电站增效扩容改造工程设计报告

市营山县门坎石电站增效扩容改造工程设计报告

四川南充水利电力建筑勘察设计研究院
二零一二年三月

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目　录

1　综合说明　
1.1 设计依据
1.　财政部《关于印发〈农村水电增效扩容改造财政补助资金管理暂行办法〉的通知》（财建[2011]504号）
2.　水利部《关于印发农村水电增效扩容改造项目建设管理指导意见的通知》（水电[2011]441号）
3.　水利部《关于印发农村水电增效扩容改造项目初步设计指导意见的通知》（水电[2011]437号）
4.　水利部《关于印发农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见的通知》（水电[2011]438号）
　
6.《小型水电站初步设计报告编制规程》（SL179-2011）
7.《小型水电站技术改造规范》（GB/T50700-2011）
1.2 自然、社会、经济概况
1.3　工程现状及历年运行情况
1.3.1　工程现状
门坎石电站地处渠江一级支流一消水河河下游，位于营山县消水镇处。营山－消水公路可通电站，距营山县城40公里，公路畅通，交通方便。门坎石电站属消水河营山境内一级开发电站，装机4*200千瓦，立式机组，发电机端电压0.4千伏，主变容量2*630千伏安，至今运行达30余年。投产以来对营山的工农业生产发展起到了较大的促进作用。
1.3.2　工程设计及竣工
门坎石电站由原南充地区水利电力建筑勘测设计院设计，其设计引用流量10m3/s，设计水头14m，设计装机容量4*200kW，多年平均发电量200万kWh，实际年发电量198万kWh，设计多年平均设备年利用小时数3000h。
1966年消水、太蓬两个公社合建磨盘滩水电站。县水电局提出迁建门坎石。1971年3月门坎石电站便正式开工。1979年7月31日完工，1979年7月建成试车，1980年1月正式投产。
1.3.3　工程特性
营山县门坎石水电站工程特性详见《营山县门坎石水电站工程特性表》（表1-1）
营山县门坎石水电站
表1-1

1.3.4　电站枢纽布置
营山县门坎石水电站有前池、主厂房、升压站、防洪墙等主要建筑物。
1.3.5　主厂房


……（新文秘网https://www.wm114.cn省略1624字，正式会员可完整阅读）……　
“斜拱坝”，大坝坝长98米，高16米六墩五跨，跨径为12米。进水口接栏河坝右端，三墩两孔，顶高6.5米，孔径1.8米，孔宽1.5米。并设有扁钢拦污栅及钢板工作闸门两扇，电动丝杆启闭。
2.1.1.2 引水系统
前池长17.7米，底顶宽均为8米，深7米。竖井为园形结构共4个，每个1.8米，深18米，底倒有直径1.5米的水平支管钢板焊接，通入蜗室，向主机供水。 尾水渠前段为暗渠四条，每条长9.5米，宽2米，高2.8米；后段为明渠，长35米，宽8米，高3.5米。四台机组的尾水至暗渠口汇流入明渠。防洪墙长8米；上宽1.5米，底宽4米；高16.7米，条石浆砌而成。集水井：厂房集水并安有两套排水设施。
2.1.1.3 厂房工程
营山县门坎石水电站的发电厂房为石木结构园筒形，直径15米，深22米的半地下式厂房。设有自然通风窗两个，每个直径0.8米。由于建设年久，墙体的内外粉饰层部分脱落，屋顶少量漏水，污染了内墙壁；原木制门窗腐烂严重，关合困难，既不美观，又不安全。本次改造需对屋顶、门窗、栏杆和内墙壁进行整修。
2.1.1.4 升压站工程
营山县门坎石水电站升压站存在的主要问题：一是由于运行年限较长，升压站的设备陈旧，给运行、维护和管理都带来一定安全隐患；二是电站的防雷接地设施陈旧老化，难保障电站的安全运营和运行人员的人生安全；三是电站的上网计量装置陈旧老化，计量误差大，影响电站效益的发挥。
2.1.2 机电设备
2.1.2.1 水力机械
1、电站概况
营山县门坎石站建于1971年，1980年1月正式投产。装机容量为4*200kW，由前池经压力隧洞引水至机组发电，原设计利用水头为　　m，采用立式机组。电站水轮发电机组铭牌参数如下：
(1) 水轮机
型号 ZD560-LH-100
设计水头 　m 　蜗壳包角 　
额定转速 　　r/min 　飞逸转速 　　r/min
额定出力 　　kw 　尾水管型式 　
水轮机总重 　ｔ 　吸出高度 　　m
(2) 发电机：
型号　
额定功率 　　kw 功率因素 0.8
额定电压 　0.4kv 　额定电流 　A
静止可控硅 KGZL-2A 永磁机 TY42.3/9-20
(3) 进水阀装置：
蝴蝶阀直径 　　ｍｍ 特性数值 　
公称压力 　　1MPａ 使用水头 ＜67m
操作接力器 　　ｍｍ
(4) 经水文水能专业复核，本电站基本参数如下：
（1）特征参数：
前池正常高水位 　m
前池最高运行水位 　m
前池发电限制水位 　m
设计洪水位（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）特征水头：
最大水头 　m
最小水头 　m
设计水头 　m
电站设计引用流量 　m3/s
（4）发电效益
装机容量 　MW
保证出力 　MW
多年平均发电量 　　万KW•h
装机年利用小时数 　h
（5）电站气象资料
多年平均气温 17.8℃
多年极端最高气温 39.9℃
多年极端最低气温 -1.0℃
多年平均最大风速 15.0m/s
2、存在的问题
（1）水轮发电机组
水轮发电机组存在的问题是：①水轮机选型不合理，大马拉小车； ②主要电气设备与水轮机容量不匹配，限制水电站输出功率； ③机电设备陈旧，技术落后，效率和自动化程度低，能耗大； ④水轮机通流部件磨蚀严重，不能保证安全运行； ⑤设备或设施已接近规定使用年限，老化严重，事故率高；⑥机组久修不愈，长期带病运行，缺陷多。
（2）调速系统
本电站调速系统原为CT-40机械调速器，需改造为微机型调速器并加装通讯模块，以实现后台监控操作。
（3）机组油、水系统
a、油系统
本电站规模较小，绝缘油系统用油量较少，电站仅设机组透平油系统即可，本次改造不考虑。
b、供水系统
电站采用自流供水方式为主，在主阀前压力管道设置一取水口作为主用供水水源，另在前池设一取水口作为备用供水水源。两处水源均用Φ30钢管引至主厂房经滤水器过滤后自流供给机组冷却用水、消防和站内生活用水等。由于运行达30多年，供水管路锈蚀严重，设备老化，且不能满足机组自动化改造要求。
c、排水系统
正常情况下，电站机组冷却水排水至下游，当下游水位较高时，排入站内集水井。水轮机顶盖排水亦至集水井。
电站厂房各部渗漏水量不大，故电站采用渗漏排水和检修排水合为一体的排水方式。集水井上设置两台深井泵，机组正常运行时，一台工作，一台备用。机组检修时，两台泵同时投入运行。
经过长达30多年的运行，管路、阀门老化锈蚀严重，且水泵不能满足自动控制要求。
（4）水库与引水系统方面：
①引水工程与机电设备不配套，发电能力达不到设计值；
②河流规划水力资源利用不合理，水电站引用流量减少较多；
③上游电站增加，来水量增加；
④拦污栅配置或结构不合理，其水头损失过大；
⑤引水系统的渗漏损失过大；
⑥主要水工建筑物年久老化，其安全性降低。
（5）电气部分
a) 发电机组存在的问题：一是发电机老化，绝缘等级降低，不时发生定子接地事故；二是机组运行发热较严重，致使电机的绝缘等级不断降低；三是机组励磁方式落后，灵敏性差，调节性能不好，不能减轻运行人员的劳动强度，容易引发误操作事故。
b) 电气一次存在的问题：一是高压开关设备和低压开关柜设备过于陈旧、老化，运行的经济性和可靠性都达不到相关规定和要求，二是防雷接地设施陈旧老化，难保障电站的安全运营和运行人员的人生安全需更换；三是上网计量装置陈旧老化，计量误差大。
c) 电气二次存在的问题：电站常规监控表计和保护装置陈旧老化，保护拒动误动时有发生，可靠性差、安全隐患大、备品备件购买困难，无法实现“无人值班，少人值守”运行模式。
d) 无直流系统，控制电源、操作电源为交流电源，可靠性极差。
e) 其它存在的问题：缺视频监控装置和调度通信设备；无控制室，运行人员长期处于噪声超标环境，有损员工身心健康；主机设备噪音超标过多、厂房内温度过高，对运行、维护和管理都带来一定安全隐患。
（6）金属结构
营山县门坎石水电站的金属结构主要有拦污栅、闸门、行车等。
a、行车：电站厂房内设置电动行车一台，供电站安装和检修使用，行车跨度12米，启重15吨，提升高度20米。
其主要数据如下：

项目
行车跨度(m)
起升高度(m)
吊车轨道重
(kg／m) 最大起吊重量
(T)
数据 12 18 30 15

b、闸门：电站分别设置进水口闸门；1#、2#、机组工作闸门；尾水检修闸门；均为2*1 5吨双吊点启闭。
进水口工作阐门孔口尺寸宽*高=3米*l.8米，闸门形式：定轮平面钢闸门橡胶后止水，阐门尺寸宽*高=3.7米*1.85米。
进水室工作闸门，孔口尺寸宽*高=2.4米*1.8米，闸门形式：定轮平面钢闸门橡胶后止水， 闸门尺寸宽*高=3米*1.85米。
尾水检修闸门孔口尺寸宽*高=3米*1.8米， 闸门形式，定轮平面钢闸门，橡胶后止水，闸门尺寸宽*高=3.5米*1.85米。
根据水工建筑物的布置以及尺寸，进水口布置了 ……（未完，全文共25356字，当前仅显示4560字，请阅读下面提示信息。收藏《电站增效扩容改造工程设计报告》）