活動(dòng)壩水電站增效擴(kuò)容改造工程效益評(píng)價(jià)

張 健，李 毅，張 巖

(1.淮陰區(qū)活動(dòng)壩水利工程管理所，江蘇 淮安 223300；2.江蘇省淮沭新河管理處，江蘇 淮安 223000；3.淮陰區(qū)淮高水利服務(wù)站，江蘇 淮安 223300)

1 概 述

江蘇省淮安市淮陰區(qū)活動(dòng)壩水電站位于江蘇省楊莊閘北首350 m處廢黃河舊河床上，與江蘇省楊莊閘平行，上游與淮河流域的廢黃河、二河、淮沭河、大運(yùn)河、鹽河五河相連(見(jiàn)圖1)。淮陰區(qū)活動(dòng)壩水電站始建于1976年10月，1980年1月并網(wǎng)發(fā)電，安裝12臺(tái)TSJ—160 kW同步發(fā)電機(jī)，12臺(tái)ZDJ—IW—120水輪機(jī)，2臺(tái)電力變壓器，總裝機(jī)容量1 920 kW。電站設(shè)計(jì)水頭3.5 m，上游正常水位11.50 m，下游正常水位7.86 m，正常流量5.0 m3/s，實(shí)測(cè)6.0 m3/s，屬于低水頭、大流量、徑流式電站。

圖1 活動(dòng)壩水電站位置示意

該電站主要為了解決淮陰區(qū)居民生活及城鎮(zhèn)用電，以l回10 kV輸電線(xiàn)路直接送至10 kV，并入地區(qū)10 kV電網(wǎng)。非發(fā)電期可調(diào)相運(yùn)行，以提高附近地區(qū)用電質(zhì)量。

由于該電站建于20世紀(jì)70年代，設(shè)備技術(shù)含量差，質(zhì)量較差。經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，機(jī)組設(shè)備老化，電氣設(shè)備陳舊落后，機(jī)械設(shè)備銹蝕、腐化，廠(chǎng)房墻面風(fēng)化、脫落，水工建筑物毀壞、腐蝕，受損特別嚴(yán)重。盡管該站在運(yùn)行過(guò)程中不斷對(duì)機(jī)組設(shè)備、廠(chǎng)房、水工建筑物等方面進(jìn)行保養(yǎng)、維修和改造，做了很多工作，保持了水電站長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全、可靠、高效的運(yùn)行。但是，由于歷史的原因，受到了方方面面的制約，特別是資金的嚴(yán)重不足，設(shè)備、廠(chǎng)房、水工建筑物等已不能滿(mǎn)足水電站運(yùn)行的要求，效率下降，嚴(yán)重阻礙了活動(dòng)壩水電站的可持續(xù)發(fā)展(見(jiàn)表1)。

表1 活動(dòng)壩水電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

2 工程改造情況

2.1 改造內(nèi)容

2013年4—12月，對(duì)活動(dòng)壩水電站進(jìn)行了增效擴(kuò)容改造，增效擴(kuò)容工程共花費(fèi)約590萬(wàn)元。

改造工程主要內(nèi)容一是土建工程：站房及其他土建設(shè)施維修。二是更新機(jī)電設(shè)備工程：更新12臺(tái)套水輪發(fā)電機(jī)組及配套設(shè)備、2臺(tái)主變及配套電氣設(shè)備、1臺(tái)站變及配套設(shè)備、控制設(shè)備等。三是金屬結(jié)構(gòu)更換工程：清污設(shè)備、攔污設(shè)備更換、維修等。

2.2 水能復(fù)核計(jì)算

根據(jù)活動(dòng)壩水電站近年上下游水位、水頭統(tǒng)計(jì)表，在流量、水位及機(jī)組運(yùn)行條件下，當(dāng)水頭超過(guò)3.93 m，機(jī)組發(fā)電功率已達(dá)160 W，處滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。電站每年超過(guò)3.93 m水頭達(dá)40多天，最高水頭達(dá)4.38 m。考慮機(jī)組本身運(yùn)行效率，在目前水力資源條件下，增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目實(shí)施后，水輪機(jī)效率提高近5%～8%。考慮到葉輪多年使用造成葉輪間隙增加、泄漏損失加大以及其他因素影響，新葉輪水力模型效率可提高6%～9%，小功率節(jié)能型發(fā)電機(jī)效率比老高耗能發(fā)電機(jī)高出5%～7%，僅考慮水力發(fā)電機(jī)組性能，即可使效率提高11%～17%，通過(guò)更新節(jié)能型變壓器效率提高6%～9%；再加上更換載流體鋁排母線(xiàn)等配電設(shè)備，電站綜合效率可提高18%～27%，發(fā)電量及經(jīng)濟(jì)效益等明顯提高(見(jiàn)表2)。

表2 活動(dòng)壩電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

3 主要效益情況

增效擴(kuò)容改造工程保證了該地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活和工作的正常進(jìn)行，主要效益有經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益兩方面。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

活動(dòng)壩水電站增效擴(kuò)容改造工程完成后，將為淮陰區(qū)政府及所轄的行政村、村民提供生活及生產(chǎn)用電，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于提高人民的生活水平。同時(shí)，對(duì)節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，更好地實(shí)現(xiàn)“藍(lán)天工程”起到積極作用。

根據(jù)“十三五”能源消費(fèi)總量和“雙控”目標(biāo)要求，從根源上解決高耗能小水電工程項(xiàng)目，重在加速農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民的物質(zhì)生產(chǎn)水平以及文化生活水平。因此，不對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行財(cái)務(wù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，而只對(duì)電站增效擴(kuò)容后的電價(jià)成本進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算售電電價(jià)，評(píng)價(jià)村民對(duì)售電電價(jià)的承受能力和電站自身維持正常運(yùn)行的可行性。成本測(cè)算的主要依據(jù)為《小水電建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)程》(SL 16—2019)。

(1)廠(chǎng)用電率取0.8%，線(xiàn)損率4%，有效電量取85%。

(2)電站定員14人，年平均職工工資按現(xiàn)行職工年平均工資計(jì)算，職工福利費(fèi)按工資總額的14%計(jì)取。

(3)年運(yùn)行費(fèi)中的其他費(fèi)用按《小水電建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)程》計(jì)算，每千瓦時(shí)21.60元。

(4)電站年固定資產(chǎn)折舊費(fèi)采用加權(quán)平均折舊費(fèi)率35%計(jì)算。

(5)大修理費(fèi)按固定資產(chǎn)價(jià)值的1%計(jì)算。

(6)水費(fèi)：根據(jù)水利部《水資源費(fèi)征收使用管理辦法》(財(cái)綜〔2008〕79號(hào))有關(guān)要求與精神，結(jié)合《江蘇省水資源費(fèi)征收使用管理實(shí)施辦法》(蘇財(cái)綜〔2009〕67號(hào) 蘇水資〔2009〕66號(hào))規(guī)定，水力發(fā)電取水水資源稅每千瓦時(shí)發(fā)電量按0.001元提取。

3.2 社會(huì)效益評(píng)價(jià)

3.2.1 保護(hù)水資源，充分發(fā)揮蓄水能力效益

在節(jié)約水資源經(jīng)濟(jì)效益和確保工程安全運(yùn)行方面，為南水北調(diào)東線(xiàn)工程的實(shí)施創(chuàng)造條件。目前電站閘門(mén)漏水量為7.71 m3/s，1 d漏水680 000 m3，1 a發(fā)電時(shí)間約為6個(gè)月，不發(fā)電時(shí)間為6個(gè)月。扣除可利用部分水量，損失率按20%計(jì)，1 a損失水量為24 480 000 m3；1 m3水按0.3元計(jì)算，1 a則損失73.4萬(wàn)元。節(jié)約下來(lái)的資源，保證了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)和居民生活的安全，保護(hù)了人民的生存環(huán)境，保障了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.2.2 改善地區(qū)防洪效益和環(huán)境效益

該工程實(shí)施后，圩堤和配套建筑物標(biāo)準(zhǔn)得到了提高，抗御洪水能力大大加強(qiáng)。在外河高水位時(shí)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可免受洪澇災(zāi)害威脅，減少了洪澇災(zāi)害帶來(lái)的重大損失，發(fā)揮了社會(huì)安全保障功能，其抗洪排澇效益十分顯著。同時(shí)，增效擴(kuò)容工程實(shí)施后也改善了水質(zhì)，提高了水環(huán)境質(zhì)量。

3.2.3 供水、發(fā)電效益

經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)淡水資源。由于活動(dòng)壩水電站位于廢黃河下游3.7 km處，若遇干早年份，可保證上游的水資源供應(yīng)，可使該地區(qū)農(nóng)作物正常生長(zhǎng)。工程的實(shí)施，提供了可靠的水資源，確保水力發(fā)電組滿(mǎn)負(fù)荷工作，將為工業(yè)快速發(fā)展提供綠色清潔能源，并為全區(qū)工農(nóng)業(yè)和城鄉(xiāng)商業(yè)流通提供優(yōu)質(zhì)水源和良好的水環(huán)境，其供水效益是顯著的。

綜上所述，活動(dòng)壩水電站增效擴(kuò)容工程，既是工程效益充分發(fā)揮的需要，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，社會(huì)效益尤為顯著。經(jīng)工程效益分析和工程管理、環(huán)境影響的論證，工程是可行的。該項(xiàng)目完成后，可以改善能源供給條件現(xiàn)狀，提高村民的生活質(zhì)量。

4 結(jié) 論

淮陰區(qū)活動(dòng)壩水電站增效擴(kuò)容改造方案合理，設(shè)備選型合理，經(jīng)近年來(lái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組效率提高約15%，能夠充分利用過(guò)水流量，提高水能資源的利用效率，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。