1、梅子水一二級電站增容擴建可行性分析摘要：利川市梅子水電站建立較早，由于設計受當時條件限制裝機容量較小，年利用小時較大，棄水較多。因此增容改造可行性分析工作顯得非常必要。根據電站多年運行參數、水文資料及財務經濟評價進展分析增容可行性。關鍵詞：梅子水電站增容擴建可行性一工程概況梅子水是利川市五大水系之一，位于市西北部，為長江三峽段匯入支流石蘆河的主要源頭之一，主流源于利川市南坪鄉，沿東北方向流經南坪鄉、柏楊壩鎮、興隆口管理區，在兩河口石家咀出利川進入重慶市境內，于云陽故陵鎮匯入長江。干流全長84.4k，流域總面積547.12k2，其中境內河段長45.4k，流域面積227.5k2。境內河道按地形可劃

2、分為兩段，上段26.1k縱坡平緩，平均縱坡1.1，下段19.3k縱坡陡，自然落差大即從一級電站大壩開場至重慶市邊界，平均縱坡達3.5%，水力資源豐富，水能理論蘊藏量6.89萬k，可開發量2.41萬k。該流域規劃按五個梯級開發，總裝機10臺共13270k，其中一、二級電站早已建成(裝機容量1570k)，三級電站(設計裝機6000k)已完成初設階段前期工作。一級電站于1986年建成，已運行15年，該站地處自然落差非常集中的跌水跌馬坎下方，僅引水380就獲得水頭115，引用流量1.33/s，裝機2500k。主要水工建筑物為：漿砌石低攔水壩一座，以滿足引渠進水要求，引水局部為全隧洞長380，渠末設漿砌

3、石前池一座，前池至廠房敷設D800壓力鋼管一條長250。機電部份現狀為：機組為斜擊式，分設高壓室和中控室，發電機電壓為400v，采用10kv電壓等級將電力輸送到柏楊鎮35kv變電站，輸送間隔 9k。該站自建成至今運行正常，上網后年均發電量600萬kh，最高達650萬kh，計入調度限發電及設備非正常檢修等因素，該站年均發電量可達630萬kh左右，最高可達680萬kh，即年利用小時數在6000-6800h之間。二級電站建于1977年，已運行24年，該站攔水壩緊接一級電站尾水，引渠長0.96K，渠末設漿砌石前池一座，前池至廠房敷設D800壓力鋼管一條長127，水頭62，引用流量1.53/s，裝混流式

4、機組2臺共570k1320+1250,無副廠房。電力送至一級一并輸出，該站主要由于機組設備質量差，運行一直不正常。存在的問題1、原裝機容量小一、二級電站受開發時期客觀條件限制，即主要由于資金缺乏、用電負荷孝小孤網運行等因素制約，致使電站裝機容量未能按充分合理利用水力資源的要求確定，導致裝機容量小，年利用小時數過高且長時間棄水。2、引用流量小，汛期棄水嚴重一級電站引用流量為1.33/s，僅為中水年年均流量3.133/s的41%，利用流量顯然小了。自92年上網以來，在年利用小時數高達6000-7000h的情況下，仍長期棄水，從州水文水資源勘測局提供的豐、平、枯代表年逐日平均流量統計計算，平均每年日

5、均流量大于引用流量出現棄水的時間達203天，多達4872h，充分說明梅子水一、二級電站現有裝機引用流量小，造成了水力資源浪費，具有較大的改、擴建增容潛力。3、機組設備質量差二級電站目前水工部份運行正常，但機組設備狀況極差，由于建立時期條件困難，四臺主機分別由四個非正規廠家制造，質量差且不配套，運行一直不正常，目前已嚴重老化，出力缺乏，處于帶病運行狀態，兩機組只能到達額定出力的70%-80%，另據運行統計顯示，機組每年因被迫停機修理多達900-1500小時，而且買不到配件。該站自1992年上市網以來，年均發電量211萬kh，僅為設計值380萬kh的56%，年利用小時數僅3700h，主要是設備質量

6、問題所致，加之該站廠房現已非常破舊，因此，該站亟待更新改造。4改造的必要性鑒于上述情況，加之兩站都早已并網運行，尤其上游五座小水庫每年可提供600萬3調蓄水量，為電站提供可靠的日調節條件，枯水期可集中發頂峰電，該工程施行后，裝機容量約占市網電站裝機的20%，枯水期利用大型日調節池發峰電，在市網上具有較好的調峰作用。而且按現行標準上網電站年利用小時過高實際上是水力資源的浪費，因此擬對兩站進展改擴建，實現增容，解決棄水浪費和年利用小時數過高的問題，將年用小時降到4500h左右,使水力資源得到合理、充分的利用，多發電、發峰電，從而獲得更好的經濟效益。因此，對梅子水一、二級電站進展擴建改造增容不僅必要

7、，而且非常迫切。二工程自然條件2.1氣象水文2.2.1氣象梅子水流域屬亞熱帶潮濕季風性山地氣候，流域內歷年平均氣溫12.2，最高+34.9，最低-15.9，無霜期234天，相對濕度在80%-83%之間。峰面雨是降水的主要特征，流域內設有南坪、柏楊兩個雨量站，南坪站位于流域上游，始建于1964年，積累資料37年，柏楊站始建于1958年，積累資料43年。流域內多年平均降雨量1400，年最大降雨量1835，年最小降雨量782.2，24h最大降雨量：南坪站212.9、柏楊站202.5。2.2.2水文委托恩施州水文水資源勘測局作本工程水文分析計算，現將流域特征參數及計算成果列于下面：1、F=139k2L

8、=26.1kJ=1.12、設計年徑流成果表表1-1設計年徑流成果表表1-1年別設計頻率P年雨量()年徑流深()年平均流量(3/s)代表年豐水年P=20%1550.5870.83.841970平水年P=50%1349.6713.63.161987枯水年P=80%1115.9543.12.3819922.2.3設計洪水該工程規模為小型，按標準要求取洪水設計頻率為P設=5%，經計算得設計洪峰流量為5943/s。由于壩址上游河道縱坡平緩，尤其是開河口人工河段及節制閘行洪才能有限，洪水期間導致上游大片農田吞沒，形成滯洪庫容從而大大削減了洪峰流量，從1982年7月洪水p=2%壩上實測水位計算過壩流量僅為1

9、073/s，本次設計過壩洪水流量經滯洪調洪演算Q設=2053/s。三工程改造方案3.1水能計算3.1.1根本資料和設計條件1、徑流系列：梅子水為引水式電站，只能在枯水期利用上游開河口排澇控制閘進展日調節，應選用豐、平、枯三個典型代表年以日為時段作水能計算。1970年豐水年(p=20%)，年平均流量3.843/s；1987年平水年(p=50%)，年平均流量3.163/s；1992年枯水年(p=80%)，年平均流量2.383/s；2、利用水頭：一級電站：前池正常水位1107.9，下游尾水位992.4，利用毛水頭115.5，考慮水頭損失后按平均利用水頭110作水能計算。二級電站：平均利用水頭59。一

10、、二級電站合并改建，平均利用水頭174。3、出力系數：一、二級電站改擴建均取7.5。4、設計保證率：一、二級電站均采用p=80%歷時保證率作為其設計保證率。3.1.2水能計算按無調節、常水頭作逐日可發出力計算。梅子水一級電站，在枯水期可利用上游開河口排澇控制閘進展日調節，裝機容量宜適當大一點，故擬定裝機容量1000k、2000k、2500k、3000k四個方案，分析發電量與裝機容量引用流量的關系。梅子水二級電站，考慮與一級電站引用流量相匹配，按推薦裝機規模1600k計算。梅子水一、二級合并擴建，考慮一級現有機組作為增發節性電量，二級現有機組報廢，擬定新增裝機容量3000k、4000k和5000

11、k計算，水能計算成果見表1-2。梅子水一、二級電站改擴建水能計算成果表表1-2電站名稱裝機容量()最大引用流量(3/s)發電量(萬k.h)年利用小時(h)水量利用系數(%)全年4-8月9-11月12-3月梅子水一級1.01.21716353195168715231.62.02.421094616287191547148.42.53.031222706317199488954.03.03.641326782339205441958.6梅子水二級0.51.133651789988729130.11.63.46709417182110443258.5梅子水合一級3.02.30168394044330

12、0560747.04.03.0719541135503316488654.65.03.6621431271546326428659.9由電站出力歷時保證率曲線，查得設計保證率P=80%的保證出力為：梅子水一、二、合一級保證流量均為0.633/s，保證出力分別為518k、278k和820k。3.1.3裝機容量比擬與確定擬定1000k至3500k五個不同的裝機容量，主要以年利用小時數和引用流量是否合理作為確定裝機規模的根據，見表1-3梅子水一級裝機容量比擬表表1-3裝機容量(k)引用流量(3/s)年電量(萬kh)年利用小時數(h)年利用小時情況評價引用流量評價水量利用率%10001.2171571

13、52太高太小31.620002.4210945471過高小48.425003.0312224889偏高較小54.030003.6413264419適中適中58.635004.0714074020偏低偏大59.7從表中可以看出，五種裝機方案從年利用小時數和引用流量兩要素分析，裝機3000k時較優，年利用小時數適中，同時引用流量也界于豐、平水年年均流量之間，水量利用率到達58.6%。因此，選定一級電站裝機容量為3000k，除保存現有裝機2500k外，再新裝一臺2000k機組。二級站裝機由一級站引用流量決定，一級站發電流量3.643/s，初選二級裝機2800k，單機流量1.853/s，與一級引用流量

14、匹配，選擇合理。按此方案改擴建后，梅子水一、二級電站裝機容量將由如今的1570k增容至4600k，凈增容量3030k。比擬方案按水能計算并結合現有裝機等因素，確定裝機總容量4830k，一級1000k，二級站址新裝1臺3200k，現有機組更新為1630k。3.2工程改造方案3.2.1工程等別和標準梅子水一、二級電站改擴建工程總裝機容量為4600k(推薦方案)，工程等別為四等。主要建筑物為4級，次要和臨時建筑物為5級。3.2.2推薦方案該方案為原址增容，工程方案為：1、一級電站將現攔水低壩改建成閘壩，利用閘壩及開河口節制閘可蓄水60萬3，形成大型日調節池為梯級電站提供日調節水量，一級擬新增裝機12

15、000k，設計水頭112，引用流量2.63/s。現有引水隧洞過流才能有限，擬在現隧洞左側重新挖掘一條隧洞，斷面1.52.0，前池靠溢流堰側擴寬5，管道靠現管線左側平行敷設，管中心距2.4，取D1000，管長250，將現高壓室改作發電廠房，將高壓室移至現副廠房一側。2、二級電站二級電站將現有1320+1250k機組報廢，改造成2800k，設計水頭61，引用流量3.93/s。攔水壩不動，渠道過流斷面和前池適當擴大，另于現管道右側敷設一條D800壓力鋼管，廠房撤除重建。該方案施行后，一級站裝機為3000k，二級站2800k，總容量4600k，其中改擴建容量3600k，比原一、二級裝機增加3030k。

16、3.2.3比擬方案本方案將一級電站增容移至二級電站，攔水閘壩與推薦方案一樣，引水局部均為隧洞，取水口位于壩前河道左側凹岸處，洞長1.49k，于渠末二級電站上方建前池一座，敷設壓力鋼管一條長324，取D1000，過流2.53/s，管道從二級前池以下靠二級現管線右側平行布置，管中心距3.5，廠房撤除重建，新裝機13200k，原兩臺共570k機組改為1630k，該站裝機3830k，加上一級2500k，本方案一、二級總裝機4830k，其中改擴建容量3830k，比原一、二級裝機增加3260k。3.2.4方案比擬1、地形地質條件：推薦方案地形條件較好，比擬方案地質條件較好，兩方案均能滿足工程建立要求；2、

17、施工條件及工期：推薦方案施工條件好，比擬方案施工條件差，推薦方案為優。工期均為12個月；3、當地建筑材料：兩方案根本一樣，無明顯優劣之分；4、裝機容量及年發電量：推薦方案比比擬方案裝機少230k，年發電量少52萬kh，比擬方案略優；5、施工對現一、二級電站的影響：推薦方案對現一、二級電站運行影響較大，一級預計要停機3-5個月，二級需全程停機。比擬方案施工對一級電站影響較小(在建閘壩時有影響)，二級仍需全程停機。這一點比擬方案略優；6、工程量及投資：比擬方案隧洞、前池及廠區工程量比推薦方案大得多，因此導致工程投資高出155萬元，推薦方案為優。綜上所述，推薦方案雖然也存在某些優勢，如裝機和發電量較

18、少，施工對一級電站發電運行影響時間較長，但其優勢亦十清楚顯，主要表達在地形條件、施工條件好，尤其至關重要的是工程量和投資小得多，從而使工程綜合經濟指標大大優于比擬方案，經綜合分析比擬，選定推薦方案作為“可研工作的重點。四經濟評價4.1經濟評價方法與方案本工程為小水電改造工程，本階段主要針對改擴建工程進展經濟評價，即從國家綜合平衡角度出發，采用經濟(影子)價格與社會折現率等經濟參數計算工程的效益和費用，考察工程對國民經濟開展的奉獻，評價其經濟合理性。本工程主要為發電效益，采用可防止本錢方法，即以最優等效替代火電工程費用，按有無工程比照法，分析電量與容量的經濟效益，計算經濟評價指標。本工程改擴建方

19、案包括：一級在保存現有工程發電1000k的根底上，整修引水壩，增建引水隧洞，擴大前池，新建壓力管道、發電廠房和升壓站，新增2000k發電才能；對二級進展全面改造，擴大引水渠道，增建壓力管道，翻修廠房，新裝2800k機組(原機組退役報廢)。4.2經濟評價的主要根據1、國家計委、建立部1993年公布的?建立工程經濟評價方法與參數?(第二版)；2、水利部1995年6月發布的?小水電建立工程經濟評價規程?(SL16-95)。4.3經濟評價采用的主要參數1、社會折現率：采用12%；2、經濟計算期：包括建立期、投產期和消費期，本工程建立期2年(實際施工期1年，準備期半年)，消費期采用20年；3、時間基準點

20、：計算期的時間基準點定在建立期的第一年初。4.4工程經濟費用1、固定資產投資：本階段考慮財務現行價格為市場價格，經濟轉換系數均取1。因此，本階段以工程靜態總投資1291.72萬元作為固定資產原值(固定資產投資形成率取1.0)。2、年運行費用：包括修理費、材料費、工資及福利費和其它費用等，按財務經營本錢計算，分別取值為：修理費取固定資產原值的1%；電站定員按增加6人計，福利費按職工工資總額的14%計算；材料費5元/k；其它費用20元/k。因此，本工程增加年運行費26.71萬元。4.5工程效益本工程主要為發電效益，分別計入電量效益和容量效益。根據國家電力公司動力經濟研究中心所作?湖北電網電源開展戰

21、略研究?，擬定分季電量的可防止本錢(經濟價格)為：豐水季(4-8月)0.201元/k.h平水季(9-11月)0.260元/k.h枯水季(12月1-3月)0.443元/k.h容量效益按可防止本錢(替代火電投資)537.2元/k-年計。根據改擴建方案，梅子水一級假設不進展改造，發電效益將逐漸衰減，消費期平均以設計才能的70%承當基荷計，施行本工程仍保持老機組同樣的發電才能，增發豐水季電量。二級全面更新改造，現有機組消費期平均發電效益只計30%。梅子水一、二級施行改擴建后，可利用閘壩及開河口控節制閘蓄水約60萬3的調蓄才能進展日調節，在利川市電網內調峰，其工作容量以保證出力的4倍計。根據動能指標計算梅子水一、二級改擴建工程的電量效益和容量效益，計算結果為：現有效益為211.68萬元，施行改擴建后的效益為670.38萬元，效益增量為458.70萬元。4.6經濟評價指標根據前述分析，進展國民經濟評價指標計算，經濟效益費用流程計算，得到主要評價指標如下：經濟內部收益率：29.7%經濟凈現值：1509.15萬元經濟效益費用比