小水电代燃料棋盘石电站项目区可行性研究报告.docx

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小水电代燃料棋盘石电站项目区可行性研究报告

小水电代燃料棋盘石电站项目

可行性研究报告

工程特性表

1.综合说明

1.1绪言

1.2水文

1.3工程规模

1.4工程布置及主要建筑物

1.5水力机械

1.6施工

1.7工程投资估算

1.8经济评价

2.水文

2.1流域概况

2.2气象

2.3径流

2.4洪水

2.5泥沙

3.工程地质

3.1工程位置

3.2区域地质

3.3工程地质条件

3.4天然建筑材料

3.5结论

4.工程任务和规模

4.1电站改造的必要性与可行性

4.2供电范围

4.3特征水位选择

4.4装机规模

5.工程选址、工程总布置及主要建筑物

5.1主要规范及规程

5.2基本资料

5.3厂址

5.4工程布置和主要建筑物形式

5.5主要建筑物

6.机电及金属结构

6.1机组

6.2接入电力系统方式

6.3电气主接线

6.4主要机电设备选择

6.5金属结构

6.6消防

7.工程管理

7.1管理机构

7.2管理办法

8.施工组织设计

8.1施工条件

8.2施工导流

8.3主体工程施工

9.水库淹没处理和工程永久性占地

10.环境影响评价

11.工程投资估算

11.1编制说明

11.2编制依据

11.3基础价格的确定

11.4费率及费用计算标准

11.5工程总估算表

12.经济评价

12.1基本情况

12.2国民经济评价

12.3社会效益评价

12.4综合评价

棋盘石电站项目工程特性表

序号

名称

单位

指标

备注

一

棋盘石电站水文概况

流域面积

km2

1015

干流长度

km

65

多年平均降雨量

mm

1460

多年平均气温

℃

16.5

多年平均风速

m/s

7.8

最大风速

m/s

20

利用水文系列年限

年

30

（一）

竹荆寺电站

1

坝址控制流域面积

km2

863

2

坝址以上干流长度

km

56.78

3

干流平均坡降

‰

1.24

4

代表性流量

多年平均流量

m3/s

6.80

P=15%平均流量

m3/s

21.9

P=50%平均流量

m3/s

16.0

P=85%平均流量

m3/s

11.8

（二）

洋溪江电站

1

坝址控制流域面积

km2

592

2

坝址以上干流长度

km

42.81

3

干流平均坡降

‰

1.26

4

代表性流量

多年平均流量

m3/s

4.66

P=15%平均流量

m3/s

15.1

P=50%平均流量

m3/s

11.0

P=85%平均流量

m3/s

8.1

（三）

船形山电站

1

坝址控制流域面积

km2

695

2

坝址以上干流长度

km

47.18

3

干流平均坡降

‰

1.12

4

代表性流量

多年平均流量

m3/s

5.47

P=15%平均流量

m3/s

17.7

P=50%平均流量

m3/s

12.9

P=85%平均流量

m3/s

9.5

（四）

北峰山电站

1

坝址控制流域面积

km2

760

2

坝址以上干流长度

km

52.43

3

干流平均坡降

‰

1.21

4

代表性流量

多年平均流量

m3/s

5.98

P=15%平均流量

m3/s

19.3

P=50%平均流量

m3/s

14.1

P=85%平均流量

m3/s

10.4

二

特征参数

（一）

竹荆寺电站

1

上游正常蓄水位

m

31.6

2

下游尾水位

m

27.6

3

电站净水头

m

4.0

4

电站装机容量

kw

4×200

5

机组台数

台

4

6

多年平均发电量

万度

359

7

年利用小时

h

4500

8

回水长度

km

4.17

（二）

洋溪江电站

1

上游正常蓄水位

m

45.6

2

下游尾水位

m

41.1

3

电站净水头

m

4.5

4

电站装机容量

kw

4×160

5

机组台数

台

4

6

多年平均发电量

万度

278

7

年利用小时

h

4500

8

回水长度

km

3.0

（三）

船形山电站

1

上游正常蓄水位

m

40.6

2

下游尾水位

m

36.6

3

电站净水头

m

4.0

4

电站装机容量

kw

4×125

5

机组台数

台

4

6

多年平均发电量

万度

289

7

年利用小时

h

4500

8

回水长度

km

4.37

（四）

北峰山电站

1

上游正常蓄水位

m

36.1

2

下游尾水位

m

32.1

3

电站净水头

m

4.0

4

电站装机容量

kw

3×125+1×160

5

机组台数

台

4

6

多年平均发电量

万度

316

7

年利用小时

h

4500

8

回水长度

km

5.25

三

主要建筑物及设备

（一）

竹荆寺电站

1

厂房

型式

钢筋砼框架结构

地基岩性

变质岩

主厂房平面尺寸（长×宽）

m

20.5×8.2

水轮机安装高程

m

30.29

2

开关站

型式

户外式

地基岩性

变质岩

3

主要机电设备

a

水轮机型号

台数

台

4

额定出力

kw

200

额定转速

r/min

300

额定水头

m

4.0

额定流量

m3/s

11.8

b

发电机型号

台数

台

4

额定容量

kw

200

额定电压

kv

0.4

额定功率因数

0.8

额定转速

r/min

300

c

主变压器型号

台数

台

1

容量

KVA

400

（二）

洋溪江电站

1

厂房

型式

钢筋砼框架结构

地基岩性

变质岩

主厂房平面尺寸（长×宽）

m

20×8.5

水轮机安装高程

m

43.78

2

开关站

型式

户外式

地基岩性

变质岩

3

主要机电设备

a

水轮机型号

台数

台

4

额定出力

kw

200

额定转速

r/min

300

额定水头

m

4.0

额定流量

m3/s

11.8

b

发电机型号

台数

台

4

额定容量

kw

200

额定电压

kv

0.4

额定功率因数

0.8

额定转速

r/min

300

（三）

船形山电站

1

厂房

型式

钢筋砼框架结构

地基岩性

变质岩

主厂房平面尺寸（长×宽）

m

19.5×7.9

水轮机安装高程

m

39.28

2

主要机电设备

a

水轮机型号

台数

台

2

额定出力

kw

200

额定转速

r/min

300

额定水头

m

4.0

额定流量

m3/s

11.8

b

发电机型号

台数

台

2

额定容量

kw

200

额定电压

kv

0.4

额定功率因数

0.8

额定转速

r/min

300

（四）

北峰山电站

1

厂房

型式

钢筋砼框架结构

地基岩性

变质岩

主厂房平面尺寸（长×宽）

m

20×8

水轮机安装高程

m

34.79

2

主要机电设备

a

水轮机型号

台数

台

1

额定出力

kw

200

额定转速

r/min

300

额定水头

m

4.0

额定流量

m3/s

11.8

b

发电机型号

台数

台

1

额定容量

kw

200

额定电压

kv

0.4

额定功率因数

0.8

额定转速

r/min

300

四

施工

1

主体工程数量

开挖土石方

m3

3500

浆砌石

m3

1368

砼及钢筋砼

m3

1150

2

主要建筑材料

水泥

t

4800

块石

m3

650

砂

m3

900

钢筋

t

13.5

3

所需劳动力

总工日

工日

20000

高峰期工人数

人

100

平均人数

人

55

4

施工总工期月

月

6

五

经济指标

棋盘石电站项目

静态总投资

万元

1458.0

综合利用经济指标

水电站单位千瓦投资

元/kw

9112

单位电度投资

元/kw．h

2.43

经济效益费用比

1.11

经济内部收益率

%

14.5

经济投资回收年限

年

10.87

1.综合说明

1.1绪言

志溪河是资江的一级支流，发源于宁乡，经桃江进入赫山区，河道总长65km，平均坡降1.06%，流域总集雨面积1015km²，多年平均径流总量4.76亿m³，水能理论蕴藏量15.82mw,技术可开发量6.745mw，经济可开发量4.655mw，已开发量1.65mw。

全流域（赫山区境内）现建有小型水力发电站6个，装机13台1695kw，年发电量347万kwh，现装机仅占可开发装机的25.13%。

棋盘石电站是志溪河下流赫山区境内6个梯级小电站的统称，包括拟建的竹荆寺电站和已建的芭蕉电站、石笋电站、洋溪江电站、船形山电站、北峰山电站。

在已建的几个电站中，部分因机组经过多年的运行，设备严重老化，出力无法达到原设计指标；部分因原设计对水能利用考虑不充分，产生大量弃水。

本着充分利用水能资源，实现以电代薪的宗旨，本次可研主要对其中的竹荆寺电站新建及对船形山、洋溪江、北峰山电站进行设备更新及扩容改造进行分析论证，确定最佳水能开发方案，以提高水能开发的力度，达到以小水电代薪的目的。

报告依据《水利水电可行性研究报告编制规程》DL5020-93进行编制。

1.2水文

竹荆寺坝址是棋盘石电站项目的最下游，坝址以上流域集雨面积863km2，干流长56.78km，干流平均坡降1.24‰，年平均降雨量1460mm，多年平均年径流深650mm，流域内植被良好，地表径流以山坡集雨为主。

本工程地处亚热带湿润性季风气候区，气候温暖，雨量充沛，四季分明，严寒期短，无霜期长。

5～9月平均气温在20℃以上；5～6月为梅雨季节，天气沉闷，湿度大；7～8月在西太平洋副高热带控制下，极端最高气温达40℃以上。

棋盘石电站项目工程各坝址处特征流量见下表：

河坝名称

积雨面积（km2）

年平均流量（m3/s）

15%丰水年流量（m3/s）

50%平水年流量（m3/s）

85%枯水年流量（m3/s）

洋溪江

592

4.66

15.1

11.0

8.1

船形山

695

5.47

17.7

12.9

9.5

北峰山

760

5.98

19.3

14.1

10.4

竹荆寺

863

6.80

21.9

16.0

11.8

1.3工程规模

棋盘石电站工程包括竹荆寺、芭蕉、石笋、洋溪江、船形山、北峰山共六个梯级电站，本次工程设计规模如下：

竹荆寺电站拟装机4台800kw（4×200），年平均发电量288万kwh。

洋溪江电站原装机2台2×125kw，本次设计改建扩容至装机容量640kw（4×160kw），年平均发电量可至230万kwh。

船形山电站原装机2台2×125kw，本次设计改建扩容至装机容量500kw（4×125kw），年平均发电量可至168万kwh。

北峰山电站原装机3台3×125kw，本次设计改建扩容至装机容量535kw（3×125kw+1×160kw），年平均发电量可至184万kwh。

六处电站合称棋盘石电站，主要是就近供电，多余的电量并入赫山区电网，本次设计总装机容量为2475kw，比目前装机增加了1600kw，增加年发电量600万kwh，其中以电代薪装机容量800kw。

1.4工程布置及主要建筑物

1.4.1竹荆寺电站

1、工程布置

根据工程所在地的地形、地质等自然条件，拦水坝及厂址均位于xx市高新区谢林港镇。

采用明渠引水发电，尾水直接排入下游河道；变电站布置于厂房左侧。

2、主要建筑物

根据选定的工程布置方案，确定竹荆寺水电站工程主要建筑物包括进水渠道、控制闸、厂房、变电站等。

1.4.2洋溪江电站

洋溪江电站工程坐落于龙光桥镇，本次更新扩容改造调整装机容量采用4台160kw的水轮机组，厂房位置不变，只对厂房按新装机组的空间要求进行重修，此外对原进水渠道进行拓宽以满足过流要求。

电站主要建筑物与竹荆寺电站相同，尾水直接排入下游河道。

1.4.3船形山电站

船形山电站工程坐落于新市渡镇，本次更新扩容改造调整装机容量采用4台125kw的水轮机组，厂房位置不变，只对厂房按新装机组的空间要求进行重修。

对原进水渠道进行拓宽以满足过流要求。

电站主要建筑物与竹荆寺电站相同，尾水直接排入下游河道。

1.4.4北峰山电站

北峰山电站工程坐落于谢林港镇，本次更新扩容改造调整装机容量采用3台125kw和1台160kw的水轮机组，原厂房不动，只在现厂房旁边增设一个新厂房。

引水渠道还是利用原进水渠道进行拓宽。

电站主要建筑物与竹荆寺电站相同，尾水直接排入下游河道。

1.5水力机械

1、机组及其它主要机电设备

（1）水轮机主要参数

型号：

ZD760-LMY-100增加台数：

11台

额定水头：

4.0～4.5m额定转速：

300n/min

额定出力：

125～200kW额定流量：

3.71～6.25m3/s

（2）调速器：

选用TT-300型自动调速器，励磁装置采用TKL型。

（3）发电机主要参数

型号SF125-20/1180，额定功率125kW，共2台；

型号SF160-20/1180，额定功率160kW，共5台；

型号SF200-20/1180，额定功率200kW，共4台；

额定电压0.4kV，额定转速300n/min；

功率因数0.8。

（4）主变压器

型号：

S9-315KVA/10±0.5%/0.4台数：

4台

（5）断路器：

户外10kV真空断路器

型号：

ZW1-10/400台数：

4台

1.6施工

（1）土方工程施工：

土方开挖采用挖掘机施工，土料就近堆放，开挖坡比为1:

1.0。

土方回填采用推土机分层铺料，铺料厚度不大于30cm，然后采用履带式拖拉机（带碾磙）碾压,机械碾压不到的部位,应辅以蛙式打夯机夯实,最终压实度不小于0.92。

填筑材料选用粉质粘土，其物理力学性质指标满足规范要求。

（2）浆砌石砌筑：

利用从外地运来的石块，用斗车或拖拉机运送至砌筑工地，人工砌筑。

砌石工程施工顺序：

砂浆铺设—砌石安装—砌缝填筑—钢钎插捣密实—养护—转入上层砌筑。

砌石工程石料要求质地坚硬，砂浆应舱满，砌石牢固、稳定。

（3）钢筋砼浇筑：

采用人力钢筋制安，搭接长度需满足规范要求。

人工制作模板，人工搭拆脚手架，砼采用搅拌机拌制，人力胶轮车运送入仓，插入式振动捧配合平板震动器振捣，人工洒水养护；并根据天气变化情况采取必要的防冻措施。

1.7工程投资估算

经估算，完成本工程需总投资1458.0万元，单位千瓦装机投资指标9112元/kw,单位千瓦时发电量投资指标2.43元/kwh。

1.8经济评价

棋盘石电站是志溪河下游流域的一个水利梯级开发工程，各电站总增加装机容量1600kw，一年增加发电量600万度，总个工程静态总投资1458.0万元，按代燃料上网电价0.31元/kw计算，投资回报年限为10.9年，该项目经济内部收益率为14.8%＞12%综上所述，兴建该工程具有较好的经济效益，同时可消除安全运行隐患，并可以缓解当地用电紧张的局面，达到以柴代薪的目的，项目可行。

2.水文

2.1流域概况

竹荆寺坝址是棋盘石电站项目的最下游，坝址以上流域集雨面积863km2，干流长56.78km，干流平均坡降1.24‰，年平均降雨量1460mm，多年平均年径流深650mm，流域内植被良好，地表径流以山坡集雨为主。

2.2气象

本工程地处亚热带湿润性季风气候区，气候温暖，雨量充沛，四季分明，严寒期短，无霜期长。

5～9月平均气温在20℃以上；5～6月为梅雨季节，天气沉闷，湿度大；7～8月在西太平洋副高热带控制下，极端最高气温达40℃以上；秋季极地气团势力增强，天气晴朗少雨；冬季受蒙古高原气压所控制，多出现东北风；入春后，赤道低压北移，低纬海洋暖湿气流增强，由东南南岭向北移与北极气团相遇，是形成汛期暴雨的主要原因。

2.3径流

本工程流域内无水文观测资料，径流计算引用石板滩水文站1959~1988年的流量资料，按面积比推求志溪河各级河坝洪峰流量和多年平均流量。

1石板滩站各种频率洪峰流量推求如下：

石板滩站年最大日流量频率计算表

序号

年份

年最大日流量（m3/s）

按大小排列的流量（m3/s）

模比系数K

K-1

（K-1）2

P=M/（N+1）×100%

1

1959

79.8

239.0

2.58

1.58

2.507

3.23

2

1960

60.3

209.0

2.26

1.26

1.585

6.45

3

1961

55.4

209.0

2.26

1.26

1.585

9.68

4

1962

86.6

168.0

1.82

0.82

0.666

12.90

5

1963

168.0

167.0

1.81

0.81

0.648

16.13

6

1964

79.5

110.0

1.19

0.19

0.036

19.35

7

1965

239.0

107.0

1.16

0.16

0.024

22.58

8

1966

107.0

98.9

1.07

0.07

0.005

25.81

9

1967

92.2

96.5

1.04

0.04

0.002

29.03

10

1968

42.2

95.0

1.03

0.03

0.001

32.26

11

1969

209.0

92.2

1.00

0.00

0.000

35.48

12

1970

71.8

87.0

0.94

-0.06

0.004

38.71

13

1971

87.0

86.6

0.94

-0.06

0.004

41.94

14

1972

32.9

85.0

0.92

-0.08

0.007

45.16

15

1973

64.4

84.2

0.91

-0.09

0.008

48.39

16

1974

98.9

79.8

0.86

-0.14

0.019

51.61

17

1975

58.8

79.5

0.86

-0.14

0.020

54.84

18

1976

95.0

71.8

0.78

-0.22

0.050

58.06

19

1977

167.0

71.0

0.77

-0.23

0.054

61.29

20

1978

59.5

64.4

0.70

-0.30

0.092

64.52

21

1979

209.0

60.3

0.65

-0.35

0.121

67.74

22

1980

71.0

59.5

0.64

-0.36

0.127

70.97

23

1981

110.0

58.8

0.64

-0.36

0.133

74.19

24

1982

96.5

55.4

0.60

-0.40

0.161

77.42

25

1983

46.0

51.8

0.56

-0.44

0.194

80.65

26

1984

40.1

46.0

0.50

-0.50

0.253

83.87

27

1985

27.7

42.2

0.46

-0.54

0.296

87.10

28

1986

51.8

40.1

0.43

-0.57

0.321

90.32

29

1987

84.2

32.9

0.36

-0.64

0.415

93.55

30

1988

85.0

27.7

0.30

-0.70

0.491

96.77

∑

2775.6

92.52

1.00

0.00

9.827

计算得Cv=∑（（K-1）2/（N-1）=9.827/29=0.58

采用P-Ⅲ型曲线适线法计算，经过适线假定Cs=2.5Cv=1.45比较合适，并查得各种频率的模比系数如下：

频率p（%）

0.1

0.2

0.5

1

2

5

10

20