肖景賢

(黑龍江省黑河市基層水利服務(wù)站，黑龍江黑河 164300)

1 基本概況

寶山水電站位于黑龍江省遜克縣境內(nèi)的庫(kù)爾濱河中游，處于庫(kù)爾濱水電站下游70km處，壩址位于寶山鄉(xiāng)叢山村下游1km的庫(kù)爾濱河上，水庫(kù)壩址以上控制面積2389km2，水庫(kù)總庫(kù)容為5813×104m3，水庫(kù)具有發(fā)電、防洪、旅游、養(yǎng)殖等多種功能。發(fā)電廠(chǎng)房及變電站位于壩址下游約2.7km處，是一座以發(fā)電為主的混合式開(kāi)發(fā)的水利樞紐工程。由瀝青混凝土心墻堆石壩、岸坡開(kāi)敞式溢洪道、引水系統(tǒng)和發(fā)電廠(chǎng)房、變電站等組成。水電站現(xiàn)裝有單機(jī)容量6.5MW水輪發(fā)電機(jī)組3臺(tái)，總裝機(jī)容量19.5MW(3×6.5 MW)。電站增效擴(kuò)容后，原裝機(jī)臺(tái)數(shù)不變，發(fā)電單機(jī)容量達(dá)7.2MW，電站總裝機(jī)容量21.6MW(3×7.2 MW)，平均年發(fā)電量5380×104kW·h，年新增發(fā)電量1503.9萬(wàn)kW·h。

2 改造前工程現(xiàn)狀及問(wèn)題

寶山水電站位于黑龍江省遜克縣境內(nèi)，電站在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰和部分負(fù)荷的備用任務(wù)。1997年投產(chǎn)發(fā)電，電站安裝3套混流式水輪發(fā)電機(jī)組，分別是 HLA296-LJ-140型水輪機(jī)3臺(tái)，SF6500-16/3250型配套發(fā)電機(jī)3臺(tái)。單機(jī)設(shè)計(jì)流量流量15.48m3/s，單臺(tái)裝機(jī)容量 6.5MW，總裝機(jī) 19.5MW，年利用小時(shí)數(shù)為2733h，多年平均發(fā)電量為3876.56kW·h，同時(shí)變電站裝有F7-20000/110kV和SF7-5000/35kV型變壓器2臺(tái)和其他電氣設(shè)備。電站出線(xiàn)2回，一回出線(xiàn)電壓為110kV，經(jīng)寶聯(lián)線(xiàn)與寶山變電站相連，另1回出線(xiàn)電壓為35kV，經(jīng)寶白線(xiàn)與白石水電站升壓站相連。

電站設(shè)備均為20世紀(jì)90年代產(chǎn)品，許多設(shè)備的性能參數(shù)指標(biāo)已達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，耗能高、效率低；電氣一次設(shè)備目前屬于技術(shù)落后、性能指標(biāo)不穩(wěn)定，被列入國(guó)家公布的淘汰機(jī)電產(chǎn)品范疇，且多數(shù)已停產(chǎn)，基本無(wú)可更換的備品備件。水輪機(jī)設(shè)備存在氣蝕、滲油；發(fā)電機(jī)絕緣等級(jí)相對(duì)偏低，出現(xiàn)絕緣老化、性能較差，轉(zhuǎn)子磁極有松動(dòng)，絕緣片有外露，推力軸承瓦面出現(xiàn)破損等問(wèn)題。由于控制設(shè)備技術(shù)效率和自動(dòng)化程度較低，超期使用故障率高，電氣元件絕緣老化銹蝕嚴(yán)重，存在較大的安全隱患，能耗偏大，運(yùn)行成本高。發(fā)電機(jī)組效率嚴(yán)重下降，近幾年實(shí)際年均發(fā)電量與原設(shè)計(jì)發(fā)電量差距較大。尤其在小流量、低水頭情況下，甚至不能發(fā)電，水能資源得不到充分的利用，造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

3 改造工程投資及內(nèi)容

3.1 概算投資。

寶山水電站增效擴(kuò)容改造工程批復(fù)概算總投資4782萬(wàn)元。工程2017年3月開(kāi)工，2019年1月完工驗(yàn)收，工程到位資金4580.63萬(wàn)元，其中：中央獎(jiǎng)勵(lì)資金1944.00萬(wàn)元，自籌資金2636.63萬(wàn)元。電站總裝機(jī)由19.5MW(3×6.5MW)增加21.6MW(3×7.2MW)。

3.2 改造實(shí)施內(nèi)容。

寶山水電站增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目主要包括水力機(jī)械電器設(shè)備更新改造、廠(chǎng)房及發(fā)電建筑物維修加固等。主要工程內(nèi)容為：⑴改造發(fā)電機(jī)3臺(tái)(型號(hào)為：SF7200-16/3250)，更換定子、轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁設(shè)備。(2)改造水輪機(jī)3臺(tái)(型號(hào)：HLJF3191A-LJ-140)，更換轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、進(jìn)水蝶閥、接力器及主軸等。更換調(diào)速器3臺(tái)(型號(hào)：MGC1000)。(3)改造110 kv升壓站設(shè)備及微機(jī)自動(dòng)化控制設(shè)備。更換升壓站主變壓器1臺(tái)，廠(chǎng)用變壓器2臺(tái)，壩區(qū)箱式變壓器1臺(tái)；更換升壓站組合開(kāi)關(guān)、互感器等高壓設(shè)備；更換勵(lì)磁變壓器3臺(tái)；更換微機(jī)自動(dòng)化控制設(shè)備3臺(tái)/套；更新全廠(chǎng)繼電保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、高、低壓開(kāi)關(guān)柜37臺(tái)/套；(4)更換35kV、6.3kV電纜，輸電線(xiàn)路2.6km(5)更換供水、滲漏排水系統(tǒng)、水力監(jiān)測(cè)、消防系統(tǒng)2套；(6)維修引水隧洞2.155km。⑺廠(chǎng)房及發(fā)電建筑、交通橋維修加固等。

4 工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

4.1 銷(xiāo)售電量計(jì)算

寶山水電站改造后，增加裝機(jī)容量 2.1MW，總裝機(jī)增容21.6MW，設(shè)計(jì)多年發(fā)電量5380萬(wàn)kW·h，年新增發(fā)電量1503.9萬(wàn)kW·h。電站的有效電量系數(shù)為0.9，廠(chǎng)用電率為0.2%，輸電損失率為2%，上網(wǎng)電量=有效電量×(1-廠(chǎng)用電率)×(1-輸電損失率)，經(jīng)計(jì)算，年售電量為4721.43萬(wàn)kW·h，增加銷(xiāo)售電量1323.7萬(wàn)kW·h。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

1)電價(jià)依據(jù)。電站發(fā)電效益估算采用影子電價(jià)法計(jì)算，寶山電站影子電價(jià)采用電站實(shí)際上網(wǎng)電價(jià)0.496元/kW·h。

2)直接效益(B)。計(jì)算公式采用B=售電影子價(jià)格×年增加售電量，即B=0.496×1323.7萬(wàn)kW·h=657萬(wàn)元。

3)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)采用內(nèi)部收益率、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式略，采用最優(yōu)等效代替法，經(jīng)計(jì)算寶山水電站增效擴(kuò)容后的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率10.98%>社會(huì)折現(xiàn)率8%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值1337萬(wàn)元>0，效益費(fèi)用比1.27>1。說(shuō)明寶山水電站增效擴(kuò)容項(xiàng)目在財(cái)務(wù)、經(jīng)濟(jì)上合理、可行。

4)成本分析。經(jīng)核算，電站的成本分布為：電站發(fā)電成本0.064元(kW·h)，運(yùn)行成本0.061元(kW·h)，售電成本0.035元(kW·h)。

5)利潤(rùn)分析。按銷(xiāo)售電價(jià)0.496元/kW計(jì)算，發(fā)電利潤(rùn)為0.336元/kW，年增加售電量1323.7萬(wàn)(kW·h)，年利潤(rùn)約445萬(wàn)元。

5 工程社會(huì)效益評(píng)價(jià)

增效擴(kuò)容改造后電站機(jī)組出力、性能、效率都將得到較大提升，消除電站的安全生產(chǎn)隱患，保證電站正常、安全運(yùn)行，充分利用水能資源，提高電站運(yùn)行效率和發(fā)電效益。

5.1 提高水能資源利用效率。

寶山水庫(kù)庫(kù)容4200萬(wàn)m3，為日調(diào)節(jié)型水庫(kù)，其徑流主要靠上游庫(kù)爾濱水庫(kù)調(diào)節(jié)，水庫(kù)下游無(wú)防洪要求，電站設(shè)計(jì)裝機(jī)19.5MW(3×6.5MW)，1999-2014年平均年發(fā)電量3876.56萬(wàn)kW·h，年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)1998 h，水量利用系數(shù)86.1%，增效擴(kuò)容改造后電站設(shè)計(jì)裝機(jī)為21.6MW(3×7.2MW)，設(shè)計(jì)多年平均年發(fā)電量為5380.46萬(wàn)kW·h，年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)2491h，水量利用系數(shù)91%，可增加發(fā)電量1503.9萬(wàn)kW·h。改造后第一年效益提升顯著，2019年實(shí)際發(fā)電量7810萬(wàn)kW·h，超設(shè)計(jì)平均發(fā)電量45%。年發(fā)電收入3586萬(wàn)元，發(fā)電支出990萬(wàn)元，上繳稅金676萬(wàn)元，利潤(rùn)1920萬(wàn)元。

5.2 消除電站安全生產(chǎn)運(yùn)行隱患。

寶山水電站技改從實(shí)際出發(fā)，充分利用水電站原有設(shè)施或設(shè)備，采用新型轉(zhuǎn)輪在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑和流道尺寸不變的基礎(chǔ)上，提高水輪機(jī)出力和效率；通過(guò)更新電氣設(shè)備，淘汰國(guó)家明令嚴(yán)禁使用電氣產(chǎn)品，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，滿(mǎn)足安全、節(jié)能、環(huán)保要求，一次性消除電站運(yùn)行安全隱患。

5.3 保證系統(tǒng)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定供電。

寶山水電站承擔(dān)為遜克縣東南山區(qū)小面積電網(wǎng)供電的任務(wù)。由于電站原有設(shè)備比較陳舊落后，機(jī)組負(fù)載能力不強(qiáng)，電能調(diào)節(jié)能力差，每到接受帶獨(dú)立負(fù)荷運(yùn)行任務(wù)時(shí)，由于負(fù)荷波動(dòng)較大，致使所帶供電電網(wǎng)極不穩(wěn)定，在電站增效擴(kuò)容后，機(jī)組容量相對(duì)增加，將極大地增強(qiáng)機(jī)組控制能力和繼電保護(hù)能力，保證局域網(wǎng)用戶(hù)用電安全和用電質(zhì)量，給電網(wǎng)用戶(hù)提供穩(wěn)定可靠的電能，為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展提供有利條件。

5.4 實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效減排的目標(biāo)。

水力發(fā)電是綠色能源，寶山水電站通過(guò)增效擴(kuò)容后，可提高水能資源利用效率，增加發(fā)電量，減少棄水量，降低燃料消耗，發(fā)揮綠色能源的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)減少設(shè)備的負(fù)載耗損和空載耗損，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守、少人值守、遠(yuǎn)方監(jiān)控” 的運(yùn)行模式，有效減少了通勤車(chē)輛和運(yùn)行人員，實(shí)現(xiàn)“十三五”節(jié)能增效減排目標(biāo)。

5.5 促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)。

多年來(lái)，電站周邊寶山鄉(xiāng)的幾個(gè)村屯，一直與電站共同使用電站廠(chǎng)區(qū)道路和橋梁，由于年久失修，進(jìn)廠(chǎng)道路和橋梁已嚴(yán)重受損，使通行的車(chē)輛和人員造成交通困難和安全隱患，電站改造后不僅增強(qiáng)電站運(yùn)行可靠性，改善農(nóng)村供電的需要，提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民用電水平，為附近農(nóng)村農(nóng)民出行提供方便，同時(shí)改善周邊村屯生活條件，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)繁榮和新農(nóng)村建設(shè)。

6 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，寶山水電站增效擴(kuò)容改造工程實(shí)施，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯，是一項(xiàng)利廠(chǎng)、惠民工程。不但使電站消除安全隱患，提高生產(chǎn)效率，增加發(fā)電收入，增加經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)達(dá)到流域水能資源充分利用，改善生態(tài)環(huán)境，節(jié)能減排的目的，效益惠及當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)生活，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益“三提升”的目標(biāo)。