飞剑潭水库电站增效扩容转型
可行性研究报告
二○一二年八月
目 录
第一章、 工程概况
一、 工程项目背景
二、 工程项目建设的必要性
三、 供电需求预测
四、 工程项目建设的任务和规模
五、 机电设备
六、 工程施工组织
第二章 水轮机组的选型及主要机电设备的选择
第三章 技改工程主要项目
第四章 工程施工
第五章 工程投资估算
第六章 工程经济效益
第七章 结 论
第八章 建 议
第一章 工程概况
一、 工程项目背景
1．电站基本情况
飞剑潭电站位于宜春市袁州区西北部，属赣江水系袁河北岸支流辽市水上游。电站共分为一坝电站和二坝两站两级，一坝电站站址座落于袁州区飞剑潭乡殊桥村，距宜春市区约30km，平均水头26m，设计流量7m3/s,主要是利用一坝水库水发电；二坝电站站址座落在袁州区辽市乡上石村，距一坝电站约4.25km处，平均水头21m，设计流量3m3/s。一、二坝电站兴建于上世纪70年代。基中一坝电站安装水轮发电机组3台，总装机容量1630KW，二坝电站安装水轮发电机组3台，总装机容量为560KW。
为全面推进农村水电增效扩容改造工作，2011年9月，水利部印发了《关于开展农村水电增效扩容改造前期工作的通知》（水电〔2011〕489号），要求对1995年前建成的农村水电进行增效扩容改造。对这批老旧小水电进行增效扩容改造，不仅能提高水能资源利用效率，促进节能减排，保护河流生态环境，还能消除公共安全隐患。
飞剑潭水库电站基本参数如下表：
飞剑潭电站基本数据（一坝）
1号发电机组
2号发电机组
3号发电机组
型号
TSW143/32—12
TSW143/32—12
TSW-650-12
定额功率
500KW
500KW
630KW
定额电压
6300V
6300V
6300V
定额电流
57.3A
57.3A
72.1A
频率
50HZ
50HZ
50HZ
功率因数
0.8
0.8
0.8
转速
500转/分
500转/分
500转/分
飞逸转速
1210转/分
1210转/分
1210转/分
生产厂家
韶关水轮机厂
韶关水轮机厂
吉安电机厂
流量
2m3/s
2m3/s
2.5—3m3/s
厂房地面高程：147.55m，尾水管高程：143.43m，尾水渠底高程144.23m，进水管中心高程:146.05m。
发电涵洞高程：161.3m，洞径2.5m，电站尾水位146m，最高发电水位180.0m，最低发电水位:164m，平均水头26m。
二坝电站基本数据
1号发电机组
2号发电机组
3号发电机组
型号
TSWN59/41-6
TSWN14/36-8
TSWN14/36-8
定额功率
160KW
200KW
200KW
定额电压
400V
400V
400V
定额电流
28.9A
36.1A
36.1A
频率
50HZ
50HZ
50HZ
功率因数
0.8
0.8
0.8
转速
1000转/分
750转/分
750转/分
飞逸转速
2400转/分
1800转/分
1800转/分
生产厂家
赣州电机厂
赣州电机厂
赣州电机厂
流量
1 m3/s
1 m3/s
1 m3/s
设计水面高程：142.1m，下游尾水位：121.1m，水头：21m。
发电涵洞进口高程：128m，管径1.6m。
飞剑潭电站增效扩容后水电站机组参数（一坝）
型号
1号
2号
3号
水轮机组
HL260(A244)-WJ-71
HL260(A244)-WJ-71
HLF13-WJ-60
发电机组
SFW-10/1180
SFW-10/1180
SFW500-8/990
定额功率
630KW
630KW
500KW
额定电压
400V
400V
400V
定额电流
72.1A
72.1A
57.3A
频 率
50HZ
50HZ
50HZ
功率因数
0.88
0.88
0.88
流量
2.95m3/s
2.95m3/s
2.353/s
设计水头26m,一坝总装机容量1760KW。
飞剑潭电站增效扩容后水电站机组参数（二坝）
型号
1号
2号
3号
水轮机组
HL240(D41)-WJ-50
HL240(D41)-WJ-50
HL240(D41)-WJ-50
发电机组
SFW200-8/740
SFW200-8/740
SFW200-8/740
定额功率
200KW
200KW
200KW
额定电压
400V
400V
400V
定额电流
36.1A
36.1A
36.1A
频 率
50HZ
50HZ
50HZ
功率因数
0.88
0.88
0.88
流量
1.2m3/s
1.2m3/s
1.2m3/s
设计水头21m,一坝总装机容量600KW。
二、 工程项目建设的必要性
飞剑潭水库一、二坝电站均兴建于建于上世纪70年代中期，迄今已运行了近40多年，电站设备落后、陈旧老化，工程存在的主要问题有：（1）水轮发电机组为陈旧机型，总装机容量明显偏小，机组参数与电站实际情况不匹配，电站弃水严重，发电出力只有设计出力的50-60%；（2）水轮机转轮效率偏低，气蚀严重；（3）发电机线圈绝缘老化、温度偏高、绝缘等级偏低；（4）励磁系统为永磁励磁机，属于淘汰产品；（5）变压器为S7型高耗能变压器，损耗大；（6）电气主要设备落后，控制保护为老式控制保护屏柜；（7）发电厂房等设施跟不上水库周边环境的发展，必须进行改造。
上述问题使得电站运行存在安全隐患，发电效率低，水力资源浪费严重。因此，为保证电站运行安全，充分利用水力资源，减少运行成本，增加经济和社会效益，对飞剑潭电站进行增效扩容改造是必要的。
三、 供电需求预测
小水电为国家鼓励发展的可再生能源，当今能源日益紧张，石油、煤炭等不可再生能源日益枯竭，可预测，目前的电价只有上升空间，而没有下调的可能。
四、 工程项目建设的任务和规模
1． 一坝电站增效扩容改造的工程任务是：
（1） 加固改造发电厂房、尾水渠等水工建筑物；
（2） 更换压力钢管、拦污栅、闸门等；
（3） 更换水轮发电机组等，将水轮发电机组容量由（2×500十630kw）更换成（2×630十500kw），增加装机容量130KW。
2． 二坝电站增效扩容改造的工程任务是：
（1） 加固改造压力前池、厂房、尾水渠等水工建筑物；
（2） 更换压力钢管、拦污栅、闸门等；
（3） 更换水轮发电机组等，将水轮发电机组容量由（2×200十160kw）更换成（3×200kw），增加装机容量40KW。
3． 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，本工程等级级别为Ⅴ等，工程规模为小（2）型，主要建筑物及次要建筑物为5级。
五、 机电设备
1． 一坝电站
由原旧机组更换为：HL260（A244）—WJ—71型水轮机2台和SFW630—10/1180型发电机2台；HLF13—WJ—60型水轮机1台和SFW500—8/990发电机1台。
2． 二坝电站
由原旧机组更换为：HL240（D41）—WJ—50型水轮机3台和SFW200—8/740发电机3台。
六、 工程施工组织
一坝电站和二坝电站都位于公路边，施工、用电都很方便。工程所需的块石、碎石、可在工程附近的采石场购买，河砂可由上高购进。本工程采用机械化施工，施工总工期为一年。
第二章 水轮机的选型及主要机电设备的选择
1． 一坝电站：
根据水头H=26m，设计流量Q=7.0m3/s，单机最大出力分别为630KW和500KW，参照水轮机系列使用范围图选定水轮机及其配套机电设备，详见水轮机给主要机电设备选择表。
水轮机组主要机电设备表
机组编号
设备名称
单位
数量
型号
主要技术参数
1
水轮机
台
2
HL260(A244)-WJ-71
H=26m,Q=2.95,N=677
2
配套发电机
台
2
SFW630-10/1180
N=630.V=400
3
水轮机
台
1
HLF13-WJ-60
H=26m,Q=2.39,N=535
4
配套发电机
台
1
SFW500-8/990
N=500.V=400
5
升压电压器
台
3
S9-400/10
6
配电屏
台
2
BKF—10—630
7
配电屏
台
1
BKF—10—500
高压计量设备
套
1
JLJSWH-10，40/5
2． 二坝电站：
根据水头H=21m，设计流量Q=3.0m3/s，单机最大出力为220KW，参照水轮机系列使用范围图选定水轮机及其配套机电设备，详见水轮机给主要机电设备选择表。
水轮机组主要机电设备表
机组编号
设备名称
单位
数量
型号
主要技术参数
1
水轮机
台
3
HL240(D41)-WJ-50
H=21m,Q=1.2,N=220
2
配套发电机
台
2
SFW200-8/740
N=200.V=400
3
升压电压器
台
3
S9-400/10
4
配电屏
台
3
BKF—10—200
高压计量设备
套
1
JLJSWH-10，40/5
结论：所选水轮机机型的适用水头符合设计水头，满负荷流量接近设计流量，因此，所选机型是合理的。
第三章 增效扩容改造工程主要项目
1、 机电部分
一坝电站主要机电设备清单
机组编号
设备名称
单位
数量
型号
主要技术参数
1
水轮机
台
2
HL260(A244)-WJ-71
H=26m,Q=2.95,N=677
2
配套发电机
台
2
SFW630-10/1180
N=630.V=400
3
水轮机
台
1
HLF13-WJ-60
H=26m,Q=2.39,N=535
4
配套发电机
台
1
SFW500-8/990
N=500.V=400
5
升压电压器
台
3
S9-400/10
二坝电站主要机电设备清单
机组编号
设备名称
单位
数量
型号
主要技术参数
1
水轮机
台
3
HL240(D41)-WJ-50
H=21m,Q=1.2,N=220
2
配套发电机
台
2
SFW200-8/740
N=200.V=400
3
升压电压器
台
3
S9-400/10
2.土建部分
（1）更换压力钢管
一坝电站：
该电站有三条压力钢管，直径1200mm，长度L=12m。原钢管经近40年运行，多年出现破裂，电站进行扩容改造后，三条压力钢管需全部更换，总长36m。
二坝电站：
需更换原来三条直径900mm的压力钢管，总长36m。
（2）重建发电厂房
发电厂房在原址重建，因此，需先拆除原厂房及机房内水工砼、尾水渠等，一坝电站新建厂房长25m，宽12m；二坝电站新建厂房长22m，宽10m。
第四章 工程施工
1、 施工条件
本工程建设地址均在公路旁，交通较方便，工程所需块石、碎石可在周边购买，河砂可由上高购进，其他建筑村料均运输方便。
2、 施工工期
施工总工期约为一年左右。
第五章 工程投资估算
工程总投资估算为：一坝电站438.95万元，二坝电站336.72万元。
总 概 算 表(一坝电站) 单位：万元
编号
工程或费用名称
概 算 投 资
备注
建安工程费
设备购置费
独立费用
合 计
I
工程部分投资
一
建筑工程
135.62
135.62
发电厂房
135.62
二
机电设备及安装工程
7.67
205.43
213.10
三
金属设备及安装工程
0.88
17.23
18.11
四
临时工程
15.48
15.48
五
独立费用
33.83
33.83
一至五部分合计
416.14
基本预备费
(按一至五部分的5%计算)
20.81
Ⅱ
水土保持及环保工程投资
2.0
工程总投资
438.95
总 概 算 表（二坝电站） 单位：万元
编号
工程或费用名称
概 算 投 资
占一至五部分投资（%）
建安工程费
设备购置费
独立费用
合 计
I
工程部分投资
一
建筑工程
129.22
129.22
发电厂房
129.22
129.22
二
机电设备及安装工程
5.79
131.39
137.18
三
金属设备及安装工程
0.88
17.23
18.11
四
临时工程
6.67
6.67
五
独立费用
27.60
一至五部分合计
318.78
基本预备费
(按一至五部分的5%计算)
15.94
Ⅱ
水土保持及环保工程投资
2.0
工程总投资
336.72
第六章 工程经济效益
一、二坝电站总装机容量增效扩容后增加170KW，除去水库灌溉期发电，按年4000小时计算，则可年增发电量170×4000=68000KWh，按2012年上网电价0.28元/KWh计算，则年可增加发电效益680000×0.28=19.04万元。
第七章 结论
经过上述分析论证，根据飞剑潭水库电站所具有的水力资源、可开发的水能潜力以及对现状发电情况的分析，对飞剑潭水库电站进行增效扩容改造是非常必要的。从经济评价分析，经济效益也是明显的。综述，对飞剑潭水库一、二坝电站进行增效扩容改造是可行的。
第八章 建议
1．飞剑潭电站已运行几十年，电力设备老化，大部分设备已超过使用年限超役运行，放水发电时时常不能开机发电，造成机组出力低，耗水量大，水资源浪费严重。以一坝发电机组为例进行耗水量实测，该机组在高水位177米以上每发1度电耗水23.02米3，是标准水量的1.6倍。
2003年前每发1度上网电量，电力公司支付我局水费0.051元，当时上网电价为每KWh0.18元，占上网电价的28.33%；2003年改制时，仍执行原价格标准，仍为每千瓦时0.051元，至今未上调。2012年上网电价已上调至每KWh0.28元，根据《江西水利工程供水价格管理办法》（赣发改收费字[2004]405号），2012年应收取每KWh0.067元，加上发电机组老化未改造所造成的水量损失，每KWh电量合计应收到水费0.107元。
2．由于原机电设备都经过了近四十年的运行，已严重老化，造成了发电达不到设计出力，水资源严重浪费，更换水轮机组等机电设备是非常必要的。
3．飞剑潭水库电站建成初期由飞剑潭水库管理局负责管理；上世纪八十年代初，原宜春市人民政府成立小水电公司，飞剑潭电站划归该公司管理，然后再由管理单位向飞剑潭水库购水发电。这种管理形式也严重制约了发电效益的发挥，而且也不利于水库的协调，容易造成水资源的浪费，建议飞剑潭电站由水库收回统一协调管理，以充分发挥电站效益。
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