鄭群英

（浙江省嵊州市水利水電局，嵊州 312400）

1 電站概況

浙江省嵊州市漁溪坑水庫電站位于黃澤江支流漁溪江上游，是一座壩后式電站。上游水庫集雨面積 25.0km2，總庫容 517萬 m3，正常庫容428萬m3，灌面積1.36萬畝，最小灌溉流量0.5m3/s，西干渠 （渠底高程117.27m）灌溉面積0.45萬畝，東、中干渠灌溉面積0.91萬畝，需經發(fā)電尾水灌溉 （灌溉發(fā)電尾水位86.27m），是一座以灌溉為主結合發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的?。ㄒ唬┬退畮?。

該電站動建于1974年1月，1975年7月1#機組320kW并網發(fā)電，1977年7月2#機組320kW并網發(fā)電，型號為HL123-WJ-50的水輪機配TSWN85/39-8P-320的發(fā)電機。為適應村民飲用水和小流量灌溉放水的需要，1981年7月再增加40kW機組一臺，1986年又將40kW機組改為100kW，機組型號為HL129-WJ-42配SFW59/6-100。水庫的運行特性為（黃海高程）：

*壩頂130.98m；

*歷史最高水位130.03m （相應水頭43.06m）：溢洪道溢流，防洪結合發(fā)電；

*溢洪道堰頂127.43m（正常蓄水位，相應水頭41.16m）：發(fā)電為主結合灌溉；

*泄洪閘底120.17m （相應水頭33.9 m）：灌溉為主，結合發(fā)電；

*西干渠底117.27m （相應水頭30.3m）：如不需灌溉，則停發(fā)電（即保證灌溉用水，不單獨發(fā)電供水）；

*灌溉發(fā)電尾水位86.27m；

*灌溉結合發(fā)電水位122.77～107.77m （相應水頭36.5～21 m，相應灌溉流量0.5～0.7m3/s）；

*梅汛控制水位124～127.43m （相應水頭37.73～41.16m），臺汛控制水位120～123m（相應水頭33.73～36.73 m）；

*電站水頭變化范圍為21～43.06m，設計水頭33m，設計流量為2.8m3/S，設計年發(fā)電量105萬 kWh；

2 電站報廢重建的必要性

（1）電站自1975年投運以來已35年，設備老化、效率低下存在嚴重的安全隱患，1#、2#機組已屬超期服役，有時需灌溉放水但機組不能正常啟動，只能打開導葉卸下轉輪放水造成較嚴重的棄水。（2）當初為適應灌溉小流量的HL129-WJ-42水輪機，由于選型配套的原因，低水頭時工況極差，尚不及320KW機組小負荷運行的效率高。（3）隧洞進口與鋼管接口處漏水嚴重，尾水渠斷面偏小破損。（4）主變?yōu)镾J系列，屬國家明令淘汰的高能耗產品，損耗大，溫升高。（5）原有廠房陳舊破損，噪聲大溫度高、值班條件差。（6）隨著改革開放，農村的耕作制度也發(fā)生了較大的改變，不再需要24小時小流量灌溉放水。其次國家從安全和民生的角度出發(fā)，鼓勵老電站報廢重建及更新改造，從電價政策及資金扶助上都有一定的優(yōu)惠政策。因此漁溪坑水庫電站的報廢重建是十分必要的。

3 報廢重建方案的比較

報廢重建的漁溪坑水庫電站機組選型原則：（1）充分考慮水庫以灌溉為主，結合發(fā)電的運行特點；（2）本著安全、經濟最大限度的利用原有水工建筑物，做好方案的經濟效益分析比較。經過對水庫多年控制運用的水量利用率和電站的發(fā)電情況分析，電站運行三十五年來，多年平均發(fā)電量為99.45萬kWh，年均利用小時僅為1340h，并且考慮到利用原發(fā)電隧洞及輸水管路以及下游灌溉用水需要，原裝機規(guī)模較為合適，設計年發(fā)電量為110萬kWh。根據(jù)水庫的特征水位，通過水輪機選型計算，現(xiàn)擬定下列兩種方案進行比選（見表 1）：

從以上分析可以看出方案Ⅰ的特點：（1）投資減小，可節(jié)約一臺125kW機組的投資12萬元（水輪機6.5萬元，發(fā)電機4萬元，配電盤1.5萬元），且320kW水輪機與400kW水輪機價格相同。（2）能適應水頭變化和出力變化的全部范圍，效率都在較高區(qū)域 （雖則最高水頭時效率沒有方案Ⅱ高，但那時水已漫過溢流堰，不需要考慮效率來節(jié)約用水）。 （3）拆除小機組后廠房布置寬敞，可改善值班條件，有利用于中控室的改造。（4）主接線簡單，管理方便；機組備品備件可相對減少，運行維修方便。但在灌溉小流量時效率不高 （如果限制發(fā)200kW時，效率相差不大；但若需進一步減小流量至0.5m3/s，效率將下降至73%，汽蝕也將加重。

方案Ⅱ在灌溉小流量時效率較高。但（1）投資增加，Ⅱ方案2×320+1×125kW與Ⅰ方案相比投資增加12萬元 （主要問題是320kW的水輪機與400kW的價格相同）。 （2）廠內空間減小。（3）當水庫水量充足時，即水位在西干渠底117.27m （相應水頭30.3m）以上時，大小機組可滿負荷發(fā)電，灌溉流量大大超過0.5m3/s，只有當水庫水位下降到107.77m （相應水頭21m，）以下時要考慮125kW小機組單機發(fā)電，但小機組雖然灌溉0.5m3/s流量時效率較高，但按低水位灌溉時間45天，放水195萬m3計算，與Ⅰ方案相比：效率提高12個百分點，年增電量1.5萬kWh，折合電費5000元左右，按生產期25年計為12.5萬元，經濟效益并不理想。 （4）小機組的另一功用，解決下游村民飲用水問題也隨著新農村建設的展開，家家戶戶都用上自來水而自行消逝。

表1 漁溪坑水庫電站報廢重建方案比較表

綜上所述，方案Ⅰ投資省，效率高，主接線簡單，運行管理方便；唯一的缺憾為小流量灌溉時效率較低，汽蝕嚴重。但隨著改革開放，浙江農村的耕作制度也發(fā)生了較大的改變，根據(jù)近十年漁溪坑水庫的灌溉經驗，庫區(qū)灌溉用水利用電站頂峰發(fā)電到22點的水量已足夠，不再需要24小時小流量灌溉放水。機組汽蝕的問題也可采用不銹鋼轉輪或不銹鋼葉片來解決。因而方案Ⅰ的劣勢對電站未來運行影響不大。反之方案Ⅱ灌溉小流量時效率較高的優(yōu)勢也不再存在。所以在保證灌溉的前提下，從機組的性價比及廠房的合理布置來看方案Ⅰ是合理的，因此可以選定方案Ⅰ作為漁溪坑水庫電站重建方案。

4 重建方案的投資及效益分析

4.1 經濟效益

漁溪坑水庫電站報廢重建后，水庫的防洪興利庫容不變，水庫的功能也不變。但電站煥然一新的機電設備不僅使水庫的灌溉、防洪、發(fā)電等綜合功能得到了有效的保障，電站的經濟效益也得到了較大的增長。漁溪坑水庫電站報廢重建項目總投資176萬元，其中上級財政補助120萬元，自籌及貸款56萬元，按照報廢重建后享受新電新價原則，電站報廢重建后上網峰電電價0.547元/kWh，谷電電價0.213元/kWh。按設計年發(fā)電量110萬kWh及峰電電量85%計，年發(fā)電收入為55萬元。電站報廢重建后年發(fā)電收入可增加22%以上，6年即可回收全部投資，其財務評價和國民經濟評價都是可行的。

4.2 社會效益

小水電發(fā)展于農村，服務于農業(yè)、農村和農民，是農村經濟社會發(fā)展的重要支柱。漁溪坑水庫管理所作為獨立核算的鄉(xiāng)鎮(zhèn)大集體單位，在冊在崗人員16人，承擔著水庫的防汛、灌溉、發(fā)電、工程管理等工作，但管理所3/4的收入來源主要依靠電站發(fā)電。而漁溪坑水庫運行三十多年來，經歷了多次的洪水和干旱考驗，在灌溉、防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等方面發(fā)揮了較大的作用，已成為受益區(qū)經濟建設和人民生活不可缺少的水利工程。像這種承擔了較大的社會效益，發(fā)電量又不多的大集體單位如能得到國家資金的傾斜，自身又力所能及地投入資金進行報廢重建，不但投資回收快，而且報廢重建后，全面更新了機組設備：水輪機采用了性能先進、技術成熟的好轉輪，發(fā)電機采用了目前較先進的無刷勵磁，控制系統(tǒng)采用了半自動化裝置。大大提高了電站運行的安全性，可靠性、先進性，達到了水電工程繼續(xù)安全地發(fā)揮效益的目的。

4.3 生態(tài)效益

小水電是國際公認和我國 《可再生能源法》確定的可再生的清潔能源，在提高農村電氣化水平，帶動農村經濟社會發(fā)展、改善農民生產生活條件、保障應急供電等方面都作出了重大貢獻，特別是在減排溫室氣體、保護生態(tài)環(huán)境、促進生態(tài)文明建設等方面發(fā)揮了重要作用。據(jù)有關資料，水電每發(fā)1kWh電量可減少約0.8kg的二氧化碳溫室氣體排放量，可減少約0.025kg的煙塵排放量，在提倡低碳經濟的今天農村小水電作為清潔能源的一部分，也顯示了可觀的生態(tài)效益。據(jù)此推算，漁溪坑水庫電站運行后每年可減少二氧化碳溫室氣體排放88萬kg，減少煙塵排放量約2.75萬kg。在提倡節(jié)能減排、低碳經濟的今天，農村小水電作為清潔能源的一部分，也顯示了可觀的生態(tài)效益。

5 主要研究結論

漁溪坑水庫電站報廢重建后，機電設備全部更新，廠容廠貌煥然一新，控制系統(tǒng)實現(xiàn)了半自動化，運行值班條件得到了較大的改善，不僅設備、設施消除了隱患，提高了電站運行的安全性，可靠性、先進性；同時電站的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益都實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展，達到了改造的目的。而且對嵊州市今后幾年繼續(xù)實施 “惠農保安千站改造工程”，有一定的推廣示范作用。

[1] 田中興.小水電點亮中國農村［J］.小水電，2009，147（3）：4-6.

[2]田中興.大力發(fā)展小水電為實現(xiàn)我國溫室氣體減排目標做貢獻［J］.中國水能及電氣化，2010，62（1/2）：22-23.

[3] 田中興.小水電的新使命［J］.小水電，2010，153（3）： 8-10.

[4]程夏蕾.歐盟可再生能源發(fā)展給小水電帶來的機遇［J］.小水電，2008，142（4）：1-2.