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1、重庆市开县天水电站增效扩容改造工程初步设计报告目 录前言61 工程概况81.1 工程所在区域自然、社会、经济概况81.1.1 开县地区社会经济概况81.1.2 电力发展现状及负荷预测81.2 工程现状及历年运行情况91.2.1 工程现状91.2.2 历年运行情况101.2.3工程特性表112 现状分析及改造必要性评价162.1 现状分析162.1.1水资源问题162.1.2水工建筑物问题172.1.3机电设备问题242.2 增效扩容改造的必要性423 水文分析及水能复核433.1水文分析433.1.1流域概况433.1.2 气候特征433.1.3 水文基本资料443.1.4 径 流463.1.
2、5 洪 水493.1.6 河流泥沙533.2 水能复核543.2.1径流调节计算543.2.2供水调度原则553.2.3增效扩容必要性554工程地质564.1工程概况564.2区域地质概况564.2.1地形地貌564.2.2地层岩性564.2.3地质构造574.2.4水文地质条件584.2.5不良地质现象585工程任务和规模595.1等级划分及洪水标准595.1.1原工程等级及洪水标准595.1.2改造后工程等级及洪水标准595.2工程任务595.3特征水位595.3.1正常蓄水位605.3.2死水位605.3.3前池水位605.3.4下游水位605.3.5 水头损失605.3.6综合出力系数
3、605.4装机容量选择605.4.1径流计算605.4.1装机容量选择615.5机组机型、台数625.5.1机组机型选择625.5.2机组台数选择625.7水轮机额定水头635.8输水道尺寸635.8.1引水隧洞的选择635.8.2压力管道尺寸的拟定645.8.3压力管道尺寸选择意见645.9水库泥沙冲淤分析655.10电站指标656 增效扩容改造设计726.1 水工建筑物改造726.1.1 首部枢纽改造设计726.1.2引水系统水力改造设计726.1.3前池及压力管道土建工程改造设计776.1.4厂房改建786.2 机电设备改造796.2.1水轮发电机组及其辅助设备796.2.2 电气设备8
4、66.2.3 自动化系统916.2.4 暖通及消防966.3 金属结构改造966.4 送出工程改造966.4.1 升压站改造966.5 附属工程966.6 改造工程量汇总967 工程管理1017.1 工程管理机构1017.1.1管理机构的组成1017.1.2 人员编制和生产生活面积及辅助生产建筑面积1017.2 运行管理方案1027.2.1 工程管理范围和保护范围1027.2.2 工程管理区规划1037.2.3 通信1037.3 工程管理运用1037.3.1 电站运行方式1037.3.2 电站控制系统1047.3.3 建筑物管理1047.3.4 水情预报系统1048 施工组织1058.1施工条
5、件1058.1.1工程概况1058.1.2水文气象条件1058.1.3天然建筑材料1068.2施工导流1068.2.1导流标准及时段1068.2.2导流方式1068.2.3导流规划1068.2.4导流建筑物1078.2.5导流建筑物施工1078.2.6基坑排水1088.3主体工程施工1088.3.1首部枢纽施工1088.3.2引水工程施工1088.3.3压力管道施工1098.3.4厂房施工1098.4施工总布置1108.4.1 布置条件和原则1108.4.2分区布置规划1108.4.3渣场规划1108.4.4施工占地1108.4.5主要临时工程量1108.5施工总进度1118.5.1进度安排原
6、则和依据1118.5.2筹建工程进度计划1118.5.3施工总进度计划1119 工程概算和经济评价1139.1工程概算1139.1.1编制说明1139.1.2 编制原则和依据1139.1.3 设计概算中其他应说明问题1159.1.4工程投资概算1169.1.5 概算结果1169.2经济评价1179.2.1 概述1179.2.2国民经济评价1189.2.3财务评价1209.2.4综合评价125前言天水电站位于开县东里河的支流满月河上，为高水头引水式电站，地理位置为东径1075548”至1085400”和北纬304930”至314130”之间，厂址位于双河口附近关面乡境内，取水口在满月乡天水大队境
7、内，电站取水口以上集雨面积145.2km2，坝址至厂房毛水头216.57m。本电站为径流式，无调节库容，引水工程为全无压隧洞，总长3170米。电站设计水头200米，设计流量5.5m3/秒，装机容量为22500+22000kW，设计年平均发电量为4208.6万kWh。该电站工程区紧靠开县至城口公路干线，交通运输方便，厂房距开县县城73公里，温泉镇47公里，大进镇20公里，下距红花电站13公里。本电站1985年竣工投产发电，装机容量为22000kW（电站现命名3、4#机组），2004年进行第一次扩容改造，扩大装机容量22500kW（电站现命名1、2#机组），1998年至2004年，年平均发电量为2
8、001.63万kWh，利用小时为5004h，2004年扩容改造后，经水文复核和水能分析，设计年平均发电量为4208.6万kWh，利用小时为4676h；经现场核实，该电站存在未能充分利用水力资源，挡水坝坝面破损，3、4#机组运行时间长达26年，电气设备老化，误动作频繁，造成机组开停机频繁，设备检修时间较多，近5年平均发电量仅3900.65万kWh，达不到原改造设计年发电量，水轮发电机组效率低，机组转速高达1500r/min，运行噪音大，安全可靠性差，水机辅助设备老化，技术落后，电气设备和控制系统技术落后、存在安全隐患、运行管理人员过多、运行成本较高等一系列问题，因此，天水电站被纳入重庆市农村水电
9、增效扩容项目。本电站本次增效扩容改造方案为保留原1、2#机组及辅助系统设备，原3、4#机组装机容量扩至16300kW（扩建后命名为3#机组），将原3、4#机组老旧厂房拆除后进行改建，与1、2#机组厂房连接为一整体，扩建后的3#机组控制保护纳入1、2#机组综合自动化系统，统一管理，提高电站自动化水平，做到“无人值班，少人值守”；通过本次增效扩容改造，天水电站年利用小时为4543h，年发电量可达到5133万kWh，电量可增加924.4万kWh，改造前水轮发电机组设计额定工况综合效率为83.74%，改造后水轮发电机组设计额定工况综合效率为88.4%，可提高4.66%，可精减运行管理人员29人，降低电
10、站运行管理成本。本次改造静态总投资4116.7万元，单位千瓦投资3643.1元/kW，补充单位电能投资约4.45元/kWh，单位改造成本较低。2011年09月，四川大学工程设计研究院受电站业主重庆市德泉电力参股有限公司的委托，编制天水电站增效扩容改造初步设计报告，本初步设计报告在编制过程中得到了重庆市水利局、开县水利农机局、重庆市德泉电力参股有限公司等单位的大力支持，在此表示衷心感谢。四 川 大 学 工 程 设 计 研 究 院Engineering Design And Research Institute Of Sichuan University1111 工程概况1.1 工程所在区域自然、
11、社会、经济概况1.1.1 开县地区社会经济概况开县位于长江北岸小江流域，地处重庆市东北部的平行岭谷区到大巴山的过渡地带，地理坐标介于东经1075510854，北纬30493141之间。东临巫溪、云阳县，南接万州区，西与四川省的开江、宣汉交界，北与城口县相连，全县幅员面积3959km2。全县辖38个乡镇，448个行政村，3886个社，46.65万户。2010年末全县公安户籍人口163.4万人，其中男性86万人、女性77.4万人，分别占总人口的52.6%、47.4%；农业人口118.23万人、非农业人口45.17万人，分别占总人口的72.4%、27.6%。开县地处长江三峡工程库区小江支流中游，属国
12、家批准的长江三峡经济开发区，是一个典型的人口大县和农业大县，是全国农业综合开发、生态农业建设、财政支持农业科技成果应用、国家大型粮食种子加工中心、杂交玉米制种调控基地，是全国跨世纪青年农民科技培训试点县，是林业生态工程建设、长江防护林体系建设、天然林资源保护工程、退耕还林还草工程、长江流域水土保持治理工程、国家级秸秆养羊示范县，素有“帅乡”和“金开县”的美誉。2010年，全县实现生产总值1492810万元，比上年增长16.6%。其中，第一、二、三产业分别实现增加值301440万元、646318万元、545052万元，分别比上年增长6.5%、25.1%、15.5%。三次产业对开县生产总值的贡献率
13、分别为9.2%、50.2%、40.6%，分别拉动开县生产总值增长1.5、8.3、6.8个百分点。三次产业结构比由上年的21.7：41.4：36.9调整为20.2：43.3：36.5。1.1.2 电力发展现状及负荷预测重庆市电力系统概况及发展情况重庆市国民经济发展迅速，负荷需求与日俱增，由于电力系统装机容量严重不足，发供电缺口及峰谷差较大，缺电已成为重庆市经济社会可持续发展的重要制约因素。据重庆市2015年社会经济发展规划对电力市场的预测，规划2015年全市发购电量将达615亿kW.h，最高负荷约1309万kW。2010年前市电力系统将新增供电能力218.5万kW，但系统的调峰容量最大缺口约25
14、3万kW，平均缺口约157万kW。开县电力系统概况及负荷预测开县作为国家第三批农村电气化县，现已形成完整的地方电网。到目前为止，系统电力总装机8.43万kW，其中水电装机5.13万kW。系统年用电最大负荷为10.97万kW，用电量4.53亿kW.h，电力供需矛盾较大，由于开县现有的水电站基本无调节能力，系统可调容量仅占总容量的2.5%，随着国家能源政策的调整，小火电厂逐渐关闭，电力供需矛盾将进一步加剧。根据开县国民经济发展规划，预计到2015年开县电网需最大电力负荷为20.28万KW，需电量7.41亿kWh，年缺电量达4.64亿kWh。电力的短缺已严重制约了开县工农业生产的发展和人民生活水平的提高，而积极开发现有水电能源将成为促进开县国民经济发展和人民生活水平提高的重要因素，也是十分必要和迫切的。1.2 工程现状及历年运行情况1.2.1 工程现状1.2.1.1 原工程设计情况天水电站原设计单位为万县地区水电建筑勘察设计院和开县水利水电勘测设计队，第一次扩容改造设计单位为长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，坝址控制流域面积145.2km2，多年平均流量5.2m3/s，多年平均径流量1.640亿m3，厂房对岸有县城至城口公路通过，交通较为方便。该电站已建成投运26年，天水电站大坝为混凝土底格栏栅坝。大坝自左至
