電站技術(shù)改造增容工程可行性研究報告

目 錄 第一章、工程概況 .3 一、工程項目背景 . . . .3 二、工程項目建設(shè)的必要性 . 4 三、供電需求及負荷、電價預(yù)測 .4 四、工程項目建設(shè)的任務(wù)和規(guī)模 . 4 五、機電設(shè)備 . 4 六、工程施工組織 . . 5 第二章、水文及水能計算 . . .5 一、水文計算 . . . 5 二、水能計算 .6 第三章、水輪機車的選型及主要機電設(shè)備的選擇 . 6 第四章、技改工程主要項目 .8 第五章、工程施工 .10 第六章、工程管理 .11 一、工程投資估算表 .11 二、分項工程造價估算 .12 三、工程效益 . . . .15 1 第八章、工程經(jīng)濟效益分析 . . .15 一、基本數(shù)據(jù) . . . . .15 二、經(jīng)濟效益指標投資回收年限的計算 .16 2 第一章 工程概況 一、工程項目背景 *電站位于 *縣東部，屬 *河支流 *河下流，站址座落于*縣 *鎮(zhèn)與 *鎮(zhèn)交界處，地屬 *鎮(zhèn)步上村 ,距 *城約 29Km，有省道 *至 *公路由此經(jīng)過，交通方便。 *電站水頭 34m，屬引水式高水頭電站，主要 *河之水發(fā)電，電站引水陂上游集雨共計面積43km2，交通便利，施工方便。電站陂頭上游的植被條件好，均為全封山林區(qū)，雨量充沛，水源穩(wěn)定。 鎮(zhèn) *亭電站建于上世紀八十年代初，屬于 *鎮(zhèn)鎮(zhèn)辦企業(yè) (從2003年 12月 1日起租賃給私營業(yè)主 經(jīng)營 50年 )，裝機二臺共 410KW，經(jīng)近 30 年運行，取得了較好的經(jīng)濟效益，為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展作出了很大的貢獻。于 2002 年 3 月 28 日業(yè)經(jīng) *市經(jīng)濟貿(mào)易局和 *縣經(jīng)濟貿(mào)易局批準立項進行更新挖潛改造。 二、工程項目建設(shè)的必要性 *亭電站建于上世紀八十年代初，裝機二臺共 410KW，已運行近 30 年。由于運行時間較長，且興建時缺乏技術(shù)、缺少水泥等，該電站引水陂、引水圳、前池、廠房等水工建筑物老化損壞嚴重；而水輪發(fā)電機組由于當時條件所限，采用的是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)的，由于工藝較粗糙，現(xiàn)出力效率只有 50 60%，近年來發(fā)電量均在 100 萬 KWh以內(nèi)，而剛建成投產(chǎn)時發(fā)電量均在 150 萬 KWh 以上，且常有多余水量排泄。為保證電站安全運行，充分利用寶貴的水資源，為 *工農(nóng)業(yè)發(fā)展提供更多的電能 ,對該電站進行技改是非常必要的。 3 三、供電需求及負荷、電價預(yù)測 . *縣的主要工業(yè)為建材工業(yè)，全縣現(xiàn)有水泥廠生產(chǎn)能力達 1000萬噸。全縣年供電量達 3億 KWh,而全縣小水電年發(fā)電量僅 1.2億 kwh, 需大量外購電量才能滿足我縣工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對用電的需求。 *電站技改增容后，每年可增加發(fā)電量 100 多萬 kwh, 可為 *經(jīng)濟發(fā)展貢獻一 份力量。 小水電為國家鼓勵發(fā)展的可再生能源，當今能源日益緊張，石油、煤炭等不可再生能源日益枯竭，可預(yù)測，目前的電價只有上升空間，而沒有下躍可能。 四、工程項目建設(shè)的任務(wù)和規(guī)模 1、 *電站技改工程的工程任務(wù)是： （ 1）加固改造引水陂、引水圳、壓力前池、廠房、尾水渠等水工建筑物； （ 2）更換壓力鋼管、攔污柵、閘門等； （ 3）更換水輪發(fā)電機組等，將水輪發(fā)電機組容量由（ 160+250） KW增加到 2 250KW，增加裝機容量 90KW。 2、根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標準（ SL252-2000）規(guī)定，本工 程等級別為等，工程規(guī)模為?。?2）型，主要建筑物及次要建筑物為 5 級。 3、本工程設(shè)計按 30 年一遇洪水標準設(shè)計。 五、機電設(shè)備 由原舊機組更換為： HL220 WJ 42 型水輪機二臺和 SFW250 4 6/740 型發(fā)電機二臺。 六、工程施工組織 本電站位于省道 *至 *公路邊，施工、用電極為方便。工程所需的塊石、碎石，可在工程附近石場采購，河砂由 *河購取。本工程采用機械化施工，施工總工期為一年。 第二章 水文及水能計算 一、水文計算 1、基本參數(shù)： 電站引水陂上游集雨面積為 43Km2。 由 1993 年版廣東省水文圖集查得： 多年平均徑流量為 820mm, 多年平均變差系數(shù) CV 0.43。 2、多年平均徑流量及多年平均徑流的計算： 多年平均徑流量： W 年 0.82 43 106=35260000 m3 多年平均流量： Q 年 W 年 /365 24 3600 1.118 m3/s 3、設(shè)計代表年平均徑流的計算： 設(shè)計代表年分別選取頻率 P=20%為設(shè)計豐水年， P=50%為設(shè)計平水年， P=80%為設(shè)計枯水年，取 CS=2CV，查表計算各代表年平均徑流，成果見下表。 表一 Kp 及三個代表年流量表 5 二、水能計算 1、設(shè)計流量的計算： 取多年平均流量的 2.0 倍作為電站的設(shè)計流量，則設(shè)計流量： Q 設(shè) 1.118 2.0 2.236 m3/s。 2、裝機容量的確定 ： 根據(jù)凈水頭 H 凈 33m，設(shè)計流量 Q 設(shè) 2.236 m3/s，計算設(shè)計出力為： N 設(shè) 7.5 2.236 33 553 kw。 為充分發(fā)揮徑流電站的作用，根據(jù)天然徑流的特性，選定該電站的裝機容量為： 2 250KW 500kw。 各代表年來水量年內(nèi)分配以長潭水文站 1958 年至 1984 年共 26年水文資料 為計算依據(jù)，選用的 19651966 年為枯水年（ 80%），19811982 年為平水年（ 50%）， 19611962 年為豐水年（ 20%）的月份分配百分數(shù)，分別計算各代表年各月徑流量：（見表二） 表二 F=43km2各代表年各月徑流量表 頻率 月份 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 合計 20% 月分配（ %） 9.1 18.6 22.6 6.9 10.1 9.4 4.7 3.5 2.9 2.2 2.7 7.3 100 月平均流量 （ m3/s） 1.57 3.20 3.89 1.19 1.74 1.62 0.81 0.60 0.50 0.38 0.46 1.26 17.21 50% 月分配（ %） 9.2 11.7 17.6 12.1 9.2 13.4 5.8 5.0 3.3 2.6 3.5 6.6 100 6 月平均流量 （ m3/s） 1.20 1.53 2.30 1.58 1.20 1.75 0.76 0.65 0.43 0.34 0.46 0.86 13.08 13.08 80% 月分配（ %） 6.4 20.4 21.3 10.4 12.4 3.4 7.5 5.7 3.2 2.5 2.7 4.1 100 月平均流量 （ m3/s） 0.59 1.9 1.98 0.97 1.15 0.32 0.70 0.53 0.30 0.23 0.25 0.38 9.29 (1)設(shè)計流量的選定 由于本電站為逕流電站，為充分利用水資源，擬取設(shè)計流量 為多年平均流量的二倍，即 Q 設(shè) 1.118 2.0 2.236m3/s。 （ 2）各代表年發(fā)電量的計算 *電站集雨面積 F=43km2，實測水頭 H=34m，凈水頭 H 凈=33m,選定設(shè)計引用流量 Q=2.236 m3/s，考慮水資源時空分配情況和機械設(shè)備的綜合利用率，取綜合系數(shù) A=7.5，故該電站出力 N=7.5Q設(shè) H；電量 E=NT，計算結(jié)果列表如下（表三） 各代表年發(fā)電量計算表 表三 頻率 月份 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 合計 20%(豐水年 ) 流量 (Q) 1.57 3.20 3.89 1.19 1.74 1.62 0.81 0.60 0.50 0.38 0.46 1.26 17.21 出力 (N) 400 500 500 303 430 401 200 149 124 94 114 312 3527 電量 (E) 28.8 36 36 21.8 31 28.9 14.4 10.7 8.9 6.8 8.2 22.5 254 50%(平水年 ) 流量 (Q) 1.20 1.53 2.30 1.58 1.20 1.75 0.76 0.65 0.43 0.34 0.46 0.86 13.08 出力 (N) 297 379 500 391 297 433 188 161 106 91 114 213 3170 電量 (E) 21.4 27.3 36 28.1 21.4 31.1 13.5 11.6 7.7 6.6 8.2 15.3 228.2 80%(枯水年 ) 流量 (Q) 0.59 1.9 1.98 0.97 1.15 0.32 0.70 0.53 0.30 0.23 0.25 0.38 9.29 出力 (N) 146 470 490 240 284 79 173 131 74 57 62 94 2299 電量 (E) 10.5 33.8 35.3 17.3 20.5 5.7 12.5 9.4 5.3 4.1 4.4 6.8 165.5 說明：表三中，流量 Q 單位為 m3/s ；出力 N 單位為 kw；電量E 單位為萬 kwh。 7 （ 3）改造后多年平均發(fā)電量、年利用小時、保證出力的計算由表三得： E=254+228.2+165.5=647.7 萬 kwh 則多年平均發(fā)電量： =647.7/3=215.9 萬 kwh 多年平均出力： N=215.9 104/365 24=246kw 保證出力由 p=80%查得， N 保 =165.5 104/365 24=189kw 多年平均利用小時 T=215.9 104/500=4318 小時 第三章 水輪機的選型及主要機電設(shè)備的選擇 根據(jù)水頭 H=34m，流量 Q=1.1 m3/s，單機最大出力為 250KW，參照水輪機系列使用范圍圖選定水輪機及其配套機電設(shè)備，詳見水輪機組主要機電設(shè)備選擇表。 水輪機組主要機電設(shè)備表 結(jié)論：所選水輪機機型的適用水頭符合設(shè)計水頭，滿負荷流量接近設(shè)計流量，因此，所選機型是合理的。 第四章 技改工程主要項目 1、機電部分 將現(xiàn)有 1 250kw+1 160kw 水輪發(fā)電機組更換為 2 250kw，相應(yīng)設(shè)備更換清單如下表： 8 *電站機電設(shè)備清單 2、土建部分 （ 1）引水陂加固工程 *亭電站引水陂長 25m，高 4m，陂頂寬 2.2m，為漿砌石陂，由于使用時間較長，陂面破損嚴重，防滲效果不佳，此次維修加固項目包括： C20 砼截水墻、陂前粘土鋪蓋，維修加固陂身，翼墻加固、C20砼護陂面。引水陂所在地基為堅實巖石地基。 （ 2）圳道改造加固工程 *電站引水圳全長 3400m?，F(xiàn)圳道底寬 1.4m，高 1.5m 正常水深 1.2m，邊坡 1： 0.1，渠道坡降 i=1/2000,過流量為 1.6 m3/s，擴容改造后需要引水流量為 2.4 m3/s，改造后圳道達到圳底平均寬 1.9m,正常水深 1.3m, 圳高 1.8m，圳墻平均增加 0.3m。由于運行時間較長，且興 建時缺乏技術(shù)、缺少水泥等，渠道水工建筑物老化損壞嚴重，防滲效果不佳，需全部拆除改造。圳道改造加固采用厚 40cmM7.5 漿砌石襯砌，坡面用 1： 2 水泥砂漿批蕩，渠底用厚 10cmC20砼澆筑。 （ 3）前池加固工程 9 前池加固改造工程包括拆除原老化破損墻體、池底，重新用M7.5 漿砌石砌筑墻體，池底先用厚 30cmM7.5 漿砌石砌筑，再用厚15cm C20砼澆筑。 長 13m，寬 4m，高 3.5m。 （ 4）更換壓力鋼管 該電站有二條壓力鋼管，直徑分別為 700mm、 900mm，長度L=76m，經(jīng)計算，電站進行擴容后，二條壓力 鋼管需要直徑均為D=900mm，厚度 =8mm,長度 L=76m。原鋼管經(jīng)近 30 年運行，多處出現(xiàn)破裂，需更換。 （ 5）重建管溝步級，沿管道設(shè)置 3 座鎮(zhèn)墩，支墩每隔 5m 設(shè)置一個，支、鎮(zhèn)墩均采用 C15砼澆筑。 （ 6）重建發(fā)電廠房 發(fā)電廠房在原址重建，因此，需先拆除原廠房及機房內(nèi)水工砼、尾水渠等，新建廠房長 18m,寬 10m，為一層鋼筋混凝土框架工業(yè)廠房。 （ 7）重建宿舍、管理房 原宿舍、管理房為三合土房，經(jīng)近 30 年風吹雨打，已破敗不堪，不能正常使用。新建宿舍為二層磚混結(jié)構(gòu)，總建筑面積 250m2 。 第五章 工程施工 1、施工條件 本工程離 *約 *km， *至 *鎮(zhèn)省道由此經(jīng)過，陂址、廠址 10 均可通車，交通較方便，工程所需塊石、碎石可就地取材，河沙由石窟河、松口沙場提供，施工用電由 *電管所供給，可利用原變壓器，施工用水用膠管由山坑引用。渠道、前池所需建材，采用人工肩挑轉(zhuǎn)運，平均運距約 1.5km。 2、施工工期：工程于 2006 年 9 月準備， 10 月中旬動工，爭取2007 年 4 月底全面完成 。 3、本工程主要工作量、主要材料用量 本工程主要工作量，土石方開挖 12295 m3,漿砌石 6500 m3, 混凝土 947 m3。 本工程所需主要材料：鋼材 32t,鋼筋 19t，水泥 934.1t,木材料 25 m3,塊石 7670 m3, 碎石 833 m3,河沙 3121 m3。 第六章 工程管理 本工程項目由私營業(yè)主出資改造，技改完成后，由私營業(yè)主經(jīng)營管理。工程建設(shè)應(yīng)嚴格執(zhí)行基建管理程序，實行項目法人責任制、施工招投標制、建設(shè)監(jiān)理制和合同管理制，確保工程建設(shè)質(zhì)量。 第七章 工程投資估算 一、 工程投資估算表 11 二、分項工程造價估算 1、水陂加固工程造價 編號 工程項目 單位 數(shù)量 單價（元） 造價（元） 備注 1 基礎(chǔ)土方開挖 立方米 125 15 1875 2 基礎(chǔ)石方開挖 立方米 55 35 1925 3 M5漿砌塊石 立方米 550 135 74250 4 C20砼 立方米 53 300 15900 12 5 控制閘 臺 /套 1 3500 6 抽水排水費 臺班 55 65 3575 7 合計 101025 2、引水渠道加固工程造價 3、前池加固工程造價 編號 工程項目 單位 數(shù)量 單價（元） 造價（元） 備注 1 平臺土方 立方米 250 15 3750 2 平臺石方 立方米 25 35 875 3 池底土方 立方米 155 20 3100 4 池底石方 立方米 35 45 1575 5 M5漿砌塊石 立方米 350 165 57750 含批擋 6 閘門、攔污柵等 套 1 4000 7 C20砼 立方米 4 250 1000 8 72050 4、壓力管道工程造價 13 5、 廠房及尾水工程造價 6、機電設(shè)備造價 14 7、配套工程造價 三、工程效益指標 1、多年平均發(fā)電量： 215.9 萬千瓦時； 2、發(fā)電年利用小時： 4318 小時； 3、單位千瓦時投資： 1.23 元 /千瓦時。 第八章 工程經(jīng)濟效益分析 一、基本數(shù)據(jù) 1、電站總投資： K=265.1 萬元 ； 15 2、電站裝機容量： N=500kw； 3、設(shè)計多年平均發(fā)電量： 215.9 萬千瓦時 ； 4、單位千瓦投資： 5300 元 /千瓦； 5、單位電能投資： 1.23 元 /千瓦 .時 ； 6、施工期： m=0.5 年； 7、稅率： 6%； 8、售電價： S=0.42 元 /千瓦時。 二、經(jīng)濟指標投資回收年限的計算 1、工程總投資 由投資估算表可知， *電站技改工程估算投資人民幣265.1 萬元，因改造工程施工，電站將因停 止發(fā)電損失，按前六年平均電量的半年電量計： 110 萬 kw.h/2=55 萬 kwh，則損失電費收入： 55 萬 kwh 0.42 元 /kwh=23.1 萬元。 故計算總投資 I=265.1+23.1=288.2 萬元； 2、發(fā)電效益： *電站近六年平均發(fā)電量僅 110 萬 kwh，技術(shù)改造后多年平均發(fā)電量為 215.9 萬 kwh，每年凈增發(fā)電量 105.9 萬 kwh，人員及費用不用增加。 經(jīng)濟分析如下： 工程總投資： 288.2 萬元； 自籌資金： 88.2 萬元； 爭取上級撥款： 200 萬元； 年增發(fā)電量 :E=105.9 萬 kwh 16 售電價（平均） :S=0.42 元 /kwh 固定資產(chǎn)形成率 : =0.9 稅收 :6% 電量損失率： =8% （ 1）年增發(fā)電收入： B=E.(1- ).S =105.9(1-0.08)0.42 =40.92 萬元 （ 2）稅收 :F=40.92 6%=2.45 萬元 （ 3）固定資產(chǎn)折舊費（按 20 年折完計算） A=1/20. .I=1/20 0.9 288.2=12.97 萬元 （ 4）年純利潤 G=B-(A+F)=40.92-(12.97+2.45)=25.5 萬元 （ 5）投資回收年限 T=工程造價 /年純利潤 =288.2 0.9/25.5=10.17 年 （ 6）投資回報率 i=凈利潤 /工程總造價 =25.5/288.20.9=0.098=9.8% 結(jié)論 經(jīng)過上述分析論證，根據(jù) *電站所具有的水力資源、可開發(fā)的水能潛力以及對現(xiàn)電站多年發(fā)電情況的分析 ,結(jié)合*縣工業(yè)農(nóng)業(yè)對用電需求增長的預(yù)測可知，對該電站進行增容技改是可行的。從經(jīng)濟評價分析，扣除折舊費及稅收后 ,十年可收回全部投資，經(jīng)濟效益是顯著的。綜述，對 17 *電站進行增容技改是可行的，符合廣東省十大“雙優(yōu)”技術(shù)改造工程專題目錄第入款“重大節(jié)能與資源綜合利用工程”第二條資源綜合利用電站。 18 嗚緝砧舀闊敗壕那商寸曹樂墟漫咨憫衡禮籽洲粗咬逸草科溝井庫征默叭呈恃廷醛泡援鋤蒼鳴襯舉卜縮疲釘人農(nóng)蛾傻蠢設(shè)尖剖諄汪勁拂變奄滬揣才冉嗽姻悟廳辨宴奴掄頹陡諒冬碴蕊謊爍鍵稻汪字鄧政住宴轍睦咨哺封香唱佃府牡悼過瘧杉緣川祥忱冶岳末艙煩應(yīng)眷硅伊彭膠舅黃只眠