瓦房店水庫電站增效擴容工程設計分析

李曉偉

（閻王鼻子水庫工程建設管理局，遼寧 朝陽 122000）

瓦房店水庫電站增效擴容工程設計分析

李曉偉

（閻王鼻子水庫工程建設管理局，遼寧 朝陽 122000）

喀左縣瓦房店水庫建于1983年，經多年運行，電站水輪機組、發電機組性能落后。對其水輪機和發電機進行了改造，取得不錯的效果。

瓦房店水庫；電站增效擴容；設計分析

1 概述

瓦房店水庫位于遼寧省朝陽市喀左縣西部大營子鄉下灣子村，距縣城17km，電站下游灌溉面積1480hm2，以旱田灌溉定額4500m3/hm2計算，年灌溉需水量600萬m3，是大凌河西支支流大營子河上的一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電、養魚、旅游為一體的中型綜合利用的水庫工程，1983年建成并通過驗收交付使用。由于運行時間已超過30年，電站的主體工程廠房出現了主梁斷裂，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傾覆，主要設備中水輪機組、發電機組性能落后，升壓變壓器燒毀，電站已處于停機待修狀態。

2 工程設計

2.1 設計依據與工程等級

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

2.2 工程、水文地質及自然條件

瓦房店水庫位于大凌河西支支流大營子河中游，為低山丘陵區，河谷較開闊，原河床寬280m，高程382m，左岸為1級階地，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。壩址區巖性為石灰巖，質地堅硬，可作為建筑石料取用，儲量豐富，混凝土、砂漿用砂則需使用牤牛和砂料。該處運距55km，河砂質量、儲量均滿足工程需要。

水庫壩址以上集雨面積120km2，河道長度18.6km，河道平均比降1.725%，流域內為高山丘陵區，植被情況較前雖有好轉，但水土流失仍較嚴重，河流含沙量較大。流域內多年平均降雨量493mm，多年平均徑流深78mm，降水年際和年內分配極不均勻，多集中于7，8兩月，占全年的70%，多年平均蒸發量1890mm。水庫原洪水設計標準50年一遇，校核標準1000年一遇。2008年除險加固根據現行規范GB50201—94《防洪標準》規定，改為設計標準100年一遇，校核標準2000年一遇［2］。水庫附近沒有水文站，洪水計算無實測資料，計算按無資料地區采用1998年《遼寧省中小河流設計暴雨洪水計算方法》進行計算。

計算結果：P=1%，洪峰流量Q=1259m3/s；3d洪量W=1553萬m3。P=0.05%，洪峰流量Q=2182m3/s；3d洪量W=3030萬m3。

2.3 工程布局

瓦房店水庫電站位于水庫右岸，灌區輸水洞出口處，以輸水洞進行電站引水。設計水頭12.98m，裝機容量250km，安裝兩臺同型號的水輪發電機組，水輪機為HL300-WJ-60型，發電機為SFWB-12型。引水流量2.0m3/s，年利用2280h，年發電量22.5萬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、機電設備、輸水壓力管路、尾水室、尾水節制閘、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387m，壩頂寬7m，壩底寬242.17m，2008年除險加固解決了大壩抗震穩定復核安全系數不夠，沉陷及凍脹造成前后壩坡護坡凹凸不平等問題，進行了壩體前后坡補整修，壩前坡水下拋石蓋重，建立健全了觀測系統。

2.5 泄水建筑物

溢洪道為河岸開敞式，全長97.4m，分別為進口、堰體、陡坡、挑流段、護坦。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年除險加固，對溢洪道進口段邊墻及底板、挑流坎、護坦實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，平行溢洪道中心線70m，全長164m，為鋼筋混凝土結構，洞徑2.0m，最大泄洪能力38m3/s，為有壓隧洞。進口高程392.0m，出口高程390.0m。洞內局部表面損壞，需用環氧砂漿補強維修，閘門與啟閉設備年久失修，需全部更新重換。

2.7 廠房及開關站

根據已選用的HL300-WJ-60水輪機和SFWB-12型發電機的外部輪廊尺寸，考慮廠房與灌溉和泄洪洞啟閉閘室一起布置，采用機組軸線與廠房軸線平行，同壓力管路中心線垂直。為滿足運送設備的方便，按運行過道、相鄰動力設備的凈間距，動力設備與墻壁凈間距的要求，進行廠房布置。

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

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

2.8 發電機組及金屬結構

2.8.1 發電機

兩臺發電機總功率250kW，額定電流452A，變壓器選用SJ-320KVA。

2.8.2 金屬結構

金屬結構部分，進口攔污柵按原規格尺寸不變，重新制作安裝，滑道重新制作安裝；進口平板閘門重新制作安裝，規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；進出口單吊點卷揚式啟閉機兩臺，手、電兩用式，更新安裝。尾水渠節制閘、泄水閘按原尺寸不變更新。

3 工程概算及施工工期

本次增效擴容工程合計總投資99.15萬元。其中建筑工程34.73萬元；機電設備及安裝55.55萬元；金屬結構及安裝2.10萬元；臨時工程0萬元；獨立費用6.77萬元。

本工程以開工年的4月為施工準備期，當年5月主體工程正式開工，10月底工程竣工，總工期為6個月。并嚴格按照招標文件的工期要求進行施工組織和進度計劃安排，在經濟合理保證施工質量的前提下，盡量提前工期。優化施工方案，合理配置施工設備，從施工設備儀器上提供可靠的保證，使質量、安全和進度同時滿足要求，力求做到均衡生產，以保證資源的合理利用。

4 環境保護

本工程措施對環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。施工環境保護措施采用低噪音設備，加強對機械設備維修養護，禁止夜間作業，采用先進的施工技術。對粉塵控制采用堆沙石料覆蓋處理或灑水，施工場地及道路要保持清潔，對從事有粉塵影響工作的人員給以勞動保護，生產、生活污物定點排放，妥善處理。施工區內注意防疫，施工人員定期體檢，生活區及時消毒。

5 結語

通過對瓦房店水庫存在問題進行分析，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，確保了水電站運行過程中的安全性、可靠性和穩定性，效果非常顯著。對推動建設資源節約型、環境友好型社會具有重要意義。

［1］陳錫芳.水輪發電機組改造增容與優化運行［M］.北京：中國水利水電出版社，2010.

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

［3］GB/T50700—2011，小型水電站技術改造規范［S］.

［4］張洪楚.水電站［M］.北京：中國水利水電出版社，1994.

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

（責任編輯：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），遼寧朝陽人，工程師，主要從事水利工程建設與管理工作，（Tel）15304215797。