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1、湖北省 秭归县 卡马石电站增容改造工程 设计工作报告 工 程 设 计 证 书 等 级： 丙 级 编 号： A242006094 二一二年十一月 目录目录 1.工程概况工程概况 1 1.1 概述概述.1 1.2 水文气象水文气象.1 1.3 地地质质.1 1.4 工程任工程任务务.2 1.5 工程投工程投资资.4 2.1 工程工程规规模和等模和等级级.4 2.2 工程布置及建筑物工程布置及建筑物.4 2.2.1工程工程设计设计要点要点4 2.2.2水力机械水力机械6 2.2.3电电气部分气部分8 2.2.4金属金属结结构构11 3.设计变设计变更更 12 4.设计设计文件文件质质量管理量管理 1
2、2 4.1 质质量管理体系量管理体系.12 4.2 质质量管理制度量管理制度.13 5.设计为设计为工程建工程建设设服服务务 15 3.重视各方的合理化建议和要求，在保证安全、科学及经济的条件下及时按照有关建议修改设计重视各方的合理化建议和要求，在保证安全、科学及经济的条件下及时按照有关建议修改设计 方案。方案。 .16 6.结论结论 17 7.附件附件 18 7.1 设计设计机构机构设设置和主要工作人置和主要工作人员员情况表情况表.18 7.2 设计设计大大纲纲.19 7.3 工程工程设计设计大事大事记记.20 1.工程概况工程概况 1.1 概述概述 卡马石电站位于长江西陵峡一级支流童庄河流
3、域，该流域属秭归 县七条主要河流之一，地处秭归县南部，发源于云台荒分水岭，最高 处海拔 1892m，流经文化、郭家坝两个乡镇。全流域面积 254km2， 干流全长 32.5km,平均坡降 22。在秭归县郭家坝镇西侧的卜庄河处 注入长江。 卡马石电站始建于 1985 年，共三台机组发电，多年平均发电量约 为 488 万 kWh，供区采用全部电量上网的供电方式。 1.2 水文气象水文气象 电站所在流域属亚热带季风候区，一年四季分明，温暖湿润，雨 量充沛，光照充足，热量丰富；雨热同季，冬冷夏热；春秋常有变化， 初夏多梅雨，伏秋多旱，晚秋多涝等特点；区内雨季为 47 月份， 在降雨分布上具有地段与时段
4、的相对集中，其暴雨期较长，常形成局 部暴雨中心，容易引发山洪。每年夏初进入汛期，59 月为洪水多发 季节,年最大洪水在 410 月均可发生，10 月次年 4 月为枯水期。 由于流域位于鄂西南山区流域呈扇形，加之河床坡降陡，洪水集流时 间短，汇流快，致使洪水暴涨暴落，一次洪水过程 23 天，涨洪历 时仅数小时。 1.3 地地质质 卡马石电站厂址区为童庄河支流小河右岸，为堆积地貌单元，厂 2 址下游偏左岸发育 I、II 级阶地，右岸为侵蚀岸，发育 II、III 级基 座阶地。区内地层岩性主要为下元古界崆岭群古村坪组（Pt2g）浅灰 色厚层块状混合花岗岩、上元古界震旦系（Z1）下统浅灰色、灰绿色、
5、紫红色砂岩、砂砾岩、泥质粉砂岩，以及新生界第四系（Q）堆积层。 本区邻近长江三峡水库大坝工程，自 1959 年三峡地震台网建立以来， 监测发生地震为 1988 年兴山县平水地震 Ms=3.3 级；1979 年秭归县回 龙观地震 Ms=5.1 级；1969 年 1 月保康县马良坪地震 Ms=4.8 级。区内 地震为弱活动区，区域地质构造环境稳定。根据中国地震动峰值加 速度区划图 （GB18306-2001）国家标准，区内地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为 VI 度。 取水坝现状坝体稳定，未发现滑动和沉降变形迹象。根据运行工 况分析重力坝工程地
6、质条件均较好。 1.4 工程任工程任务务 卡马石电站增效扩容工程设计保留发电机及其部件，只更换水机 设备，结合业主的改造意见，本站增效扩容后，装机容量为 1600kW， 主要工程内容有以下四项： 一、土建一、土建 1、引水渠道沉降破损严重的地方，凿除原混凝土和浆砌石后浇 筑 50cm 厚混凝土垫层，然后筑箱涵式渠道。渠道宽 1.4m，高 1.86m。 3 2、引水渠道沉降破损不太严重的地方，进行外墙加固及内壁护 砌与止水。 3、厂房内外重新装修，更换厂内全部照明设备。对破损老化的 主厂房屋面防水进行翻修，内、外墙面加固修缮，更换厂房门框门扇。 对副厂房屋顶进行防渗处理。 二、水机二、水机 1、
7、更新 3 台 500kW 斜击式发电机组为 2 台 800kW 冲击式机组 2、调速器更新为 CJWT-1/1 3、进水阀配套更换为 Z941-16 DN500 PN1.6MPa 4、全站的自动化原件都更新 三、电气三、电气 1、更新 1 台 S11-2000/35 变压器，使用新式低耗能变压器。 2、更换机组现地控制屏柜； 3、新增计算机监控系统、通讯系统、遥视系统； 4、直流系统、保护系统进行成套更换； 5、电力、通信、控制电缆全部更换； 6、全站接地系统全部更换； 7、35kV 断路器更换为真空断路器，隔离开关、电压互感器、避 雷器、熔断器等设备全部更换为新式设备。 四、金结四、金结 1
8、、更换渠道进水口、渠道放水闸及前池 3 套闸门，3 台启闭机。 2、更换压力管道伸缩节，确保电站安全稳定运行。 4 3、对起重机进行维修。 1.5 工程投工程投资资 卡马石电站更新改造工程静态总投资531.26万元，其中建筑工程投 资182.34万元，机电设备及安装工程投资282.06万元，金属结构设备及安装工程 投资14.37万元，临时工程投资4.57万元，独立费用投资43.61万元；环境保护工程 投资2.5万元，水土保持工程投资1.82万元。 根据施工组织设计，电站工程在一年内完成，申请国家财政补助 160 万元， 省财政补助 80 万元，不足部分采取 50%银行贷款、50%企业自筹方式筹
9、集资金。 2 工程布置及建筑物工程布置及建筑物 2.1 工程工程规规模和等模和等级级 根据防洪标准 （GB50201-94）及水利水电工程等级划分及 洪水标准 （SL252-2000）的规定，卡马石电站为径流式电站，卡马 石电站装机容量小于 10000kW，因此工程等别确定为五等，主要建筑 物级别均为 5 级。 依据水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000）的规 定，大坝为 5 级建筑物，洪水设防标准按照 10 年一遇设计，20 年一 遇校核。电站厂房为 5 级建筑物，洪水设防标准按照 20 年一遇设计， 50 年一遇校核。 2.2 工程布置及建筑物工程布置及建筑物 2.2.1
10、工程工程设计设计要点要点 （一）水工建筑物（一）水工建筑物 1 1、拦河坝、拦河坝 5 卡马石电站采用浆砌重力坝取水经渠道、前池、压力管道引水发 电。取水坝为浆砌石结构，坝高 8m，宽 10m，长 39.8m，坝顶高程 399.61m。拦污栅尺寸 4.851.6m。经现场踏勘，大坝运行情况良好， 无沉陷、裂隙等现象出现，本次增效扩容工程未对大坝进行大的改动。 2 2、引水建筑物、引水建筑物 引水渠道自进水闸至前池，全长 7500m，主要由明渠及隧洞组成， 明渠末端设有溢洪道来排泄明渠上部区间面积洪水。 隧洞共 13 段全长 4218m，占引水渠道总长度 56%，主要布置于渠 系上段。而下段渠系
11、地形比较平坦则以明渠为主。 本次增效扩容不对引水隧洞进行大的改动。引水明渠末段 800m 范围内，多处出现坍塌、沉陷现象，主要原因是渠道建设初期基础未 开挖至基础岩体，此处又为柑橘园，土质松软，建渠道内侧无排水设 施，雨水长期浸透渠道地基，经长时间过水运行，导致了地基的沉陷。 该工程在此段浇筑 50cm 厚混凝土，然后筑箱涵式渠道。渠道宽 1.4m，高 1.86m。 3 3、前池、前池 前池全长 16m，宽 9m，拦污栅设在前池出水口处，外框尺寸深 宽=6.092.2m，进口设启闭闸门，后接压力钢管。 （二）压力管道（二）压力管道 压力钢管采用露天式敷设，前池出口处转弯，倾角为 31 6 17
12、58，支墩中心间距 6.0m,主管内径 800，长 256m，管道壁厚 自上而下依次为 8 mm、10 mm、12mm、14 mm，均以镇墩中心为分界。 压力钢管与支墩间采用鞍型滑动式支座连接，接触面采用二毡一 油。 更换了压力管道伸缩节，并对破损支墩进行护砌。 （三）发电厂房及升压站（三）发电厂房及升压站 电站主厂房内装有 3 台斜击式机组，改造后装有 2 台冲击式机组。 主厂房为地面式厂房，平面尺寸为 20m9m（长宽） ，主机段长 16.00m，安装场段长 3.50m，宽 9.50m。地面高程 257.63m；油桶室布 置在厂区专用房间内；供水系统设备则布置在水轮机上游侧。厂房内 外重新
13、装修，更换厂内全部照明设备。对破损老化的主厂房屋面防水 进行翻修，内、外墙面加固修缮，更换厂房门框门扇。对副厂房屋顶 进行了防渗处理。 本站采用户外式升压站，变压器紧挨副厂房，升压站布置在高压 开关室下游的平台上，升压站地面高程为 259.13m，总长 23.00m，总 宽 17.00m，进出线方便。主变型号更新为 S11-2000/35，35/6kV。 2.2.2 水力机械水力机械 本工程水力机械含机组（水轮机、发电机）及附属设备。 （一）水轮机（一）水轮机 水轮机原状：水轮机型号为XJ0250/112.5，装机 3 台，单机容 7 量 500kw，总容量 1500kw，设计水头 133.7
14、8m，最大设计水头 134.12m，最小设计水头 130.42m，单机设计流量 1.5m3/s。 根据卡马石水电站工程的具体情况，经多方案比较，为了扩大效 益，节约投资，水轮机做了变更，具体为：水轮机型号为 CJD322 94/210，装机为 2 台，单机容量为 800kw，总容量 1600kw。 （二）发电机（二）发电机 发电机原状：发电机型号 TSW99/468，额定容量 500kw，额定 电压 6.3kv，额定转速 750r/min，装机 3 台。 根据卡马石水电站工程的具体情况，经多方案比较，为了扩大效 益，节约投资，本次设计型号为 SFW800-12/1180，额定电压 6.3kv，
15、 额定转速 500r/min，装机 2 台。 （三）附属设备（调速器、机组的制动方式）（三）附属设备（调速器、机组的制动方式） 主要附属设备调试器采用全自动调节，机组的制动方式也采用自 动控制。 （四）辅助机械设备（四）辅助机械设备 1 1、主厂房起重设备、主厂房起重设备 厂内机组起吊最重件是发电机，约重 4.8t，原电站厂房起重机为 5 型手动单梁桥式起重机，设备完好结实，基本满足需要，本次改造 仅对其进行防腐处理和维护保养。 2 2、供水系统、供水系统 根据本电站及类似电站的运行情况，估算三台机组的技术供 8 水量大约为 33m3/h，消防等其他用水约 5m3/h，全站总技术供水量 为 1
16、4m3/h。 3 3、排水系统、排水系统 根据设备布置各部位高程，制定排水方案如下： a)轴承冷却水排水直接排入尾水渠。 b)厂内其他渗漏水通过排水沟通向下游。 4 4、气系统、气系统 卡马石电站调速器采用 CJWT-1/1 新型高油压可编程微机调速器， 油压装置采用 16MPa 皮囊式高油压蓄能器，无补气需求。 卡马石电站低压气系统主要用于机组的正常制动用气、吹扫用气。 5 5、油系统、油系统 按常规需设置透平油和绝缘油系统。本次设计油品依然选择在厂 区油罐室储存及处理，不需改造或更换。 6 6、机修、机修 本电站属小型电站，机修设备从简设置。见设备清单。 7 7、消防、消防 厂内设有水消防栓 5 个。 2.2.3 电电气部分气部分 （一）概述（一）概述 9 本站现状主接线方案为：二台发电机采用扩大单元接线，经一台 主变升压至 35KV 后送往上网。 电气主要设备汇总表 序 号 名称型号及规格单位数量备注 1 励磁装置（含励磁变压器） 套2更新 一、电力变压器 1主变 S112000/35 38.52
