对河电站初设报告书

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1、1对河电站初设报告书对河电站初设报告书前前 言言近年来，为适应三穗县经济发展的需要，充分利用水力资源，缓解三穗县的用电紧张状况，受三穗县*水电开发有限公司委托，我院于2006年9月开始对对河水电站进行了外业勘察及相关资料收集工作（测量资料由业主提供） ，其主要工作范围为项目选点、坝址工程处地质勘察、水文地质、水文气象条件资料收集等内容。根据选点踏勘，对河电站坝址选定在三穗县上游距离县城约10.0km处，为引水式电站。经方案比较后电站规模装机为3500+400kw。最大坝高14.0m，总库容47.7万m3，属于小（2）型工程。工程枢纽由大坝、引水渠、厂房、输电线路等组成。根据水利部(水电1997

2、55号文)关于调整小型水电站工程设计阶段的通知精神，对河水电站的可行性研究阶段及初步设计阶段合并为一个阶段，设计报告依据小型水电站初步设计报告编制规程 （SL/T117-96）的要求编制。21 1 综合说明综合说明1.11.1 概述概述六洞河属沅江水系，是清水江的一级支流，发源于镇远县金堡乡境内，由西北向东南流经三穗、剑河、天柱、三穗等县，在三穗县三江镇汇入清水江。六洞河全流域面积2070km2，主河道全长179km，多年平均流量42.2m3/s，天然落差551m，平均比降2.96。六洞河上游镇远县境内称为绞巴河，进入三穗县境内称为六洞河，三穗县境以下称为八卦河（或小江）。六洞河流域干流水电开

3、发规划为26个梯级开发方式，现流域内已建有附廓（75kw）、木良（375kw）、平坝一级（4000kw）、河口（360kw）、莲花山（3750kw）、小江（1890 kw）等10座小型径流式电站。对河电站位于三穗县六洞河中游，距三穗县32km，坝址以上集雨面积786.5km2，占全流域的38%，是六洞河干流梯级开发规划中的第9级水电站。1.21.2 水文气象水文气象坝址区气候属亚热带湿润季风气候。特点是四季分明，气候温和，雨量较充、云雾多、日照少、冬暖夏凉。3对河电站坝址处无气象观测资料，电站的主要气象要素统计以距坝址最近的三穗气象站进行统计。表 1-1 气象要素统计表项目单位三穗多年平均降水

4、量mm1326.2多年平均气温16.4极端最高气温38.3极端最低气温-8.4多年 7月份平均气温26.6多年 1月份平均气温5.2最热月月平均%83相对湿度 最冷月月平均%84多年平均m/s1.0夏季平均m/s1.1冬季平均m/s0.8风速最大m/s19.0风向SE全年 频率7风向SE夏季 频率10风向E，NE风向冬季 频率6时数h1086.3全年 百分率%25时数h49.4日照冬季 百分率%14多年平均雷暴日数d55.8多年平均无霜期d3144多年平均雾日数d统计资料年限194020041.31.3 工程地质概况工程地质概况测区位于贵州省东部，苗岭山脉北东侧、云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡地

5、带。测区河网密，河谷深切，山顶高程一般为7001000m，河谷高程一般为510570m，地表切割深度一般为180400m。最高点为测区东南角的老鸦山，山顶高程1101m，最低点为测区南部六洞河出口，河床高程510m左右。 测区地表植被较好，地质构造对地貌发育的控制作用较强，坡度一般为3045，地貌分类上属构造侵蚀低山地貌。查中国地震动参数区划图 ，工程区一带地震动加速度值1.1。 厂房地基面上所承受的最大正应力，在任何情况下均不应超过基岩的允许应力。厂房地基面上所承受的最小正应力（计入扬压力）：正常运行情况，一般应大于零，非常运行情况允许出现不大于0.10.2MPa的局部拉应力。（2）计算取机

6、组段进行。（3）计算不考虑边坡围岩压力、 洪水压力、风压力、浪压力及地震荷载的影响。（4）抗浮稳定计算可按特殊荷载组合中最不利的情况进行。（二）基本资料厂房基本承受的荷载主要考虑：机电设备重、结构自重、下游水压力、厂后及两侧地下水渗透压力，基础浮托力与渗透压力等。（1）下游尾水位校核洪水尾水位（P=2%）527.78m设计洪水尾水位（P=5%）527.11m（2）基础浮托力与渗透压力138厂房内不设强迫排水，周围不设防渗帷幕，故假定地基浮托力与渗透压力由上游地面水位线性变化至下游尾水位。（3）主要机电设备荷重发电机单机总重：16.2（t） ；水轮机单机总重：5.4（t） ；行车总重3.3（t）

7、 ；（4）混凝土容重水下大体积混凝土容重24.5kN/m3钢筋混凝土容重132.0kN/m3 ； 素混凝土容重24.0kN/m3（5）地质参数弱风化层承载力标准值N=50Gpa；砼/基岩接触面摩擦系数f=0.6；抗剪断强度（砼与岩体）f=0.7；C=0.45Mpa抗剪断强度（岩体之间）f=0.6；C=0.4Mpa（三）荷载组合及计算公式（1）荷载组合见表5-6-1。（2）计算公式厂房整体稳定按抗剪断强度公式和抗剪强度公式进行计算。139抗剪断强度计算公式：K=（fW+cA）/P式中：A基础面受压部分的计算面积W全部荷载对滑动面的法向分值（包括扬压力）P全部荷载对滑动面的切向分值（包括扬压力）抗

8、剪强度计算公式：K=fW/P地基应力计算公式：式中：W、A同上x、y分别为计算截面上计算点至形心轴Y、X的距离Jx、Jy分别为计算截面对形心轴X、Y的惯性矩厂房抗浮稳定计算公式：K f =W/U式中：W机组段的全部重量U作用于机组段的扬压力总和表 5-6-1 荷 载 组 合 表荷 载备注荷载 组合计算 情况下游 水位结 构 自 重设 备 重水重回 填 土 重静 水 压 力扬 压 力浪 压 力泥 沙 压 力土 压 力地下 水压 渗透基本 组合(工况一 ) 正常运行下游设 计洪水位 (工况二 ) 非常运行下游校 核洪水位 特殊 组合工况三 机组未安 装下游设 计洪水位 不计二期 砼容重（3）计算成

9、果厂房抗浮安全系数计算成果见表5-6-2。JyXMx JxYMx AWQ140表 5-6-2 厂房抗浮稳定安全系数计算成果表计算情况抗浮安全系数允许安全系数工况一Kf=2.83Kf=1.1工况二Kf=1.95Kf=1.1工况三Kf=1.79Kf=1.1厂房抗滑稳定安全系数计算成果见表5-6-3。表 5-6-3 厂房抗滑稳定安全系数计算成果表允许安全系数计算情况抗剪断安全系数K工况一K=4.783.0工况二K=3.522.5工况三K=3.382.5厂房基础应力计算成果见表5-6-4。表 5-6-4 厂房基础应力计算成果见表（单位：Mpa）计算情况maxmin允许应力 工况一0.2070.1810

10、.1工况二0.1550.145-0.10.2工况三0.1430.129-0.10.2结论从计算成果来看，无论何种计算工况，厂房整体稳定、抗浮、地基应力均满足要求。5.85.8 建筑物项目及工程量建筑物项目及工程量本阶段枢纽各永久水工建筑物的工程量系按照水利水电基本建设工程项划分的要求和水利水电工程设计工程量计算规定进行计算并乘以相应的阶段系数。各永久建筑物工程量见表524。141表 524 主要工程量汇总表1426 6 水力机械水力机械6.16.1 设计依据设计依据设计依据的主要规范：DL5021-93水利水电工程初步设计报告编制规程GB50071-2002小型水力发电站设计规范DL/7518

11、6-2004水力发电厂机电设计规范GB/T15468-1995水轮机基本技术条件GB/T10969-1996水轮机通流部件技术条件GB/T15469-1995反击式水轮机空蚀评定GB/T9652.1-1997水轮机调速器与油压装置技术条件GB/T14478-1993大中型水轮机进水阀门基本技术条件GB/T7894-2001水轮发电机基本技术条件DL/T5066-1996水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定DL/T5081-1997水力发电厂自动化设计技术规范GB/T14405-93通用桥式起重机国家电力公司发布，水电厂无人值班的若干规定143同时符合国家现行的有关设计标准、规范的要求。6

12、.26.2 电站基本参数电站基本参数根据水文计算成果及水工建筑物的布置情况，电站的基本参数如下：水库校核洪水位: 534.77m水库设计洪水位: 533.17m水库正常蓄水位: 532.00m死水位: 529.30m厂房校核洪水位: 527.78m厂房设计洪水位: 527.11m正常尾水位: 522.32m最大净水头: 9.95m最小净水头: 7.72m加权平均水头: 8.52m额定水头: 7.86m装机容量: 1.5Mw保证出力: 127Kw年利用小时: 3267h144多年平均发电量: 490万kW.h6.36.3 额定水头的确定额定水头的确定本电站为引水式电站，电站加权平均水头为8.52

13、m，电站运行水头范围为:9.957.72m。该电站水头变幅较小。根据电站在系统中的地位、电力电量平衡、装机规模以及经济分析,额定水头为（0.900.95）倍加权平均水头，按0.93倍加权平均水头选定并考虑水头损失，则水轮机额定水头为7.86m。6.46.4 机组台数的选择机组台数的选择机组台数的选择，本电站装机容量为1.26Mw 和1.5Mw，可选2X0.63 Mw和3X0.5Mw的装机方案进行比较，比较结果如表6-4-1所示：表表6-4-16-4-1 不同装机台数技术经济比较表价格不同装机台数技术经济比较表价格 单位：万元单位：万元145序 号名 称单位装机2X0.63 Mw装机3 X0.5

14、Mw型号价格型号价格1水 轮 机台ZD536-LH-140230.2ZD536-LH-120316.62发 电 机台SF630-18/2150242.2SF500-16/1730330.83调 速 器台GC-100024.5GC-60033.54励磁装置套25.534.25自动化元件套22.932.16起重设备台LDA-10T7.5LDA-10T7.57辅助设备套22.720.78水机总价200.8202.89水机价差+2.010电气价差+8.311土建价差+5.5根据表6-4-1的比较，两台机与三台机方案的水机设备价差2.0万元，加上电气设备增加8.3万元，厂房土建和引水系统造价增加5.5万

15、元，装机三台的工程总造价比两台机方案高16.8万元。本电站的保证出力为127Kw，保证出力与三台机方案单机容量之比为0.238，不满足轴流式水146轮机的稳定运行，需要蓄水发电。装机三台方案的年平均发电量比两台机方案多40万kw.h，而且三台机方案比两台机方案运行更为灵活。综上所述，本阶段电站装机台数初定为3台。6.56.5 机组机型选择机组机型选择6.5.1 水轮机根据额定水头为7.86m，电站运行水头范围为:9.957.72m，此水头段适合的机型为轴流式和贯流式水轮机。合适的转轮有ZD536、ZDJP502、GD006，通过比较相应的模型转轮参数，选择综合指标较好的几个代表转轮进行详细计算比较，其模型主要参数见表6-5-1。表6-5-1 水轮机模型转轮参数比较表水轮机模型转轮参数比较表最优工况参数限制工况参数转轮 型号Hmaxn10 (r/mi n)Q10 (m3/s)0 （%）Q10 (m3/s) （%）nS (mKw)ZD536 =+5161581.5892.60.8147ZDJP502= +1030120.21.6799