博尔塔拉河农村水电增效扩容

改造方案

博乐农五师全新勘测设计有限公司

二○一六年三月

 

项目名称：博尔塔拉河农村水电增效扩容改造方案

编制单位：博乐农五师全新勘测设计有限公司

批 准：赵文博

审 查：石 磊

校 对：范建军

编 写：张双龙

目录

 

前 言...1

一、河流水能资源及开发利用概况...2

二、改造项目及实施安排...4

2.1电站现状及存在问题...4

2.2主要改造内容...5

2.3改造前后对比...7

2.4投资及资金筹措...7

2.5实施安排...8

三、建设和资金管理...9

3.1项目资金管理...9

3.2项目建设管理...9

四、长效机制...12

4.1完善规划修编...12

4.2加强老旧电站改造力度...12

4.3加强监督管理...13

4.4大力推进电站安全标准化建设...13

五、效益分析...15

5.1社会效益...15

5.2经济效益...15

5.3生态与环境效益...16

5.4技术目标...16

5.5国有资产保值增值...16

5.6增效扩容改造绩效目标...16

5.7结论及建议...17

前 言

为进一步促进节能减排和可再生能源产业发展，实施河流生态修复和电站增效扩容改造，实现优化电站布局，河流水量生态调度和电力梯级联合调度，保障河道生态流量，修复河流生态，增加可再生能源供应，消除安全隐患，提高防洪灌溉供水能力，编制本方案。

本方案编制的原则为“尊重自然，保护优先”和“以自然修复为主，人工修复为辅”。

本方案通过开展环境现状调查与评价，结合相关法律、法规及规范编制完成。

调查范围包括河流最上游农村水电站及以下河段，重点是农村水电站间减脱水河段，以及直接或间接受减脱水影响的岸边区域。

调查内容包括河流规划，农村水电站工程布局、运行方式、建设和运行过程中产生的主要生态环境问题，减脱水河段水文情势、重要生态敏感区及环境保护目标等。

一、河流水能资源及开发利用概况

博尔塔拉河发源于别珍套山及阿拉套山的洪别林达坂和萨尔坎达坂，河流自西向东流，沿途接纳了两岸山谷间众多小溪，干流经温泉县、博乐市，最后注入艾比湖，温泉水文站以上集水面积2206km²，河长97km，源头至入湖口河流全长252km，河道平均比降11.8‰，从温泉水文站实测径流资料分析，博尔塔拉河上游段径流量的年际变化比较平稳, 1960～2014年多年平均径流量为3.177×10⁸m³, Cv值为0.11，最大年径流量为4.012×10⁸m³，出现在2002年，最小年径流量为2.576×10⁸m³，出现在2009年，最大年径流量与最小年径流量比值仅为1.6，多年平均流量为10.58m³/s，根据《博河、精河流域规划》可知，博尔塔拉河可开发容量近80932kW。

博尔塔拉河上已建成电站18座，总装机24440kW，其中博州所属电站9座，总装机容量14800kW；兵团第五师所属电站9座，总装机容量9600kW，自上而下电站见下表1-1（见下页）：

本次实施农村水电增效扩容的为五一水电站，电站位于博尔塔拉河中下游，属于博尔塔拉河梯级开发水电站之一，为坝后式电站，始建于1977年3月，1979年1月正式投产运行，现状总装机容量为3×800kW，设计流量20.0m³/s，设计水头16.0m，设计年发电量为1000万kW.h,厂区占地面积为45106㎡。

本电站为坝后式电站，五一水库设计及运行时已考虑生态基流，且水库至电站距离短，故不存在河段减水及生态问题。

其他电站均为干渠引水式电站，故电站不会导致河流脱水断流情况。

表1-1 博尔塔拉河水电站概况表

二、改造项目及实施安排

2.1电站现状及存在问题

本次实施农村水电增效扩容改造的电站为位于博河中下游的五一水电站，该站始建于1977年3月，1979年1月正式投产运行，总装机容量为3×800KW，设计年发电量为1000万kW.h,设计流量19.5m³/s，设计水头16.0m，厂区占地面积为45106㎡。

运行多年来，机电设备陈旧、性能落后，老化严重，运行效率较低，安全上也存在一定的隐患，存在主要问题如下：

⑴ 发电机进水闸门启闭速度太慢、止水效果不好，当发电机导叶无法正常关闭时，造成发电机停机后空转，而且启闭机螺杆和闸门止水橡皮容易损坏，造成电站检修时间长，影响正常发电及电站安全。

⑵ 机组水轮机原导叶调节方式为水下调节结构，当有异物卡阻时，不易观察和清理，且容易损坏操作机构。

⑶ 导叶操作机构无保护设施，异物卡阻时，容易引起导叶连环损坏。

⑷ 导叶连板为偏心销结构，间隙无法调整，随着机组运行时间变长，机组漏水量加大。

⑸ 水导轴承位设置较低,在密封不可靠时，密封漏水易淹没油箱。

⑹ 发电机运行时间较长，绝缘老化，线圈在长时间停机后容易受潮，造成绝缘不够，同时，发电机滑环碳刷数量少，单只碳刷电流太大，造成碳刷经常打火，烧损滑环。无法满足机组增容后长期安全稳定运行要求。

因此，对电站进行增效扩容改造十分必要。受博州地方水力发电有限公司委托，由博乐农五师全新勘测设计有限公司于2016年3月对五一水电站进行增效扩容改造工程的设计。本次改造拟装机3×1000kW，设计流量22.5m³/s，设计水土16m。

2.2主要改造内容

2.2.1闸门技改方案

⑴ 闸门采用箱式钢制结构，增加闸门强度及刚度。并加重闸门自身重量，通过自重加大闸门自动下降，减小丝杠承受力，避免了闸门在启闭过程中失去平衡造成漏水。经初步计算，建议该闸门重量应在8t。

⑵ 为防止丝杠弯曲，应加粗丝杆直径，并在适当位置增加丝杆固定支架，使之有固定支撑，改善丝杆受力分布，使之不容易产生弯曲。

⑶ 因增加了闸门自身重量及丝杠直径加粗，启闭机容量应加大。采用手动两用螺杆式启闭机30t，启门力30t，闭门力15t，配套电机Y132M-6，电机功率5.5KW。

⑷ 闸门密封采用国标P45密封条止水，因其为圆状，受门前水压的作用下，止水效果好，日常更换简单。

⑸ 为减少闸门起落过程的摩擦力，取消原滑块，采用动滑轮设计。

2.2.2水轮机结构技改方案

⑴ 将三台转轮均更换为ZDJP502，转轮直径不变，叶片安放角为+5°。转轮叶片采用数控加工成形，材料为ZG20SiMn。在保证水头、流量及流道相似的情况下，水轮机出力达1053KW。

⑵ 导叶操作机构由水下调节更改为水上调节结构，调速器保留原调速轴结构：水轮机保留尾水管，机坑里衬，调速轴上轴，其余埋入部分，导水机构，调速机构全部进行更换。

⑶ 主轴进行重新设计更换，提高水导轴承安装位置。同时，主轴密封可进行改进设计或更换新零件。

2.2.3发电机技改方案

从原发电机的电磁设计看，结合现有的加工艺，槽内尚有空间，增容到1000kW，定子仅需更换定子线圈和相关配件，其余铁芯不变，只做清理和喷绝缘漆处理，更换定子槽内测温电阻元件为Pt100。转子磁极铁心不动，转子磁极线圈更换，将线圈截面变薄变宽，增加匝数，减小励磁电流，保证增容后励磁电流低于原励磁电流。

根据上述原则，按照现有铁芯数据，结合新的工艺方法，对发电机进行电磁方案优化设计，且发电机技改后绝缘耐热等级由B级提高到F级，允许耐热温度从120℃提高到155℃，因此技改后完全满足长期安全稳定运行的要求，并留有一定的裕度。

2.2.4励磁改造

由于转子磁极线圈更换，将线圈截面变薄变宽，增加匝数，减小励磁电流，增容后励磁电流低于原励磁电流，因此无需增加碳刷，电站可根据改造后提供的励磁参数核算励磁系统是否需要更换。

2.2.5升压站

原有变压器二台，型号为：S₁₁-M-2000/10和S₁₁-M-1000/10，容量分别为2000kVA和1000kVA；由于改造后水轮发电机组容量的增加，导致原有变压器的容量不足，现更换原有1000kVA变压器一台，更换后的变压器容量为2000kVA，更换后的变压器型号为S₁₁-M-2000/10，电压为10.5±5%/6.3kV，接线形式为Yd11，阻抗电压Uk=5.36%，主变压器为双绕组无励磁调压升压变压器；更换后的变压器与现有的2000kVA变压器容量及型号一致。

新增配电变压器一台，作为冬季枯水期电站检修及管理区生活用电电源，配电变压器型号为S₁₁-M-100/10，电压为10.5±5%/0.4kV，接线形式为Yyn0，阻抗电压Uk=4%，配电变压器为双绕组无励磁调压全密封油浸式配电变压器。

2.3改造前后对比

项目改造前后装机及年发电情况见下表2-1。

表2-1 五一水电站改造前后对比表

2.4投资及资金筹措

2.4.1工程概算投资

五一水电站工程概算总投资610.50万元，单位千瓦投资2035元。其中：建筑工程投资32.97万元，机电设备及安装工程投资431.04万元，，临时工程投资11.52万元，独立费用79.46万元，基本预备费投资44.40万元，水土保持及环境保护费11.10万元。

2.4.2资金筹措

本工程地处西部地区，改造后装机容量3000kW，工程总投资610.50万元，根据中央财政对增效扩容改造项目按改造后装机容量给予定额补助，按1300元/千瓦的定额补助，但补助资金不超过项目总投资的50%；因此，本工程申请中央财政补助305万元，占总投资的49.96%，自筹资金305.5万元，占总投资50.04%。

2.5实施安排

2016年3月底完成初步设计，2016年4月等待初步设计批复后进行施工图设计，2016年5月施工招标及机电设备订购；2016年6月至11月完成机电设备改造；12月底正常发电，总工期200天。

三、建设和资金管理

3.1项目资金管理

本次农村水电增效扩容改造的电站为五一水电站，总投资610.50万元。对电站增效扩容改造资金应严格按照财政部和水利部财建[2011]504号文件执行，实行专账专户管理，认真执行资金管理要求和财务纪律，强化绩效评价，确保资金安全；对下发的中央补助资金安全、规范、有效使用。确保财政资金专款专用，严格按工程资金管理办法实施。工程价款的结算也严格按照设备购置合同和施工合同约定进行支付。

3.2项目建设管理

3.2.1全面落实责任

全面落实以项目法人为主体为核心的责任制,加强电站增效扩容的组织领导,组建以分管副局长为组长、相关科室负责人为成员的“十三五”期间电站增效扩容工作领导小组,并拟制定相应工作方案,在责任制、计划上报和下达、前期工作、建设管理、资金安全管理、安全度汛、宣传和信息上报等方面,明确职责和任务。

3.2.2落实“四制”要求

实施“项目法人负责，监理单位控制，施工单位保证，政府部门监督”相结合的质量管理体系，加强质量监督和专项检查，加大巡查和问题整改力度，开展不定期第三方飞检，确保了电站增效扩容的工程建设质量。

3.2.3狠抓安全生产

严格执行安全生产准入制度。凡是未取得建设行政主管部门颁发的安全生产许可证的施工企业，不得进入水利建筑市场、不得参加电站增效扩容工程的投标。认真落实安全生产“三同时”制度。为从源头上保障电站施工安全和运行安全，特别是对前期工作阶段进行了安全设计，从源头上把好安全关口。加强施工现场安全管理。加强安全生产隐患排查治理和安全生产检查督办活动，妥善处理好进度、质量和安全的关系，杜绝违规作业行为。

3.2.4加强检查督办9+

按照水利部和省水利厅的工作要求，制定工作计划，合理安排工期，强化各个环节检查督办，并对检查中发现的问题进行梳理，分类督办指导，确保按期完成建设任务。

3.2.5严格执行验收程序

对纳入增效扩容改造实施方案的项目，按照计划工期安排，制定验收计划，在规定的期限内进行机组启动、完工和竣工各个阶段的验收。项目建设各个阶段、各个环节的验收工作严格按照《小型水电站建设工程验收规程》(SL168)、《水利部关于印发〈农村水电增效扩容改造项目验收指导意见〉的通知》（水电〔2012〕329号）文件和国家有关规定执行。

3.2.6扎实开展绩效评价

增效扩容改造项目完成任务后，根据财政部水利部关于印发《农村水电增效扩容改造绩效评价暂行办法》的通知（财建〔2013〕45号）要求，对农村水电增效扩容改造项目工作组织、建设管理、资金管理、工程验收、改造效果及长效机制落实情况等内容，从地方财政部门、水行政主管部门管理服务进行绩效评价和项目绩效评价。运用定量、定性指标相结合的评价方法和统一的评分标准，扎实开展绩效评价工作，建立健全激励和约束机制，综合评价农村水电增效扩容改造绩效目标的实现程度，为下阶段的竣工验收打下坚实的基础。

四、长效机制

农村水电既是水利工程，也是农业农村基础设施工程、开发性扶贫工程，又是农村能源工程、生态环境建设工程，还是加快社会主义新农村建设的重点发展行业。农村水电具有地方性、自主性、政策性、准公益性的基本特征，在促进地方县域经济发展，加速农民脱贫致富，促进节能减排，保护生态环境等方面的作用十分突出。但随着电力体制的多次改革，改变了原有的水电管理格局，水电管理已面临多元化，原有水电部门的行业管理职能在体制变革中逐步弱化，呈现严重缺位局面，已成为当前水电管理中的突出问题。主要表现在：一是水能资源管理法规体系不完善。二是水电管理体制没有根本理顺。三是水电政策落后于形势。四是水电管理落后于建设。特别上生态和环保观念落后于开发利用保护，引发一些新的生态和环境方面的问题。针对存在的问题，下一步需加强以下几个方面工作。

4.1完善规划修编

按照上级部门的要求，结合博州水电发展的需求，结合已建电站及拟建电站，按照人水和谐、环境友好的要求，开展流域水能规划修编工作，明确每条流域生态流量指标和措施，根据生态需求，划定限制区、可开发区，编制流域水能资源开发规划，为河流生态安全提供制度保障。

4.2加强老旧电站改造力度

通过实施农村水电增效减排工程，对原有的农村水电站及其配套电网进行改造升级，提高能效、可靠性和安全性，可以增加水电站发电能力和降低电网网损，增加清洁可再生电能供应，促进节能减排。通过实施生态系统改造，打造“水清、岸绿、河畅、景美”的美丽家园。

4.3加强监督管理

在河流水量调度上，加强部门合作，在保障防洪安全的前提下，坚持区域、流域、灌区相统筹，上下游、左右岸相协调，先生活后生产再生态，电调服从水调的原则，落实每条流域调度方案，让有限水量发挥最大效益。在安全管理上，加强电站日常巡查和隐患排查力度，推进水电工程管理制度规范化体系建设，强化管理人员培训，提升管理水平，保障电站工程安全运行。在生态流量监管上，进一步建立和完善监测体系建设，加强水电站运营期的生态监测，加强生态流量监管制度的研究，落实相关措施，确保“放的长、放的稳”。下一步将电站安全管理、生态流量的落实纳入“河长制”体系建设与考核。

4.4大力推进电站安全标准化建设

为贯彻落实水利部、省水利厅关于农村水电站安全生产标准化达标评级实施的有关文件要求，完成木博尔塔拉河五一水电站的标准化达标任务。

五一水电站安全生产标准化达标计划表

五一水电站工程为坝后式电站，电站引水过程中水库已考虑生态基流及河道减水。

根据施工进度安排，投资下达后第一年12月底五一水电站完成增效扩容改造工程，正式投产发电。拟定于第二年年6月开展农村水电站安全生产标准化评级工作。

类型	改造项目名称	目标值	备注
生 态 改 造 部 分	修复减脱水河段长度（米）
	新建改建生态流量泄放闸孔（处）
	新建生态堰坝(个)
	增设监测、调度所需设备(台、套)
	电站报废(座)
	新增生态机组(台)
	新增生态机组装机容量(kW)
	新增生态机组年发电量(万kWh)

类型	改造项目名称	目标值	备注
电 站 增 效 容 改 造	改造后装机容量(kW)
	改造后年发电量(万kWh)
	巩固和新增水库库容(万m3)
	巩固和新增灌溉面积(亩)
	更换水轮机(台)
	改造水轮机(台)	3
	更换发电机(台)
	改造发电机(台)	3
	自动控制设备(台、套)
	高低压开关柜(台、套)
	升压变压器(台)
	送出线路(km)
	闸门及启闭设备(台、套)	3
	引水渠、隧洞(km)
	压力管(m)
	改造厂房面积(m2)
实施管理与长效机制建设	建设管理（符合相应规定）	落实四制
	资金管理	专款专用
	档案资料管理	规范完整
	河流水量生态调度	制定生态调度方案并落实
	电力梯级联合调度	制定联合调度方案并落实
	安全生产标准化建设达标电站	均完成三级达标