.06780.1020.120.4641.9020.4470.1010.1130.2060.0370.020.2510.06590.1210.1370.4573.8830.4990.1170.1040.1850.1130.0190.2170.098100.1190.1230.3292.0350.8080.1170.0850.1220.0530.0190.1790.109110.1190.1260.2531.2180.7270.1060.0730.1740.0360.0180.1740.163120.1190.1230.2010.8810.5030.116

33、0.0690.1220.0320.0180.1630.122130.1670.1260.1930.7020.3290.1090.0670.0980.0260.0190.1510.086140.2370.1280.1630.6130.2810.1050.0690.080.0220.0190.1390.086150.2390.1570.1410.5030.3750.0980.0620.080.0220.020.130.072160.2530.1720.130.3880.2070.120.0620.080.0220.0190.1220.062170.2320.1740.1220.3230.1788.

34、8540.0610.0770.0243.0980.1190.062180.1940.1740.1210.2810.1724.5980.0590.0880.2810.6610.1220.057190.170.170.1530.2180.1892.0330.0580.0830.1090.5310.130.053200.1720.1630.120.1650.1740.8610.0570.0770.0590.3580.130.05210.1780.1590.1150.1420.1560.650.0560.0720.0470.3140.1220.048220.6950.1460.1340.1330.14

35、40.4840.0540.0670.0440.2630.1090.047230.6710.1440.3480.3670.1310.8190.250.050.0410.2170.0980.045240.5110.140.6130.6770.120.8610.2260.0370.0360.2430.1010.045250.3680.1340.5260.7650.1190.8140.1330.040.0320.3140.0880.042260.2760.1310.3610.6620.1170.6140.370.0460.0320.5870.0830.042270.2290.1550.630.7050

36、.1110.4840.2990.0530.0310.5480.080.045280.1930.1630.2040.7990.1090.4270.3680.0410.030.4870.0690.042290.170.2010.1670.8750.110.3330.2430.1150.0260.6030.0720.042300.156 0.1440.8970.1070.261.1370.0620.0240.6220.0750.042310.141 0.133 0.101 1.1570.1 0.649 0.042月均0.2110.1430.3750.8710.4750.7960.2130.1560.

37、050.3170.1990.069表3-4 XXX电站枯水年(1964)P85%日平均流量分配表 10.35Km2一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月10.0130.0220.1890.8624.0141.2510.2390.0320.010.0120.0090.04720.0120.0170.1730.5661.9450.6670.2270.0340.010.0110.0110.03930.0110.0150.4220.5363.2620.4310.1710.030.010.0110.010.03140.010.0140.6010.4183.4320.3120.1430.02

38、50.010.010.0090.02850.010.0150.5490.361.7480.2390.1310.0230.0340.010.0090.02560.010.0150.4070.3091.0440.1880.1310.020.0180.010.0090.02370.0110.0260.2860.2491.7770.1530.1260.0190.0240.0090.0120.02280.0120.020.2170.21.6820.1770.120.0170.0180.0080.0230.02190.0110.0450.1730.1620.9330.1660.1120.0120.0140

39、.0080.10.019100.010.0760.1410.1380.8890.1120.0920.0130.0130.0080.0410.018110.010.0410.1220.1262.7550.0840.0850.0130.0250.0080.0280.017120.010.040.1110.1412.4630.0730.0750.0140.0230.0090.0220.017130.010.0340.1070.1381.1850.0650.0750.0190.0180.0120.0260.017140.010.0310.0810.2860.6640.0620.0880.080.021

40、0.0130.0310.017150.010.0310.0790.4730.4460.1170.0880.0340.0190.010.0280.015160.010.0310.0710.4480.3380.1380.0680.0260.0140.0090.0190.014170.010.0310.0640.8910.2610.120.0570.0230.0120.0090.0180.015180.0090.0310.0572.6230.2320.2360.0520.0230.0120.0080.0150.014190.0090.0310.1072.0680.3810.5660.0450.021

41、0.0120.0080.0140.014200.0090.0310.2840.8370.642.5760.0390.0220.0120.0080.0150.013210.0090.0310.3060.5390.7711.8990.0340.0130.0120.0080.0140.013220.0090.0390.2540.5050.5973.0840.0390.0120.0120.0080.0130.012230.0090.0570.2640.4030.4462.3970.0340.0110.0120.0080.0140.017240.0090.2370.2150.3260.3551.5510

42、.0310.0110.010.0080.0320.022250.0090.3010.1980.2640.3731.5510.0310.0110.010.0080.0280.021260.0090.2290.1840.2440.21.1290.0330.0110.010.0080.0850.039270.0090.1980.1930.4260.4390.6670.0330.0110.010.0080.0550.031280.0250.1980.1660.5590.7640.4460.0360.0110.0090.0080.0480.023290.022 0.4110.471.4950.3460.

43、0330.0110.0090.0080.0650.017300.015 3.1870.6221.3630.2510.0310.010.010.0080.0520.017310.013 1.871 1.655 0.0290.01 0.008 0.015月均0.0110.0670.3710.541.240.7020.0810.020.0140.0090.0290.0213.4 .3 流量历时曲线 根据三个典型年的日平均流量资料,分级排队统计,流量保证率采用经验频率的数学期望公式计算,推求流量历时曲线。 XXX电站流量历时曲线计算表见表3?5。 表3?5 XXX电站流量历时曲线 表3?5 XXX电站

44、流量历时曲线计算表序号流量m3/s出现次数累计次数频率计算Pm/(n+1)10019.0110.0025340.3634260.55439151.375233484.3861.522706.3871.O19898.1180.96958.6690.81911410.39100.71613011.85110.62715714.31120.52818516.86130.43021519.60140.35026524.16150.28234731.63160.123157852.69170.091559354.06180.083763057.43190.072365359.53200.06456986

45、3.63210.0555275869.10220.0455880873.65230.0356687479.07240.0257695086.60250.022197188.51260.016998089.33270.01420100091.16280.01229102993.80290.0127105696.26300.00922107898.27310.00818209699.913.5 洪水3.5.1 洪水标准及计算原则 根据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)规定,确定XXX水电站工程为V等工程,电站规模为小2型电站。引水坝、引水渠、隧洞、发电厂房等主要建筑物均为5

46、级建筑物。本次洪水计算标准为30年一遇设计,50年一遇校核。3.5.2 设计洪水 用推理公式推求设计洪峰流量,公式中有关参数采用湖南省水利厅1984年9月编制的湖南省暴雨洪水查算手册中的数据。设计洪峰流量计算成果见表3-6表 3?6 XXX电站设计洪峰流量计算成果表 断面名称集雨面积Km2河长km河流坡降()洪峰流量(m3/s)2%3.33%凤凰寺引水坝6.654.211567.0262.86电站厂房14.67.35113140124 采用曼宁公式推求设计洪峰水位。 经试算,XXX电站设计洪峰水位计算成果见表3-7。 表3-7 XXX电站设计洪峰水位计算成果表断面名称水面比降取值洪峰水位(m)

47、2%5%2%3.33%凤凰寺引水坝0.13480.1348615.59615.39电站厂房0.02620.0262206.39206.17 XXX电站地面高程为206.42m,当50年遇洪水水位206.39m时,应当密切注意机房的防洪工作。3.6 水能复核计算3.6.1 水头损失计算 引水式电站,压力前池的水头可以认为基本不变,水头损失只考虑管道沿程损失和局部损失,随着开机台数的多少,即通过管中的流量大小不同而有不同数值。 引用流量按半台机、一台机、二台机、三台机四个档次分别计算。 铸铁管、钢管沿程损失:h 式中:?沿程损失系数 搭接铸管为0.00114 焊接钢管为0.000826 m?铸管钢

48、管使用年限系数取1.25 Q?管中通过流量m3/s,分四个档次计算 半台机:Q0.1m3/s 一台机:0.1Q0.2m3/s 二台机:0.2Q0.4m3/s 三台机:0.4Q0.6m3/s D?主管道内径m 铸管内径 0.5m 钢管内加权平均内径0.475m 支管内径0.3m L?管道长度m铸管长329m 钢管长633.5m 支管长各5m 管道局部损失: h局. U/2g 式中: ?局部损失系数,按拦污栅、进口、转弯、支管等四个部分计算(其中弯管8个,30以下4个,30-454个)。 管道水头损失计算成果见表3-8。 表 3-8 管道水头损失计算成果表流量m3s 沿程损失 m 局部损失 m损失

49、合计净水头 铸管段钢管段支管段小计拦污栅进口转弯分管小计mm0.10.280.610.040.93000.040.040.94403.260.21.042.260.143.440.010.010.150.173.61400.590.43.898.430.1412.460.040.050.540.260.8913.35390.850.68.3918.20.1426.750.10.121.050.261.5328.28375.923.6.2 水电站出力计算 按现在机组情况,选用机型,确定引用流量,依三个典型年遂日计算出三年的平均发电量 水电站出力计算 N9.81水电QH 式中: N?机组出力 kw

50、 水?水轮机效率 0.88 CJA475?W-80/15.5 电?发电机效率 0.94 SFW500630?6/990 Q?引用流量 m3/s H?净水头m 各典型年的发电量计算成果见表3-9 表3-10表3-11。 表3-9XXX电站丰水年(1975年1月 频率P15%)水能计算表日来水量m3/S 发电流量m3/S 发电水头 h 系数日平均出力 kw日平均发电量 kw.h10.0630.063403.268.115206.16 4947.95 20.0450.045403.268.115147.26 3534.25 30.0430.043403.268.115140.72 3377.17 40.0350.035403.268.115114.54 2748.86 50.0330.033403.268.115107.99 2591.78 60.030.03403.268.11598.17 2356.17 70.030.03403.268.11598.17 2356.17 80.030.03403.268.11598.17 2356.17 90.0260.026403.268.11585.08 2042.01 100.0260.026403.268.11585.08 2042.01 110.0280.028403.268.11591.63 2199.09 12