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1、设计证书等级：甲 级 质 量 体 系 认 证证书号： A142005915 注册号：05211Q20002R2M湖北省 浠水县白 莲 河 二 级 电 站 增 效扩 容 改 造 工 程初 步 设 计 报 告（审定本）湖北省水利水电规划勘测设计院二零一一年十月分管院长：徐 平 分管总工：秦昌斌项目经理：梅 岭核 定：孟晓亮 秦昌斌审 查：刘学知 常景坤 胡旺生 王桥民陈亚辉 刘拥兵 叶 永 校 核：曹国良 梅 岭 刘 九 张进洁贺宇红 余凯波 郭小刚编 写：曹国良 谢 宏 杨明云 许建文汪承林 沈立群 朱琛洁 熊坤杨陈 卓 梁 华 白莲河二级电站工程特性表数 量序号 名 称 单 位 改造前改造后备
2、 注一 水文坝址以上流域面积 K 1958 1958多年平均流量 m/s 41.9 41.9电站满发流量 m/s 68.6 72.68相应尾水位 m 45.45 45.493二 水库正常蓄水位 m 55.1 55.1正常蓄水位以下库容 万 m 450 450死水位 m 53.1 53.1死库容 万 m 181 181三 工程效益装机容量 mw 5 5.4保证出力（P=85%） MW 1.286多年平均年发电量 万 kWh 1435 1976年利用小时数 h 2870 3658四 主要建筑物主厂房平面尺寸 mm 30.739.66 30.739.66发电机安装高程 m 51.65 51.65水轮
3、机安装高程 m 45.83 45.83五 主要机电设备最大工作水头 m 12.0 9.53额定水头 m 10.1/10.2 9.0水轮机型号及台数 台 ZD510-LH-1804 ZDJP502-LH-1804额定流量 m/s 16.6 18.17序号 名 称 单 位数 量备 注改造前 改造后发电机型号及台数 台TS260/42-24TS260/40-242/2SF1350-28/26004单机容量 MW 1.25 1.35发电机功率因数 滞后 0.8 0.8机组综合效率 72.0 84.5电站综合效率 70.0 80.0额定转速 r/ min 250 214.3额定电压 KV 3.15/6.
4、3 6.3主变器型号及台数 SJL-2 S112主变压器容量 MVA 24.0 24.0六 施工工期总工期 月 9七 效益及投资电量增效扩容潜力 万 kWh 1435 1976 电能增加 38%千瓦投资 万元 4484.8工程投资 万元 2421.81建筑工程 万元 29.26机电设备及安装 万元 1942.38金属结构设备及安装工程 万元临时工程工程 万元 21.68独立费用工程 万元 249.19基本预备费 万元 133.721 综合说明1.1设计依据 水利部关于开展农村水电增效减排工程规划编制工作的通知 （水规计【2009】610 号 ） 水利部关于抓紧做好农村水电增效扩容前期工作的通知
5、 （办水电函【2011】327 号） 财政部、水利部农村水电增效扩容改造财政补助资金管理暂行办法 【2011】504 号文 水利部省级农村水电增效扩容实施方案编制要求 小型水电站初步设计报告编制规程SL17920111.2 概述浠水县白莲河二级电站（以下简称二级电站）和浠水县白莲河四级电站（以下简称四级电站） ，是浠水河流域梯级开发的两个河床式电站，是浠水县小水电的两个骨干电站，也是浠水县两座最大的发电站。上游有白莲河一级电站白莲河发电厂，属有多年调节能力的坝后式电站，其总库容 11 亿方，有效调蓄库容 5.72 亿方，其多年平均发电径流量 96571 万 m。白莲河二级电站位于浠水县关口镇长
6、流湾，距浠水县城 22 公里，于 1971 年兴建，75 年开始发电，总装机容量 5000KW（41250KW） 。电站设计水头 9.4 米，最大水头 10米，最小水头 8 米，设计发电流量 70m/s，保证出力 4600KW，设计年利用小时 3000小时，设计年发电量 1500 万 kw.h。电站原有主要设备为：水轮机型号 ZD510-LH-180，1#、2#发电机型号 TS-260/40-24，3#、4#发电机型号 TS-260/42-24，调速器型号 GT-1500。该站是河床式电站，电站布置在河的右岸，河道中布置有拦河坝，坝高 12 米，共有 14 孔，每孔净宽 10 米，有固定钢闸门
7、 14 块，闸门高 6.4 米，拦河坝全长 200 米，最大泄洪流量 4750m/s。拦河坝上建有长 200 米，宽 6.5 米公路桥一座。1.3 现状分析与评价1.3.1 现状分析（1）水轮发电机组磨损严重、安全隐患多白莲河二级电站水轮发电机组普遍磨损、老化严重，发电机线圈绝缘劣化，下导轴颈磨损严重，已成椭圆，温度高，导致机组效率低、震动大；现用水轮机均为 70 年代前设计制造的普通转轮，水能转化效率在 76左右，效率低，运行状态不稳定。高效区狭窄、振动区范围大、空化性能差等，过流部件漏水严重，严重影响机组的安全运行，降低了电站的发电效益。（2）电气设备老化严重、能耗高白莲河二级电站的变压器
8、介损严重超标，已不能保障安全经济运行；其它一次设备，特别是 6kV 和 35kV 开关设备，都是按上世纪六、七十年代配置的开敞式无防护型设备，绝缘老化，介损、接触电阻远远大于规程要求，运行超温、漏油严重，性能极不稳定，早已属淘汰产品，且市场上已无法选购备品备件，维护检修困难；行车早已到强制报废年限，一直超龄运行；蝶阀存在动作不可靠、漏油、漏水严重。（3）设备技术普遍落后，自动化水平低白莲河二级电站励磁、调速、监控、保护系统及水机自动化由于技术落后、设备陈旧、自动化水平低，运行调度动作不可靠，无论是响应速度还是调节品质都无法满足电网调度和安全生产的要求。缺乏以计算机监控保护技术为主的控制保护设备
9、。1.3.2 评价白莲河二级电站建站 30 多年，机电设备均已超过水电站设计使用年限，机电设备普遍老化严重：发电机线圈绝缘老化，下导轴颈磨损严重，已成椭圆，温度高，导致机组效率低、震动大；变压器介损严重超标，已不能保障安全经济运行；其它一次设备，特别是 6kV 和 35kV 开关设备，都是按上世纪六、七十年代配置的开敞式无防护型设备，绝缘老化，介损、接触电阻远远大于规程要求，运行超温、漏油严重，性能极不稳定，早已属淘汰产品，市场上已无法选购备品备件，维护检修困难。除主机设备外，励磁、调速、保护系统及水机自动化技术落后、设备陈旧，动作不可靠。无论是响应速度还是调节品质都无法满足电网的要求。为改变
10、机组设备陈旧老化的现状，提高电站发电效益，增强电站发电能力，电站的机电设备更新改造势在必行。1.3.3 改造内容1.3.3.1 水机（1）更换电站水轮发电机、更换转轮、主轴、更换顶盖、底环、活动导叶等设备。（2）更新电站调速器、机组辅助设备。1.3.3.2 电气（1）更新电站电气一次设备。（2）更新电站励磁设备。（3）新增电站监控、视频、保护系统设备。1.4水文1.4.1 流域概况浠水是长江中游北岸一级支流，流域的北部为淮河流域，东南与蕲水相邻，西北与巴水毗邻，长江自西向东南横流于浠水的南缘。浠水流域跨英山、罗田、浠水三个县，干流发源于英山县境内大别山麓，上游分东、西两支，西支发源于大别山天堂
11、寨，东支发源于云河山岭，东西支在英山县城以下两河口汇合后，始名浠水。浠水干流从两河口汇合后经浠水县白莲镇、浠水县城至兰溪注入长江。浠水干流全长 165.6km，流域面积 2504k，河床平均比降 1.2。流域内已建的大型水库有张家咀及白莲河水库，其中张家咀水库位于浠水上游西支，控制面积115k。白莲河水库位于浠水中游，控制面积 1800k，占全流域面积的 72%。白莲河水库以下建成有白莲河二级和四级两电站，坝址以上控制面积分别为 1958k和2123k。流域内 5km 以上河流有 75 条，分布在浠水干流左右两岸，其中左岸 32 条，右岸43 条。大于 20km 以上支流有 4 条，左岸有土门
12、河、乌沙岗，右岸有西河、沈家河。1.4.2 径流白莲河二级电站来水主要为白莲河水库下泄水量及白莲河二级与白莲河水库坝址区间来水。白莲河水库为大型水利枢纽工程，水库主要功能为防洪、灌溉和发电等，担负着下游浠水县城防洪和为白莲河灌区、白莲河发电厂及白莲河抽水蓄能电站供水的任务。由于白莲河水库为白莲河抽水蓄能电站的下库，抽水蓄能电站的用水大部分呈循环利用，对水库来水影响较小，因此不考虑其对水库坝址径流的影响。为分析白莲河二级电站的来水，必须分析计算白莲河坝址以上流域的来水及白莲河灌区当地径流，区间径流用白莲河坝址以上流域径流成果采用水文比拟法得到。白莲河水库坝址处多年平均流量为 41.6m/s，白莲
13、河四级电站坝址天然情况下多年平均流量为 45.3m/s，区间多年平均流量为 3.66m/s，白莲河水库坝址与区间各旬平均流量见表 1.3-1。白莲河水库坝址与区间各旬平均流量表表 1.3-1 单位：m/s月 1 2 3 4区间 1.30 1.17 1.12 1.11 1.79 1.92 1.98 2.31 2.63 2.91 3.44 4.60坝址 14.8 13.4 12.8 12.6 20.4 21.9 22.5 26.3 29.9 33.2 39.2 52.4月 5 6 7 8区间 5.37 5.58 4.01 4.41 5.48 12.3 13.9 13.2 4.83 4.05 4.3
14、9 4.49坝址 61.2 63.5 45.7 50.2 62.5 140.2 158.2 150.6 55.1 46.1 50.0 51.1月 9 10 11 12区间 3.23 3.00 1.98 2.61 1.85 2.05 1.74 1.47 1.58 1.32 1.33 1.14坝址 36.8 34.1 22.6 29.7 21.1 23.3 19.8 16.7 18.0 15.1 15.1 13.01.5工程地质(1）工程区为低山丘陵区，出露太古界大别群一套深变质岩层和燕山期侵入花岗岩体，大地构造上位于秦岭褶皱系四级构造单元关口向斜的北翼。该区地壳稳定，根据中国地震动参数区划图 (
15、 GB183062001 )，工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为度。(2）电站上下游河床地表强、弱风化岩体出露。发电厂房地基为弱风化层下带，厂房基础落在弱风化混合花岗岩岩体上，地基承载力高，抗滑稳定性好，未发现不良地质现象；进水渠拦污栅、右侧边墙及尾水渠地基均为弱风化层下带，基础均落在弱风化混合花岗岩岩体上，工程地质条件完全能满足要求。（3）白莲河二级水电站库岸为稳定较稳定，电站拦河闸蓄水多年来除引起小的局部坍岸外，未诱发大的灾害性库岸坍岸现象。总体不影响拦河闸蓄水的正常运行和使用。（4）工程所需块石料可在工程区附近的白莲河采石场购买，该料场石料质量及储量均满足要求。运距约为 20Km。工程用砂在电站下游巴河砂料场购买，砂料为黄色中粗砂，质量和储量完全满足施工要求。运距 10km。1.6工程任务和规模1.6.1 工程任务及建设内容本次工程建设的主要任务对白莲河二级电站机组进行更新改造，达到电站增效扩容的目标。主要建设内容有：更新改造水轮发电机组、机组辅机设备、高压配电设备、35kV线路，改造水轮机，新增计算机监控保护视频设备。1.6.2 径流调节白莲河二级径流调节根据长系列径流资料，按水文年 4 月至次年 3 月，以旬为时段逐旬计算，根据小型水力发电站设计规范
