临沂河东区葛沟水电站改造工程经济评价探析

2013-04-16

中国水能及电气化 2013年12期

(临沂市河东区水务局，山东临沂 276034)

本文讨论对象为临沂河东区葛沟灌区水电站增效扩容改造项目。该工程属于葛沟灌区的节水改造与续建配套工程，主要包括汤头水电站 (干渠桩号13+100)、太平水电站 (干渠桩号25+500)两个改建子项目。

1 工程背景与基本情况

葛沟灌区是大型引黄灌区，位于临沂市河东区境内的沂河中游，其以葛沟橡胶坝工程为水源，引沂河水灌溉。葛沟灌区在2000年被列入大型灌区续建配套与节水改造项目，共分5期实施续建配套与节水改造工程，其中总干渠完成防渗衬砌35.798km。同时，原葛沟拦河坝水源工程于2010年完成了橡胶坝改建(总投资2950万元)，坝址轴线调整为原坝下370m处 (沂河中泓桩号106+825)。

汤头水电站建成于1973年11月，设计水头3.1m，安装4台DZ70-LM-120型水轮机，4台TSN-125/0.4-10型配套发电机。单机设计流量为5.91m3/s，单台装机160kW，总装机500kW，年设计发电量180万kW·h。同时，装有STJ-315/10型主变压器2台，SJ350/10型厂变压器1台，变电出线接10kV并网线路。

太平水电站建成于1977年11月，设计水头4.5m，安装3台DZ760-LM-120型水轮机，3台TSN-200/10型配套发电机。单机设计流量为5.88m3/s，总装机容量为480kW，年设计发电量172.8万kW·h。同时，装有STJ-315/10型主变压器2台，SJ350/10型厂变压器1台。变电出线向东30m转向北3.4km接10kV并网线路。

2 电站历史沿革与现状

汤头、太平水电站水轮发电机组均属20世纪70年代的产品，存在质量较差、技术落后等先天不足。同时，机组经过近40年的运行，设备老化严重，机组出力逐年下降，影响运行安全域效益。

针对运行中出现的问题，近年来葛沟灌区管理所持续对水电站进行投资改建。发电量由改造前的年均137.0万kW·h(1996～2008年，总发电量1781.1万kW·h)提高到平均265.94万kW·h(2009～2011年，总发电量797.8万kW·h)，增加了约1.94倍，效益提升较为明显。

3 电站增效需求与要点

经过2010年的改建，葛沟橡胶坝的控制流域面积达到5565km2。若按照近期规划 (2015年)，并取农业灌溉水利用系数为0.65、灌溉保证率为50%，葛沟橡胶坝可保证2.1万hm2农田灌溉，年平均灌溉引水量可达569.6万m3。同时，平均年下泄量可达91760.7 万 m3。

另外，电站设计装机980kW，设计年平均发电量352.8万kW·h。但是，1996～2011年电站实际发电总量2578.93kW·h，年平均发电量仅161.18万kW·h。可见，汤头、太平水电站水能利用率低，对其进行增效扩容改造是十分必要的。主要从如下几个方面进行考虑:

a.水量供应与增发电量相匹配。汤头、太平水电站改造后发电量为352.8万kW·h，用水量为44582.4万m3。其中可供水量包括两部分:a年灌溉引水量569.6万m3;b葛沟橡胶坝91760.7万m3的弃水下泄量。可见，两者的水量供应将完全满足两电站的设计标准。

b.渠首建筑与拦蓄引水相协调。葛沟橡胶坝工程等别为Ⅲ等，洪水标准采用20年一遇设计、50年一遇校核。渠首引水闸为4孔2.2m×3m浆砌石拱式穿堤涵闸，闸底板顶高程86.41m，配有4台8t手动固定螺杆式启闭机启闭。在拦蓄、引水、安全等方面，可同时满足农业灌溉与发电引水的需求。

c.更新水轮机组，提高出力效率。如前文所述，原有水轮机组因老化磨蚀严重，出力效率不足70%。通过更换新机组，使综合出力效率可达到90%以上，即发电效益可增加20%以上。

d.电量输出与电网配套相适应。汤头、太平水电站电力将直接输入临沂市河东区电网，间接与山东省电网联网。考虑到目前河东区电网电力总装机容量已达到120MW，用电负荷达到122MW，年用电量达到8亿kW·h，葛沟灌区汤头、太平水电站改造后比原设计年增加电量约162万kW·h，该电量对河东区电网影响微小，故增效改造后增加电量上网不存在技术限制。

4 电站改造预算与内容

4.1 预算概览

河东区葛沟灌区汤头、太平水电站增效扩容项目实施后，总装机980kW，概算总投资390.57万元。根据财政部、水利部《农村水电增效扩容改造财政补助资金管理暂行办法》第六条的规定，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，河东区执行中部地区补助标准，即1000元/kW，中央共补助98万元。不足部分292.57万元由地方自筹。

4.2 工程实施

根据前述分析，汤头、太平水电站技术改造项目主要包括水力机械设备及电器设备更新改造、厂房及发电建筑物维修加固等。具体工程内容为:ⓐ更新水轮机1台、发电机4台，更新调速器附刹车系统7套;ⓑ更新变压器2台、高压计量控制柜4套，更新户外跌落开关及避雷器2套;ⓒ增设自动化控制系统(含直流及厂用电控制系统)2套;ⓓ更换电动螺杆式启闭机、铸铁闸门各7台 (扇);ⓔ新增自动清污机1套;ⓕ更新水系统 (冷却、润滑)、排水系统;ⓖ厂房及发电建筑物维护加固等。