梅子水一二级电站增容扩建可行性分析(1)

摘要：利川市梅子水电站建设较早，由于设计受当时条件限制装机容量较小，年利用小时较大，弃水较多。因此增容改造可行性分析工作显得十分必要。根据电站多年运行参数、水文资料及财务经济评价进行分析增容可行性。

关键词：梅子水 电站 增容扩建 可行性

一  工程概况

梅子水是利川市五大水系之一，位于市西北部，为长江三峡段汇入支流——石芦河的主要源头之一，主流源于利川市南坪乡，沿东北方向流经南坪乡、柏杨坝镇、兴隆口管理区，在两河口（石家咀）出利川进入重庆市境内，于云阳故陵镇汇入长江。干流全长84.4km，流域总面积547.12km²，其中境内河段长45.4km，流域面积227.5km²。境内河道按地形可划分为两段，上段26.1km纵坡平缓，平均纵坡1.1‰，下段19.3km纵坡陡，自然落差大（即从一级电站大坝开始至重庆市边界），平均纵坡达3.5%，水力资源丰富，水能理论蕴藏量6.89万kw，可开发量2.41万kw。该流域规划按五个梯级开发，总装机10台共13270kw，其中一、二级电站早已建成(装机容量1570kw)，三级电站(设计装机6000kw)已完成初设阶段前期工作。

一级电站于1986年建成，已运行15年，该站地处自然落差非常集中的跌水——跌马坎下方，仅引水380m就获得水头115m，引用流量1.3m³/s，装机2×500kw。主要水工建筑物为：浆砌石低拦水坝一座，以满足引渠进水要求，引水部分为全隧洞长380m，渠末设浆砌石前池一座，前池至厂房敷设D800压力钢管一条长250m。机电部份现状为：机组为斜击式，分设高压室和中控室，发电机电压为400v，采用10kv电压等级将电力输送到柏杨镇35kv变电站，输送距离9km。该站自建成至今运行正常，上网后年均发电量600万kwh，最高达650万kwh，计入调度限发电及设备非正常检修等因素，该站年均发电量可达630万kwh左右，最高可达680万kwh，即年利用小时数在6000-6800h之间。

二级电站建于1977年，已运行24年，该站拦水坝紧接一级电站尾水，引渠长0.96Km，渠末设浆砌石前池一座，前池至厂房敷设D800压力钢管一条长127m，水头62m，引用流量1.5m³/s，装混流式机组2台共570kw（1×320+1×250）,无副厂房。电力送至一级一并输出，该站主要由于机组设备质量差，运行一直不正常。

 存在的问题

1、原装机容量小

一、二级电站受开发时期客观条件限制，即主要由于资金不足、用电负荷小、小孤网运行等因素制约，致使电站装机容量未能按充分合理利用水力资源的要求确定，导致装机容量小，年利用小时数过高且长时间弃水。

2、引用流量小，汛期弃水严重

一级电站引用流量为1.3m³/s，仅为中水年年均流量3.13m³/s的41%，利用流量显然小了。自92年上网以来，在年利用小时数高达6000-7000h的情况下，仍长期弃水，从州水文水资源勘测局提供的丰、平、 枯代表年逐日平均流量统计计算，平均每年日均流量大于引用流量出现弃水的时间达203天，多达4872h，充分说明梅子水一、二级电站现有装机引用流量小，造成了水力资源浪费，具有较大的改、扩建增容潜力。

3、机组设备质量差

二级电站目前水工部份运行正常，但机组设备状况极差，由于建设时期条件困难，四台主机分别由四个非正规厂家制造，质量差且不配套，运行一直不正常，目前已严重老化，出力不足，处于带病运行状态，两机组只能达到额定出力的70%-80%，另据运行统计显示，机组每年因被迫停机修理多达900-1500小时，而且买不到配件。该站自1992年上市网以来，年均发电量  211万kwh，仅为设计值380万kwh的56%，年利用小时数仅3700h，主要是设备质量问题所致，加之该站厂房现已十分破旧，因此，该站亟待更新改造。

4   改造的必要性

鉴于上述情况，加之两站都早已并网运行，尤其上游五座小水库每年可提供600万m³调蓄水量，为电站提供可靠的日调节条件，枯水期可集中发高峰电，该项目实施后，装机容量约占市网电站装机的20%，枯水期利用大型日调节池发峰电，在市网上具有较好的调峰作用。而且按现行规范上网电站年利用小时过高实际上是水力资源的浪费，因此拟对两站进行改扩建，实现增容，解决弃水浪费和年利用小时数过高的问题，将年用小时降到4500h左右,使水力资源得到合理、充分的利用，多发电、发峰电，从而获得更好的经济效益。因此，对梅子水一、二级电站进行扩建改造增容不仅必要，而且十分迫切。

二  工程自然条件

2.1  气象水文

2.2.1  气象

梅子水流域属亚热带湿润季风性山地气候，流域内历年平均气温12.2℃，最高+34.9 ℃，最低 -15.9℃，无霜期234天，相对湿度在80%-83%之间。峰面雨是降水的主要特征，流域内设有南坪、柏杨两个雨量站，南坪站位于流域上游，始建于1964年，积累资料37年，柏杨站始建于1958年，积累资料43年。流域内多年平均降雨量1400mm，年最大降雨量1835mm，年最小降雨量782.2mm，24h最大降雨量：南坪站212.9mm、柏杨站202.5mm。

2.2.2  水文

委托恩施州水文水资源勘测局作本工程水文分析计算，现将流域特征参数及计算成果列于下面：

1、F=139km²  L=26.1km  J=1.1‰

2、设计年径流成果表（表1-1）

设计年径流成果表

表1-1      

2.2.3  设计洪水

该工程规模为小Ⅰ型，按规范要求取洪水设计频率为P_设=5%，经计算得设计洪峰流量为594 m³/s。由于坝址上游河道纵坡平缓，尤其是开河口人工河段及节制闸行洪能力有限，洪水期间导致上游大片农田淹没，形成滞洪库容从而大大削减了洪峰流量，从1982年7月洪水（p=2%）坝上实测水位计算过坝流量仅为107m³/s，本次设计过坝洪水流量经滞洪调洪演算Q_设=205m³/s。

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