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1、 毕业设计(论文)英 文 翻翻 译题 目 紫紫平铺水水电站电电气 一次及同期期系统设设计 专 业 热能与与动力工工程 班 级 动动0922班 学 生 谢兵 指导教师 南南海鹏 20113 年年小水电厂翻翻新的成成本分析析摘要:考虑到化石石燃料和和能源需需求的忧忧虑,通通过适当当的调查查,大量量被遗弃弃的小水水电站。为为了解决决这些困困难,进进行小水水电翻新新的可行行性研究究。在不不同的元元件经济济优化的的基础上上已经开开发了一一系列的的简单方方程。这这些方程程也可用用于完全全新的水水力发电电厂。这这项研究究的结果果将使我我们能够够获得相相当近似似成本的的翻新旧水水力发电电厂,而而不是建建造新的
2、的。这些些有关成成本的数数据将作作为参考考,审查查通过不不同的财财务和经经济分析析工具确确定实际际翻新可能能性。虽虽然公式式使用的的统一价价格指的的是西班班牙,它它们将适适用于其其他国家家,仅仅仅需要将价价格改为为这些国国家的价价格。介绍:欧洲小水电电协会(EESHAA),在在主题网网络会议议分析了了小水电电不同的的项目,其其中投资资厂房的成成本表示示要根据据净水头确定。这这样的成成本用图图【figg1】表示的的方法,它它已被分分为3块块不同功功率:小小于2550千瓦瓦,2550至110000千瓦,和和10000千瓦瓦以上。瑞瑞士液压压实验室室MHyyLabbdtoogettherr ESSH
3、Addhass进行了了估计,这这种根据据每年的的能源成成本生产产示于图图【figg2】。Barrdd研研究所 “SSOLAARE Eneergiieveersoorguungsstecchniik的大大学的卡卡塞尔3 DHAAS进行行了研究究,投资成成本取决决于电源源,但区区分不同同类型的的做法,将将开展新新的,翻翻新和现现代化的的水电站站(图【figg3】)。由一一个伟大专家家Gorrdonn所作的的贡献的的设计是是值得注注意的。他是通过电厂的电发电量和净水头使用公式计算成本的先驱。(1)其中,k=成本系系数,由由完成项项目的平平均成本本确定。F=发展类型因子,S=项目的设计标准因子,最近,
4、Kaaldeelliis55-7,为设设在希腊腊的电厂厂做了一一下说明明:其中,&为为当地市市场目前前需要的的值在00.31.00(精确确的值依依赖于类类似的无无形资产产费用安安装)。其他工作已已被开发发的阿纳纳格诺斯斯托普洛洛斯88和低低水头运运河为主主的小水水电项目目9。然而,无论论是以前前的情况况下,会会考虑清清算过程程,以确确定一个个小水电电站各组组成元素素的翻新新成本这这种认识识是复杂杂的,由由于安装装条件的的影响,如如高参数数的干预预不同的的水流量量的变化化参数,可可得到电电厂不同同的元器器件,和和不同设设施的使使用程度度。本文提出了了一种已已被开发发的方法法,以确确定这种种翻新的
5、的成本。下下面的过过程包括括两个阶阶段第一阶段:安装表表征开展现场工工程的先先前研究究是非常常必要的的,水力发发电厂的的所有相相关数据据将采取取原本的的组成,如如位置,尺尺寸,建建筑类型型,使用用不同的的开发渠渠道(消消耗),落差,水轮机机的径流流,以及及其它构构成的单单元,如如作为大大坝的水水电站厂厂房,引水渠道道,压力力前池,压压力管道道,设备备,水轮轮发电机机组和控控制元件件。先确定每个个组成设设备的翻翻新比例例,如果果为0,目前前的状况况被定义义为“完美”,如果1000,它它需要完完全替代代。应强强调的是是,由于于可能升升值带来来错误,需需要遵循循尽可能能客观的的价值标标准。第二阶段:
6、计算过过程数据收集后后,建立立一次翻翻新指标标,连同同每个单单元的价价格,而而一旦不不同的参参数已经经确定,下下面开发发的公式式就可以以使用了。根据统一价格格(CII)和参参数(PPI)定定义这些些表达式式。这些些使用的一一套变量量集,已被被设计为为以后易易于修改改的量,因为为他们在在不同的的国家使使用,之之前那些些统一的价价格或参参数随时时都有波波动。本本文所提提到的参参数将包包含在文文章的结结尾,在在其相应应的附录录。申请翻新的的百分比比总是非非常必要要的系(TTk),小小水电站站的每个个单元(闸闸门,网网络,前前池,电电线或其其他任何何考虑的的组成部部分)这这些取决决于它目目前的情情况。
7、分分配百分分比0或1000;是很必要要的,也就就是确定定他们是是在完美美的条件件还是他他们需要要更换。为为了获得得最佳的的性能,一一般情况况下,无论何何时翻新新值超过过60,将用用1000比例例计算。不同单元的的成本分分析展示示在【图图figg4】中中:大坝进进水结构构管道(通通道/隧隧道)前池闸门发电厂厂房发电机组组保护,调调节和控控制设备备并网连接接输电线线路道路交通通撤消修改Alphaa2.成本评评估:2.1大坝坝大坝是设置置在河道道上,用用于阻断断和获得得水流的的工具。大大坝不仅仅用来提提高水位位,还可可调节能力力。从大大坝构成成的不同同单元,(坝壳),防护物,桥墩,和外墙,的体积,我
8、们将确定其成本,用下式确定:其中codds=坝壳和桥桥墩的成成本,HHCP=坝壳内内的混凝凝土量(m3)(TT1%),HET=桥墩所用混凝土量(m3)(T2%);C5 =一个立方米钢筋混凝土的价格。其中COssh=防防护物的的成本,HHPT=防护物物的混凝凝土用量量,(mm3) (T33%);M=表表示材料料类型的的参数,对于花岗岩取1,较软的材料取0.75,特别坚硬的材料取1.25 C4=一个个立方米米钢筋混混凝土的的价格。其中COeew=外外墙的成成本,HHMC=外墙的的混凝土土用量,(m3) (T4%); C3 =每立方米高质量混凝土的价格,大坝的总体成本(COdam)用(3)(4)(5
9、)式相加求得:2.2进水水口进水口是从从河流获获取水源源并通向向引水管管道的关关键部位位,这个个部分应应该考虑虑进水口口结构,拦拦污栅,控控制闸门门。进水口结构构将用下下式计算算:其中COiic=进进水口混混凝土成成本,HTMM=进水水口混凝凝土用量量(m33) (T5%)如果我们不不能确定定进水口口混凝土土用量,但但只知道道(长宽宽高)aa,b,cc,可以以使用下下面的表表达式:也就是说,一一个空心心棱镜尺尺寸a,bb,C,和和0.33米厚。在有些些情况下下,进水水口的几几何形状状是极其其复杂的的,我们们可以用用:当然,网格格和栅极极的成本本还必须须考虑在在内:其中COttr=拦拦污栅的的成
10、本;STRR=拦污污栅面积积(m22)(TT6%);C77 =拦拦污栅一一平方米米的价格格。闸门成本计计算:其中COggt=闸闸门的成成本;SSGT=门面积积(m22)(TT7);C9 =门一一平方米米的价格格。进水结构的的总成本本(Cointt)由前前几项成成本的总总和求得得:2.3管道道(通道道/隧道道)进水口获得得的水流流,直接流流向前池池。这个个过程可可以通过过开放的的引水沟沟渠,隧隧道或钢钢管。2.3.11引水渠渠道一般情况下下,引水渠渠道是由由露天开开放的轮轮廓线和和轻微的的倾斜(在在0.33和0.5%之之间)。当所使用的材料是混凝土时,这种水渠的成本是:其中COcch=水水渠的成
11、成本;LLCN=水渠的的长度(m) (T88%);HCNN=水渠渠的高度度;ACCN=水渠渠在其基基准面下下的厚度度;SCCN =谁去表表面的宽宽度;CC10=单位长长度水渠渠或隧道道的价格格。如果果ACNN不能测测定,用用近似计计算的表表达式:2.3.22隧道COtu=隧道的的成本; LTTU=隧隧道的长长度(米米)(TT9);DTUU=隧道道圆顶的的直径; HTTU=隧隧道的总总高度。2.3.33钢管如果翻新成成本太高高。为防防止可能能的岩石石坡,压力力管道通通常由PPVC制制成,用用土覆盖盖,也是是可行的的。COPI=管道的的成本; LCCF=管管道的长长度(米米)(TT10);DDCF
12、=管道的直径(米米)。在这种情况况下,管管道的直直径可由由下式计计算:2.4前池池它是由一个个设置在在引水渠渠道末端端由混凝土土组成的的用于存存放水流流,同时时也是钢钢管引水水的进口口。前池池就是钢钢管入水水口前的的一个水水池。水水被储存存在该水水池里面面有规律律的,按按照我们们的期望望,有计计划地运运作。前前池的体体积应该该是足以以应付水水轮机突突然出力力增加的的用水量量。其中COssf=压压力前池池结构的的成本;ACCC=压力力前池内内部的宽宽度(米米)(TT11); LCCC =压压力前池池内部长长度(米米); HCCC=压力力前池内内部的高高度(米米)。如果该结构构的前池池用混凝土土制
13、成,使使用统一一的价格格C5,如如果它是是由砖制制成,我我们将使使用价格格C4。此外,我们们应在压压力前池池包括一一些其他他的因素素,如拦拦污栅,拦拦污栅吸吸尘器,和和排水门门。COtrff=压力力前池拦拦污栅的的成本; STTRF=拦污栅栅表面大大小(mm2)(TT12)。COtrccf=压压力前池池拦污栅栅清洁的的成本,CCRL = 取决于于拦污栅栅清洁器器传动系系统的系系数,如如果它是是旋转式的的它的值值将是11,如如果液压压式的取取1.88。COgtff压力前前池门的的成本; SGGTF=门的表面大小小(m2)(TT14)。总的压力前前池的翻翻新成本本COff如下:2.5压力力钢管,压
14、力钢管管的作用用是从压压力前池池提水到到水轮机机,穿过过必要落落差。它它应能够够承受水水柱引发发的这个个压力和和水力发发电厂突突然关停停的情况况下引起起的水锤锤效应。压力钢管是是一个如果果不处于于良好状状态就应应翻新的的设备(翻翻新比例例应为1100或0)。可可取的做做法是,翻新用钢管或用玻璃纤维增强的聚酯管。建议安装聚酯管,当两个以下条件均满足时:条件一:水水头小于于或等于于70米米条件二:最最大流量量小于或或等于77立方米米/秒如果我们再再加上摊摊销损失失的能量量的成本本,以及及这些计划划中的装置限限制,聚聚酯管将将总是比比钢管更更经济。这种管的成本的计算,将从一个它的基本特征开始,如它的
15、厚度。2.5.11钢管厚度(STT),由由下面的的表达式式确定:FMX=最最大设计计流量(立立方米/秒),HH =净净水头(mm)。管的厚度应应不小于于0.0006米米。管(SSD)的的直径将将是:因此,管道道的总费费用(CCOspp),将将是:LP =压压力钢管管的长度度(米)(TT15)。百百分比TT15的的值将为为50,如果果有两个个平行的的传输管管道, 一个个是在完完美条件件下,另一一个是损损坏的。COiins=压力钢钢管的安安装成本本;根据据小水电电主题网网络工程程集团【110】开开发的建建议,可可以使用用下面的的的依赖赖于斜率率(表11)的表表达式:15的成本本注定要要花费在在管道
16、连连接处,转转折处,等等地方。2.5.22用玻璃璃纤维增增强的聚聚酯管(PPVC)为了确定这这一种管子的直径径和厚度度的值,它它们的计算值可可从钢管管得到。直径(PDD)厚度(PTT)因此,聚酯酯管的成成本(CCOppp)将是是:2.6电站站厂房这是一个复复杂的单单元。水水轮机和和与水轮轮机对应应的,底底板,发发电机,配配电盘和和控制面面板,等等被放置置在厂房房内。想想要要评评估的建建设成本本,确定定水电站站的电站站厂房的的第一个个基本尺尺寸高度度,宽度度和长度度是必要要的。为为了这个个目的,我我们已开开始从一一个基本本的单元元,如水轮轮机,并并且更确确切地说说是水轮轮机转轮轮直径尺尺寸(用用
17、以确定定剩余的的尺寸)。该建筑是不同的,主要取决于安装的水轮机类型,如,水斗式水轮机,混流式水轮机,轴流式水轮机。因此,我们将这三种类型的涡轮机用不同的分析。2.6.11水斗式式水轮机机的厂房房我们将确定定新建筑筑的建造造成本,同同时记33个功率率范围,而而该等费费用将取取决于水水轮机转转轮的直直径(DD);转转轮中的的喷嘴数数目(ZZ0)和和转轮转转动速度度(n) 111。转轮转速可可由下式式确定:我们可用下下式确定定比转速速:D =水轮轮机转轮轮直径(MM),HH =净净水头(mm);PP =水水轮机功功率(千千瓦)NNs =比转速速(rppm)三个功率范范围的厂厂房成本本,根据据喷针的的
18、数目给给出的以以下表达达式(TTablle 22):2.6.22混流式式水轮机机厂房:为了评估厂厂房外壳壳的成本本,混流流式水轮轮机的成成本已被被认为取取决于转转轮出水水边直径径(D);Luggareesi提提出的表表达式122可用用与计算算:厂房的总成成本取决决于比转转速将由由下表(表表3)给给出:2.6.33轴流式式水轮机机厂房厂房设计的的首要参参数是水轮机机的尺寸寸,要达达到这个个目的,确确定转轮轮直径是是必要的的,使用三三个程序序可以计计算出直直径:(a)从圆圆周速度度系数(Ku)13:确定Ku(b)更多多的使用用经验方方法,虽虽然具有有相当多多的相关关性因子子(988.8)113:(
19、c)分析析法,在可接受受的误差差水平下的初步步计算114:根据不同类类型结构构计算的的水轮机机厂房成成本列于于(Tabble 4):2.7机电电设备从出力和水水头,我我们就能能够确定定机电设设备(水轮发发电机组组)的成成本,其其中包括括所有每每个类的的水轮机的的调控元元件。我我们使用用的方程程如下 155(TTablle 55)。2.8保护护,调节节和控制制单元对于交流发发电机保保护的成成本,水水轮机和和变压器器,水力力发电厂厂的调节节系统及及其自动动化包括括以下概概念:控制面板板:它包包括自动动开关,强强度测试试和电压压互感器器,以及及断路器器;控制和和保护功功能:可可编程控控制器,图图表面
20、板板,保护护装置,电电参数分分析仪,现现场组件件和同步步装置;主接线,调调试和开开发测试试;远程管管理。由于他们有有着相似似的特点点,这些些单元已已经被收收集起来来分为四四个功率率范围,每每个范围围的制造造成本分分布,根根据给出出的图(ffig55):从功率范围围分组,我我们得到到一个恒恒定值(Table 6):2.9并网网连接为了确定变变电站和和并网保保护系统统的成本本,我们们将建立立两个方方面:(a) 固定成本,主主要取决决于电网网的额定定电压。这这些费用用将包括括:固定的高高压设备备高压隔离离间电网保护护单元变压器器保护系系统撤消修改Fig6当当地电站站分布地地图(b) 可变成本是是那些
21、根根据电站站功率的成成本。也也就是说说,依据据于变压压器的功功率和电电容器的的容量。这些费用将将取决于于每个功功率范围围内,再再依据下下面的表表(Taablee 7)给出出的额定定电压电压压:S是是变压器器功率和PP是发电电机的功功率。2.10输输电线路路Alphaa有必要进行行高电压压配电网网和能量量消耗点点分布计计算,输输电线的的长度对对该项目目的可行行性有重重要影响响。LL=电线线的长度度(公里里)(TT17); FALL=安装的的无障碍碍因素,对于简单容易安装的线路,值取1,对于那些困难的安装线路取1.25;FGL=接地不匀率的因素,这将取决于输电线建设的地面的特点。对于较平的地面取1
22、和崎岖的地面取1.3。2.11道道路交通通翻新或新建建的道路路交通运运输成本本会有所所不同,这这取决于于在地面面的地形形以及道道路的长长度。此此外,其其成本还还必须对对应建设设时所用用材料类类型,无无论是用用泥土,砾砾石还是是焦油。LAC =通入厂厂房道路路的长度度(米)(TT18);FFAA=表示通通入道路路建设时地面的水平情况况的参数数,对于于较平的的道路取取1,崎崎岖的路路取1.5。FFCA=表示通通入道路路的条件件,如果进行行翻新取取1或如果果重建取0.33。3实际应应用:研研究哈恩恩省的小小水电站站(西班班牙)前面的表达达式已被被用来评评估小水水电站翻翻新的可可能性。应应AGEENE
23、RR(哈恩省省的能源源管理局)的要求求,参与与哈恩省省的小水电站站翻新项项目的可行性性研究,以以及正在在项目测测定的安达卢卢西亚自自治区的的小水电电电站的可可行性。这是由安安达卢西西亚能源源机构投投资的一一个项目目,属于安卢西亚亚地区政政府创新新科学技技术部。电站的位置示于fig6。十九个哈恩恩省(安安达卢西西亚,西西班牙)小小水电站站,对功功率的范范围从330千瓦瓦至2兆兆瓦进行行研究。所所获得的的投资成成本的结结果包含含在(TTablle 88)中。以同样的方方式,我我们使用用了一个个功率指指数的图图线,(投投资成本本和功率率之间的的关系)这样能够在第一次近似选择翻新小型水电站是值得的问题
24、上是很有帮助的。根据从IDAE(西班牙能源多样化和节能研究所)获得的数据,在西班牙小水电站平均值应介于1500kw和2000 kw之间16(fig7)。作为该研究究的结果果,4个个获得最最佳功率率指数的的电站,目目前正在在翻新过过程中,如如:(CassasNNuevvas,CCerrradaa和Utrreroo,Ellecttra Sann Juuan y VValddepeen Valldeppen)。后者者的指标标值低于于20000 千千瓦。FFig8是“Cassas Nueevass 电站,拥拥有19930千千瓦的功功率和6645kkw的功功率指数数。4.结束语语本论文中,我我们已经经开
25、发了了一个易易于使用用的小水水力发电电厂翻新新过程中中不同单单元成本本的测定定方法。已已经开发发出的,用于不同的成本分析方程组是基于一系列统一的价格可应用于在任何国家,因此,它的使用不限定于特定的地方。同样,时间的流逝,它会更加完善。这些公式的的结果可可以用来来帮助确确定在先先前的研研究水平平时的初初始投资资,计划翻翻新或还还没有完完整开发发项目的新建小小水电。 。应用本文不不同的公公式到不不同的现现有的在在哈恩省省(安达达卢西亚亚,自治治区位于于西班牙牙南部的的)小水水电站。已已经使用用的项目目的中错误率低低于200,因此,使使用这些些工具可可以在进进行初步步研究或或计划草草案时有有很大的的
26、帮助。鉴于其计算算简单,其其可以使使用于确确定小水水电的成成本,特特别在经经济欠发发达的国国家。AAlphha附录:统一价格汇汇总表参考文献 :1工程工工作组的的专题网网络上小小水电。欧洲战略文件研究,技术开发和在小水电示范。布鲁塞尔:ESHA,2003。2 MHyLab,SCPTHESHA。小水电的预可行性研究。清单上小水电。布鲁塞尔:欧洲小水电协会。可用的:http:/www.esha.be/fileadmin/esha_files/documents/publications/publications/checklist_EN_2005.pdf,2005。3吟游诗人J.市场的发展和成本的
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