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1增容改造的對(duì)象分析

1.1水工建筑

水庫(kù)工程由水庫(kù)大壩、副壩、輸水系統(tǒng)、電站等組成。水庫(kù)大壩等水工建筑物，已于2008年進(jìn)行除險(xiǎn)加固，并于2010年通過蓄水驗(yàn)收。電站廠房因設(shè)備改換，需要作局部改造。另外，需要對(duì)電站廠房根據(jù)改造的要求進(jìn)行改造與裝飾。

1.2機(jī)電設(shè)備

水庫(kù)電站機(jī)電設(shè)備已運(yùn)行25a，超過使用壽命期，從電站運(yùn)行歷史情況及維修記錄來看，久修不愈，長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，比較明顯的如進(jìn)水主閥漏水嚴(yán)重，存在安全隱患，不能保證電站正常和安全運(yùn)行。而且多數(shù)是被國(guó)家列為高能耗、低效率的淘汰產(chǎn)品。因此，電站設(shè)備安全隱患嚴(yán)重，急需改造。

1.3水輪機(jī)蝸殼與叉管

通過對(duì)水輪機(jī)蝸殼和叉管檢查，基本完好。沒有發(fā)現(xiàn)漏水、有害變形與振動(dòng)等安全隱患，局部地方有銹蝕，但沒有超過規(guī)范允許值。改造實(shí)施時(shí)將對(duì)水輪機(jī)蝸殼和叉管作進(jìn)一步檢測(cè)，并進(jìn)行除銹涂漆等維修。根據(jù)上述分析，電站需要進(jìn)行改造，重新選擇、安裝設(shè)備，可適當(dāng)提高機(jī)組容量，選用高效水輪機(jī)，輔助設(shè)備以及其它電氣主要設(shè)備應(yīng)選用節(jié)能型新設(shè)備。水工建筑物基本完好，僅需對(duì)電站主、副廠房進(jìn)行改造和裝飾。水輪機(jī)蝸殼和叉管基本完好，改造實(shí)施時(shí)應(yīng)進(jìn)一步檢測(cè)與必要的維修。

2增容改造后的機(jī)組容量與電能核算

2.1機(jī)組容量

水庫(kù)電站原來3臺(tái)機(jī)組總裝機(jī)容量為2×1250kW+1×320kW，電站設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量為640×104kW·h，年利用小時(shí)數(shù)為2270h。本電站設(shè)計(jì)時(shí)的水庫(kù)發(fā)電死水位為136m，根據(jù)水庫(kù)1983－2011年共29a運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，水庫(kù)多年平均運(yùn)行水位為148.4m，根據(jù)水庫(kù)的調(diào)度原則，為了提高灌溉和供水的保證率，水庫(kù)發(fā)電死水位被調(diào)整到150m的水平。由于發(fā)電死水位的提高，增大了電站的平均水頭，同時(shí)也增加了水庫(kù)的棄水概率。為了充分利用水庫(kù)的泄洪水量，在電站技改投資增加很少的前提下，適當(dāng)增加本電站的裝機(jī)容量?？紤]電站的增容受原有建筑物尺寸、預(yù)埋部件、輸水系統(tǒng)和廠房結(jié)構(gòu)等的限制，擴(kuò)容后的本電站裝機(jī)容量為2×1500kW+1×450kW。

2.2電能核算

隨著電站機(jī)組的增容改造和發(fā)電水位的提高，可以減少水庫(kù)的棄水量和水資源的利用效率，因此電站的電能也將發(fā)生變化。電站在改造前后兩種情況的電能估算，電站更新增容后主要特性。

3增容改造工作的基本框架

3.1不改變?cè)そY(jié)構(gòu)，以縮短改造的工期和減少投資

1#、2#、3#機(jī)組容量分別增加到1500、1500和450kW。1#、2#水輪機(jī)部分更換水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，其它部件基本不變。發(fā)電機(jī)部分更新定子線圈，采用新的絕緣材料，將絕緣等級(jí)從B級(jí)提高到F級(jí);定子鐵芯在舊線圈拆除后進(jìn)行清理、檢查，并進(jìn)行鐵芯溫度試驗(yàn)，排除局部短路點(diǎn)，合格后鐵芯表面噴半導(dǎo)體防暈漆，槽內(nèi)墊條均采用半導(dǎo)體墊條，定子嵌線后，整體澆二次F級(jí)絕緣漆。轉(zhuǎn)子部分更換絕緣材料，將絕緣等級(jí)從B級(jí)提高到F級(jí)，同時(shí)增加線圈匝數(shù)。3#水輪發(fā)電機(jī)組全部更換，保留蝸殼進(jìn)口彎管和尾水管埋件。

3.2機(jī)組附屬設(shè)備、電站輔助系統(tǒng)主要設(shè)備等進(jìn)行更新?lián)Q代

水輪機(jī)根據(jù)水頭和流量重新進(jìn)行選擇新的轉(zhuǎn)輪。更換新轉(zhuǎn)輪后的1#、2#水輪機(jī)模型最高效率要達(dá)到93.00%以上，3#水輪機(jī)最高模型效率要達(dá)到93.00%以上，而且新轉(zhuǎn)輪要適應(yīng)老水輪機(jī)的流道，以減少異形效應(yīng)。當(dāng)水頭超過額定水頭，機(jī)組允許超出力運(yùn)行，并且要求發(fā)電機(jī)在功率因數(shù)0.85～0.95范圍內(nèi)能穩(wěn)定運(yùn)行。測(cè)量、控制、保護(hù)設(shè)備采用以機(jī)組現(xiàn)地控制保護(hù)單元為基礎(chǔ)的電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。改造原來油、氣、水等公共系統(tǒng)，并滿足與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接口的要求。機(jī)組改造后，調(diào)保計(jì)算要符合要求，即轉(zhuǎn)速上升率和壓力上升率要符合要求。機(jī)組改造后應(yīng)保證安全、穩(wěn)定運(yùn)行，不發(fā)生有害的振動(dòng)，水輪機(jī)吸出高度要滿足電站現(xiàn)有的工作條件。

3.3主副廠房改造和裝修

主副廠房結(jié)構(gòu)不變，為改善運(yùn)行人員工作環(huán)境，進(jìn)行簡(jiǎn)單裝修，包括廠房門窗、中控室地板等。

4工程概算與增容改造的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

4.1工程概算

本工程概算總投資為811.98萬元。其中建筑工程10.06萬元，機(jī)電設(shè)備及安裝工程673萬元，獨(dú)立費(fèi)用90.25萬元，基本預(yù)備費(fèi)38.67萬元。

4.2經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

(1)水電站增效擴(kuò)容后裝機(jī)容量3450kW，年發(fā)電量580×104kW·h，電站改造總投資811.98萬元，單位千瓦投資2353.57元。

(2)財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率Ic=10%的財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為205.13萬元，大于0;全部投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率13.45%，投資回收期為7.87年，投資利潤(rùn)率9.99%，投資利稅率14.9%。

(3)本工程經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率22.9%，遠(yuǎn)大于《小水電建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)程》(SL16－2010)建議的8%的社會(huì)折現(xiàn)率，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值1095.46萬元，大于零，修建本工程在經(jīng)濟(jì)上是合理的。

作者：王志平黃維舟朱秋芳單位：永康市飲用水服務(wù)站浙江省永康市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)所永康市楊溪水庫(kù)灌溉工程管理局