瓦房店水庫(kù)電站增效擴(kuò)容工程設(shè)計(jì)分析

李曉偉

（閻王鼻子水庫(kù)工程建設(shè)管理局，遼寧 朝陽(yáng) 122000）

瓦房店水庫(kù)電站增效擴(kuò)容工程設(shè)計(jì)分析

李曉偉

（閻王鼻子水庫(kù)工程建設(shè)管理局，遼寧 朝陽(yáng) 122000）

喀左縣瓦房店水庫(kù)建于1983年，經(jīng)多年運(yùn)行，電站水輪機(jī)組、發(fā)電機(jī)組性能落后。對(duì)其水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)進(jìn)行了改造，取得不錯(cuò)的效果。

瓦房店水庫(kù)；電站增效擴(kuò)容；設(shè)計(jì)分析

1 概述

瓦房店水庫(kù)位于遼寧省朝陽(yáng)市喀左縣西部大營(yíng)子鄉(xiāng)下灣子村，距縣城17km，電站下游灌溉面積1480hm2，以旱田灌溉定額4500m3/hm2計(jì)算，年灌溉需水量600萬(wàn)m3，是大凌河西支支流大營(yíng)子河上的一座以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)、旅游為一體的中型綜合利用的水庫(kù)工程，1983年建成并通過(guò)驗(yàn)收交付使用。由于運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)30年，電站的主體工程廠房出現(xiàn)了主梁斷裂，槽形板彎曲變形，屋面漏雨、墻皮剝落等狀況。電站尾水渠道邊墻全部?jī)A覆，主要設(shè)備中水輪機(jī)組、發(fā)電機(jī)組性能落后，升壓變壓器燒毀，電站已處于停機(jī)待修狀態(tài)。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)與工程等級(jí)

瓦房店水庫(kù)為中型水庫(kù)，Ⅲ等工程，主要建筑物為3級(jí)。電站工程為主要建筑物，為Ⅲ等3級(jí)工程［1］。

2.2 工程、水文地質(zhì)及自然條件

瓦房店水庫(kù)位于大凌河西支支流大營(yíng)子河中游，為低山丘陵區(qū)，河谷較開(kāi)闊，原河床寬280m，高程382m，左岸為1級(jí)階地，最大覆蓋層壤土15m，右岸為山體。壩基河床第四系堆積物最大厚度12.5m。壩址區(qū)巖性為石灰?guī)r，質(zhì)地堅(jiān)硬，可作為建筑石料取用，儲(chǔ)量豐富，混凝土、砂漿用砂則需使用牤牛和砂料。該處運(yùn)距55km，河砂質(zhì)量、儲(chǔ)量均滿足工程需要。

水庫(kù)壩址以上集雨面積120km2，河道長(zhǎng)度18.6km，河道平均比降1.725%，流域內(nèi)為高山丘陵區(qū)，植被情況較前雖有好轉(zhuǎn)，但水土流失仍較嚴(yán)重，河流含沙量較大。流域內(nèi)多年平均降雨量493mm，多年平均徑流深78mm，降水年際和年內(nèi)分配極不均勻，多集中于7，8兩月，占全年的70%，多年平均蒸發(fā)量1890mm。水庫(kù)原洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)50年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)1000年一遇。2008年除險(xiǎn)加固根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，改為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)2000年一遇［2］。水庫(kù)附近沒(méi)有水文站，洪水計(jì)算無(wú)實(shí)測(cè)資料，計(jì)算按無(wú)資料地區(qū)采用1998年《遼寧省中小河流設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》進(jìn)行計(jì)算。

計(jì)算結(jié)果：P=1%，洪峰流量Q=1259m3/s；3d洪量W=1553萬(wàn)m3。P=0.05%，洪峰流量Q=2182m3/s；3d洪量W=3030萬(wàn)m3。

2.3 工程布局

瓦房店水庫(kù)電站位于水庫(kù)右岸，灌區(qū)輸水洞出口處，以輸水洞進(jìn)行電站引水。設(shè)計(jì)水頭12.98m，裝機(jī)容量250km，安裝兩臺(tái)同型號(hào)的水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)為HL300-WJ-60型，發(fā)電機(jī)為SFWB-12型。引水流量2.0m3/s，年利用2280h，年發(fā)電量22.5萬(wàn)kW·h［3］。

電站工程包括檢修閘門、輸水隧洞164m、弧形工作閘門、廠房、機(jī)電設(shè)備、輸水壓力管路、尾水室、尾水節(jié)制閘、泄水閘、尾水渠、輸電線路等。

2.4 擋水建筑物

擋水建筑物為黏土心墻砂殼壩，壩頂高程415.12m，最大壩高46.3m，壩長(zhǎng)387m，壩頂寬7m，壩底寬242.17m，2008年除險(xiǎn)加固解決了大壩抗震穩(wěn)定復(fù)核安全系數(shù)不夠，沉陷及凍脹造成前后壩坡護(hù)坡凹凸不平等問(wèn)題，進(jìn)行了壩體前后坡補(bǔ)整修，壩前坡水下拋石蓋重，建立健全了觀測(cè)系統(tǒng)。

2.5 泄水建筑物

溢洪道為河岸開(kāi)敞式，全長(zhǎng)97.4m，分別為進(jìn)口、堰體、陡坡、挑流段、護(hù)坦。堰寬35m，堰頂高程同正常高水位405.26m，邊墻、底板均為鋼筋混凝土襯砌，2008年除險(xiǎn)加固，對(duì)溢洪道進(jìn)口段邊墻及底板、挑流坎、護(hù)坦實(shí)施了拆除和重新澆筑。

2.6 引水建筑物

輸水洞位于溢洪道右側(cè)，平行溢洪道中心線70m，全長(zhǎng)164m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，洞徑2.0m，最大泄洪能力38m3/s，為有壓隧洞。進(jìn)口高程392.0m，出口高程390.0m。洞內(nèi)局部表面損壞，需用環(huán)氧砂漿補(bǔ)強(qiáng)維修，閘門與啟閉設(shè)備年久失修，需全部更新重?fù)Q。

2.7 廠房及開(kāi)關(guān)站

根據(jù)已選用的HL300-WJ-60水輪機(jī)和SFWB-12型發(fā)電機(jī)的外部輪廊尺寸，考慮廠房與灌溉和泄洪洞啟閉閘室一起布置，采用機(jī)組軸線與廠房軸線平行，同壓力管路中心線垂直。為滿足運(yùn)送設(shè)備的方便，按運(yùn)行過(guò)道、相鄰動(dòng)力設(shè)備的凈間距，動(dòng)力設(shè)備與墻壁凈間距的要求，進(jìn)行廠房布置。

主廠房?jī)糸L(zhǎng)（南北方向）17.00m，凈寬7.20m，地面標(biāo)高391.8m，建筑面積122.4m2。靠主廠房左側(cè)建有副廠房，副廠房分為兩層，底層樓做倉(cāng)庫(kù)，上層樓做休息室，并與閘室相接；副廠房?jī)糸L(zhǎng)5.20m，凈寬7.20m，休息室地板標(biāo)高396.54m。建筑面積74.88m2，總建筑面積197.28m2；配電盤設(shè)在靠近主機(jī)組左側(cè)，配電盤背面距后墻1m，配電盤電纜由設(shè)在地下預(yù)留30cm× 40cm的電纜溝和各機(jī)組相聯(lián)，電纜線由地板下引入變壓器，溝上鋪蓋木板，變壓器設(shè)在主廠房前右側(cè)。

廠房水下部分平面布置，參照廠家機(jī)組安裝布置圖，尾水室長(zhǎng)4.60m，寬200m，尾水管中心距尾水室上游內(nèi)壁1.2m，尾水渠寬250m，沿廠房前墻延長(zhǎng)到右側(cè)墻外，上加鋼筋混凝土蓋板。

2.8 發(fā)電機(jī)組及金屬結(jié)構(gòu)

2.8.1 發(fā)電機(jī)

兩臺(tái)發(fā)電機(jī)總功率250kW，額定電流452A，變壓器選用SJ-320KVA。

2.8.2 金屬結(jié)構(gòu)

金屬結(jié)構(gòu)部分，進(jìn)口攔污柵按原規(guī)格尺寸不變，重新制作安裝，滑道重新制作安裝；進(jìn)口平板閘門重新制作安裝，規(guī)格尺寸與原閘門相同；出口弧形鋼閘門尺寸1.8m×1.6m，重新制作安裝；進(jìn)出口單吊點(diǎn)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)兩臺(tái)，手、電兩用式，更新安裝。尾水渠節(jié)制閘、泄水閘按原尺寸不變更新。

3 工程概算及施工工期

本次增效擴(kuò)容工程合計(jì)總投資99.15萬(wàn)元。其中建筑工程34.73萬(wàn)元；機(jī)電設(shè)備及安裝55.55萬(wàn)元；金屬結(jié)構(gòu)及安裝2.10萬(wàn)元；臨時(shí)工程0萬(wàn)元；獨(dú)立費(fèi)用6.77萬(wàn)元。

本工程以開(kāi)工年的4月為施工準(zhǔn)備期，當(dāng)年5月主體工程正式開(kāi)工，10月底工程竣工，總工期為6個(gè)月。并嚴(yán)格按照招標(biāo)文件的工期要求進(jìn)行施工組織和進(jìn)度計(jì)劃安排，在經(jīng)濟(jì)合理保證施工質(zhì)量的前提下，盡量提前工期。優(yōu)化施工方案，合理配置施工設(shè)備，從施工設(shè)備儀器上提供可靠的保證，使質(zhì)量、安全和進(jìn)度同時(shí)滿足要求，力求做到均衡生產(chǎn)，以保證資源的合理利用。

4 環(huán)境保護(hù)

本工程措施對(duì)環(huán)境的不利影響主要在施工期，包括施工噪音、粉塵、施工、生活廢棄物、污水排放等。施工環(huán)境保護(hù)措施采用低噪音設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)，禁止夜間作業(yè)，采用先進(jìn)的施工技術(shù)。對(duì)粉塵控制采用堆沙石料覆蓋處理或?yàn)⑺?，施工?chǎng)地及道路要保持清潔，對(duì)從事有粉塵影響工作的人員給以勞動(dòng)保護(hù)，生產(chǎn)、生活污物定點(diǎn)排放，妥善處理。施工區(qū)內(nèi)注意防疫，施工人員定期體檢，生活區(qū)及時(shí)消毒。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)瓦房店水庫(kù)存在問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了水電站改造的必要性，電站改造后，提高了電站綜合能效和水資源利用率，確保了水電站運(yùn)行過(guò)程中的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，效果非常顯著。對(duì)推動(dòng)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義。

［1］陳錫芳.水輪發(fā)電機(jī)組改造增容與優(yōu)化運(yùn)行［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.

［2］吳慶波，高磊，孫曉平，等.西溝水電站增效擴(kuò)容改造技術(shù)的研究［J］.黑龍江水利科技，2013（3）：53-55.

［3］GB/T50700—2011，小型水電站技術(shù)改造規(guī)范［S］.

［4］張洪楚.水電站［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，1994.

［5］劉承.龍頭山水電站增效擴(kuò)容改造探索［J］.中國(guó)水能及電氣化，2013（1）：116-118.

（責(zé)任編輯：姜彤宇）

Analysis of plant efficiency increase and capacity expansion design for Wafangdian Reservoirs

LI Xiao-wei
（Hades Nose Reservoir Engineering Construction Administration，Chaoyang 122000，China）

Wafangdian Reservoir was built in Cazuo county in 1983.The power station turbine units and generating set performance lagged behind after years of operation.This paper analyzes the efficiency increase and capacity expansion for turbine and generator，the effect is good.

Wafangdian reservoir；plant efficiency increase and capacity expansion；design and analysis

TV738

：B

：1672-9900（2017）02-0083-03

2017-01-22

李曉偉（1976-），男（漢族），遼寧朝陽(yáng)人，工程師，主要從事水利工程建設(shè)與管理工作，（Tel）15304215797。