白水门电站技术改造可行性研究报告书Word格式文档下载.docx
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1.2水电站现状
永丰县白水门水电站位于吉安市的东北部,永丰县潭城乡境内,地处赣江水系乌江支流恩江河上游,距离永丰县城7.5km。
目前白水门水库枢纽工程主要建筑物有:
大坝、左岸溢洪道、右岸溢洪道、输水隧洞、输水涵管、一级电站、二级电站等。
白水门水库坝址座落在潭城乡白水门村,水库有效集雨面积26.6km2。
白水门水库是一座以灌溉为主,兼有发电、防洪、养殖等综合效益的中型水利枢纽工程,设计灌溉农田2.5万亩,有效灌溉农田2.1578万亩,旱涝保收农田1.5539万亩。
水库设计总库容2210万m3,最大总库容达到2700万m3,有效库容1515.5万m3,正常高水位134.44m,正常高水位水面面积1.96km2。
大坝坝型为均质土坝,坝顶高程140.77m,设计坝高27.93m,最大坝高30.65m,大坝坝顶设计长度185m,实际长度155m,坝顶宽度7m。
溢洪道分左右二个,为宽线型式,堰顶高程134.44m,右侧溢洪道堰顶宽10m,最大泄洪量211m3/s,左侧溢洪道堰顶宽10.5m,最大泄洪量234m3/s。
输水隧洞为压力隧洞,位于大坝左岸山体中,隧洞全长135.0m,进口底高程117.94m,圆形钢筋砼衬砌,内径1.6m,进口段为马蹄形砖砌结构,长10m,其后为钢筋砼压力管段,内径0.8m。
白水门水库于1958年7月动工兴建,1960年2月竣工蓄水。
白水门水库可养殖水面面积1750亩,已养殖水面面积1300亩,多年平均产鱼量约3万斤。
白水门电站为坝后引水式电站,设计总引用流量3.06m3/s,总装机840kw(2*320kw+1*200kw)。
改造前设计多年平均发电量159.73万kw.h,实际年发电量110.00万kw.h,其中2006年发电量85.00万kw.h,保证出力150kw。
白水门电站分一级站和二级站,二站相距约35m。
在灌溉输水隧洞的出口处,用压力钢管分叉到一级站和二级站。
一级站叉管长5m,压力叉管内径0.8m。
一级站水头20米,流量1.47m3/s,装机1台200kw,主要是利用灌溉期间的水能发电。
二级站的叉管长35m,压力叉管内径0.8m。
二级站水头45m,流量1.94m3/s,装机2台共640kw(2*320kw),主要是利用汛期的水能发电。
一级站的电能通过400V的架空线路输送到二级站,经过变压器升压到10KV后,通过10KV线路(线径为LGJ-25)接入8km处的城东10KV开闭所,并入县电网。
一级站的水轮机型号为HL260-WJ-50,发电机型号为TSWN-S-250kVA,调速器型号为TT-150,发电机控制屏为BSL型,配DW16-630万能式断路器。
二级站的水轮机型号为HL220-WJ-42,发电机型号为TSWN-85/32-6,320KW,调速器型号为TT-300,发电机控制屏为BSL型,配DW16-1600万能式断路器。
10KV升压站设在二级站,升压站内装有2台变压器,型号为SJ-420/10.5,变压器高压侧通过跌落式熔断器(型号为RW10-10)接到汇流母线,再经过跌落式熔断器到10KV输电线路接入县电网。
白水门电站于1964年8月动工兴建,1965年5月竣工投产发电。
白水门水库主坝为均质土坝,建成至今已有47年之久,期间经多次加固处理,但在运行过程中,发现大坝隐患较多,未能彻底根除。
2006年江西省水利厅、吉安市水电局、永丰县水电局共同组织有关专家对水库病险情况进行咨询,并报送上级部门审批,于2007年再次对水库防洪进行除险加固施工,由江西省水利水电规划设计院设计,福建省水利水电工程有限公司施工,目前正在进行大坝、左岸溢洪道、右岸溢洪道、输水隧洞等的加固施工,计划2008年2月工程竣工。
1.3永丰县电网现状
永丰县位于江西省中部、吉安市东北部。
全境四面环山,山峦叠障,地势东南高,西北低。
东南部多为山地,中部为平原,北部多为丘陵地带。
全县略呈一个不整齐的盆地地势,呈“哑铃”状,属吉太盆地一部分。
全县土地总面积2695km2,合404万亩。
其中,山地面积322.6万亩,占总面积的79.85%;
现有耕地45.64万亩,占总面积的11.29%;
河湖面积9.25万亩,占总面积的2.3%。
全县人口41.61万人,其中农业人口34.57万人,非农业人口7.04万人。
永丰县自然资源丰富,森林覆盖率高达70.7%,属中亚热地带季风湿润气候,气候温和,雨量充沛,落差大,地表径流丰富,河道坡降集中,是理想的电力开发之地。
多年平均地表径流总量约22.742亿m3,多年平均降雨量为1577.4mm。
全县水能蕴藏量约14.4629万kw,可开发利用容量约9.3815万kw,年平均发电量4.0974亿kw.h。
目前永丰县电网由110KV和35KV线路形成输电骨架。
现有110KV变电站2座,主变总容量4.4万KVA,其中永丰变电站主变容量1*3.15万KVA,藤田变电站主变容量1*1.25万KVA,110KV输电线路2条,总长86.95km;
35KV变电站5座,主变6台容量1.74万KVA,35KV输电线路9条,总长158.83km。
电网以县城为中心,内与各乡镇及大型工矿企业相连,外用1回110KV线路通过吉水变电站与吉安市电网连接。
截止2006年永丰全县有水电站34座,水电总装机容量达到3.4435万KW。
全年发电量10500万kw.h。
2005年全县社会用电量1.3175亿kw.h,其中工业用电5867万kw.h,占44.53%;
居民生活用电量5926万kw.h,占44.97%,人均用电量316kw.h,户均生活用电量551kw.h,农村动力及农排用电量1046万kw.h,占7.93%;
非居民及商业用电量336万kw.h,占2.55%。
2005年永丰县全社会用电量中的工业与生活用电构成比5867/5926,从全县用电比重看,工业和生活用电量在逐年增加。
1.4气候特点
白水门溪流域地处江西省中部、赣江中游东面,属亚热带季风气候区。
气候温湿,四季分明,雨量丰沛,光照充足。
受季风影响,每年4-6月,冷暖气流持续交绥于长江中下游一带,形成大范围的降水。
该时期是本流域降水最多的季节,往往产生较大暴雨,引发洪灾。
7-9月受台风影响,亦有较大降雨发生。
11月至次年3月受西伯利亚冷高压控制,雨量很少。
因此,本流域的气候特点是:
盛夏季节多为副高控制,盛行西南风,天气晴热少雨;
冬季受西伯利亚冷高控制,盛行西北风,天气寒冷少雨;
春夏交替之时,冷暖气团常交绥于境内,梅雨连绵;
秋季常受变性高压控制,形成秋高气爽的晴朗天气。
1.5气象特征
坝址控制流域内无气象资料观测站,位于水库南面且距坝址9km的恩江镇设有永丰县气象站,该站建于1958年12月,观测项目有降雨、蒸发、气温、风速、日照、湿度等。
蒸发量观测采用20cm口径蒸发皿进行。
以位于永丰县城的恩江站为白水门溪流域降雨量统计分析代表站,经统计分析:
本流域多年平均降雨量1636.7mm,最大一日降雨量259.3mm,出面在1997年8月31日。
降雨量年际年内分配不均,年内降水量主要集中在汛期4-6月,汛期4-6月降雨量占全年的45.5%。
枯水期10月至次年1月降雨量仅占全年的15.5%。
最大年降雨量2415.9mm(出现在1997年),是最小年降雨量836.0mm(出现在1971年)的2.89倍。
据永丰县气象站1959-1998年共40年的气象资料统计分析,本区域的多年平均气温18.0℃,极端最高气温41.7℃,出现在1991年的7月18日,极端最低气温-10.0℃,出现在1991年的12月29日;
多年平均风速1.7m/s,历年最大风速18.0m/s,出现在1990年的月8日,相应风向为SW(西南风);
多年平均蒸发量1457.7mm,最大蒸发量出现月份为7月,多年平均值242.9mm,最小蒸发量出现月份为1月,多年平均值47.8mm;
多年平均无霜期275天,无霜日最多的年份是1994年,为327天,无霜日最少的年份是1986年,为237天;
多年平均日照小时数为1674小时。
1.6水电站改造问题
白水门电站于1964年8月动工兴建,1965年5月竣工投产发电,建成投入运行已有42年之久,期间经多次维修、改造,但由于设备已超过规定使用年限,老化严重,事故率高;
水轮机、发电机久修不愈,长期带病运行,缺陷多,达不到额定功率;
水轮机汽蚀严重,出力受阻;
发电机绝缘老化,达不到要求,机组效率低下,综合效率不到0.60,机组出力受阻达到20%;
主阀锈蚀严重,不能安全运行;
机电设备陈旧,技术落后,效率和自动化程度低;
上网输电线路线径(LGJ-25)小,线路损耗大(年损耗率在20%以上);
设备年代(大部分为60-70年代产品)已久,均属于国家颁布淘汰的机电设备;
大部分设备锈蚀严重,存在很大安全隐患;
维修零部件难配,且维修的意义不大。
为充分利用现有的水能资源,充分发挥白水门水库和电站的综合效益,迫切需要对白水门电站进行更新改造。
1.7水电站改造内容
白水门电站技术改造应充分考虑利用原有的设施,并对改造部分做到技术先进、经济合理。
白水门电站技术改造是在原有水工建筑物的基础上,对电站内的水轮机、发电机及相应的附属设备进行更新改造。
这次技术改造的内容有:
压力钢管更换、水轮机、发电机、进水口主阀、辅助设备(励磁装置、调速器)、发电机控制保护等设备的重新选型、更换;
升压站的扩容、改造;
更新上网线路8km;
并对电站进行微机保护和计算机监控系统改造,以实现电站的无人值班或少人值守,改善现有的运行条件;
恢复或增大水电站的设计发电能力,保证发电系统和引水系统的及水工建筑物的安全可靠性。
本次白水门电站技术改造可行性研究报告的设计内容包括:
水轮机、发电机、进水口主阀、辅助设备(励磁装置、调速器)、发电机控制保护、升压站等设备选型、电气主接线方案的比较推荐,消防设计以及技术改造的投资概算等。
共分主机及辅助设备改造、电气设备改造、工程投资和经济评价四部分。
1.8水电站工程特性表
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
一
水文
1
流域面积
全流域
km2
72.4
坝址以上
26.6
2
代表性流量
多年平均流量
m3/S
0.78
设计洪水流量
40.15
校核洪水流量
60.03
二
水库
总库容
万m3
2134.0
正常水位
m
133.44
校核洪水位
137.06
设计洪水位
136.06
三
下泄流量
设计洪水最大泄量
67.0
校核洪水最大泄量
140.0
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