陳炳漢

摘要：從改革開放之后，我國(guó)的水電建設(shè)的發(fā)展速度越來越快，取得了巨大的成就，而我國(guó)的小水電資源在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也起到了非常關(guān)鍵的作用，有效的讓污染物的排放減少。但必須要對(duì)水電進(jìn)行增效擴(kuò)容改造才能夠讓電站的工作更好的進(jìn)行下去。文章實(shí)際的案例來分析了如何做好農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造工作。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；水電；增效擴(kuò)容改造

一、前言

農(nóng)村水電是國(guó)家農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，自建國(guó)以來，在國(guó)家的大力支持，農(nóng)村水電建設(shè)蓬勃發(fā)展，為地方經(jīng)濟(jì)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。但是，由于早期興建的農(nóng)村小水電站，多數(shù)是獨(dú)立或區(qū)域小網(wǎng)的運(yùn)行方式，在規(guī)劃或設(shè)計(jì)上，偏重考慮年利用小時(shí)，電站裝機(jī)偏小，以致豐水期棄水較多，浪費(fèi)了水能資源，所以要對(duì)其改造擴(kuò)容，將獲得較大的增效，提高水能資源的利用。

二、案例分析

博白縣老虎頭水庫壩后電站是老虎頭水庫梯級(jí)電站的第一級(jí)，屬水庫調(diào)洪電站。位于主壩外坡腳，為壩后式電站，于1985年10月建成，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量4×320 kw。壩后電站投產(chǎn)已26年，原設(shè)計(jì)年均發(fā)電量478萬kw.h，實(shí)際多年平均發(fā)電量328.9萬kw.h，最多1995年400多萬kw.h，從未達(dá)到發(fā)電量設(shè)計(jì)值。

按照2011年中央1號(hào)文件精神和國(guó)務(wù)院 “十二五”節(jié)能減排總體部署，2011年，財(cái)政部、水利部對(duì)浙江、重慶、湖北、湖南、廣西和陜西等6個(gè)?。▍^(qū)、市）1995年年底以前建成的農(nóng)村水電站，組織實(shí)施了增效擴(kuò)容改造試點(diǎn)，博白縣老虎頭水庫壩后電站被列入廣西農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造工程36個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目之一。

2011年9月7日，自治區(qū)水利廳以桂水計(jì)[2011]184號(hào)《關(guān)于玉林市博白縣老虎頭水庫壩后電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)》批復(fù)工程總投資418.22萬元。建設(shè)任務(wù)為：對(duì)廠房、升壓站維修加固，水力機(jī)械改造，電氣工程改造，金屬結(jié)構(gòu)改造。為加快推進(jìn)試點(diǎn)工作，我處與縣水利局、參建單位簽訂了責(zé)任書，分解目標(biāo)任務(wù)，逐級(jí)落實(shí)工作責(zé)任，形成了一級(jí)抓一級(jí)，層層抓落實(shí)的工作格局。制訂工程安全施工措施及施工倒排計(jì)劃，精心組織施工，經(jīng)過上級(jí)有關(guān)部門及參建單位三個(gè)多月努力、支持、幫助下，于10月12日土建工程基本完工、10月23日主變、控制屏、發(fā)電機(jī)組安裝完成。于11月1日在廠家技術(shù)員的指導(dǎo)下開啟1#、2#機(jī)組并網(wǎng)調(diào)試運(yùn)行72 h；11月3日開啟3#、4#機(jī)組并網(wǎng)調(diào)試運(yùn)行72 h，單機(jī)達(dá)額定出力320kw。

于2012年11月19日，由自治區(qū)水利廳、財(cái)政廳組織的廣西農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造工程試點(diǎn)項(xiàng)目機(jī)組啟動(dòng)和完工驗(yàn)收會(huì)在博白城區(qū)舉行，博白縣老虎頭水庫壩后電站主要建設(shè)內(nèi)容已按初設(shè)批復(fù)基本完成，工程質(zhì)量合格，機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行正常，工程檔案資料基本齊全，同意通過機(jī)組啟動(dòng)和完工驗(yàn)收。

試點(diǎn)實(shí)踐表明，對(duì)老舊農(nóng)村水電站進(jìn)行增效擴(kuò)容改造，不僅進(jìn)一步提升電站安全運(yùn)行水平，減少噪聲，能消除安全隱患，提高水能資源利用效率，促進(jìn)節(jié)能減排，還能改善河流生態(tài)，惠及當(dāng)?shù)厝罕姾偷胤桨l(fā)展。在增效擴(kuò)容改造中，各地廣泛采用新技術(shù)、新材料、新工藝和新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了電站設(shè)備設(shè)施的升級(jí)換代，自動(dòng)化、信息化和現(xiàn)代化水平全面提高，能效和發(fā)電能力大幅度提升。通過改造更新了機(jī)電設(shè)備，促進(jìn)了安全生產(chǎn)；加固了水工設(shè)施，消除了安全隱患；改造后，根據(jù)有關(guān)政策，我處上網(wǎng)電價(jià)相應(yīng)得到了提高，增加了單位的經(jīng)濟(jì)收入。

三、現(xiàn)農(nóng)村水電站的主要問題

我市水電站大多建于上世紀(jì)八十年代，個(gè)別早的建設(shè)于上世紀(jì)七十代未，遲的也就建于上世紀(jì)九十年代初，大多數(shù)電站都經(jīng)過二十年以上的運(yùn)行，普遍存在以下問題：

1、設(shè)備老化，綜合效率低

由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件限制，水輪機(jī)蝸殼銹蝕、轉(zhuǎn)輪氣蝕；活動(dòng)導(dǎo)葉、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)磨損；發(fā)電機(jī)絕緣老化；部分發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)備品備件無從購(gòu)買等，這些水電站機(jī)組設(shè)備大多老化嚴(yán)重或已超過使用年限，個(gè)別機(jī)組存在安全隱患，造成水輪發(fā)電機(jī)組平均綜合效率低于65%，如通過增效改造，增效潛力將可達(dá)到20%。

2、安全隱患多和水資源利用率低下

某縣為農(nóng)業(yè)大縣，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件制約，大多數(shù)國(guó)有和集體電站通過銀行代款融資建設(shè)，受當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)水平，施工技術(shù)條件等影響制約，水電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，加上二十多年的生產(chǎn)運(yùn)行，存在著水工建設(shè)物、金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備老化，擋水建筑物、引水渠道和壓力管道、伸縮節(jié)等跑、冒、滴、漏和機(jī)組溫度過高長(zhǎng)期存在，通過擴(kuò)容改造優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加20%的容量沒有問題。

四、我單位增效擴(kuò)容改造的主要技術(shù)內(nèi)容

農(nóng)村水電增效擴(kuò)容的主要目的是實(shí)現(xiàn)增加容量或者提高效率，為此應(yīng)組織專家對(duì)電站進(jìn)行調(diào)查論證，因地制宜地找到適合電站實(shí)際的增效擴(kuò)容改造內(nèi)容。根據(jù)實(shí)際情況，農(nóng)村水電站增效擴(kuò)容改造的主要內(nèi)容有：改造水工建筑物；改造金屬結(jié)構(gòu)；改造機(jī)電設(shè)備。

1、水工建筑物的改造

我單位在現(xiàn)有建筑物的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，其中大壩、壓力管和進(jìn)廠公路不進(jìn)行改造，電站廠房、變壓器進(jìn)行維修加固。

2、金屬結(jié)構(gòu)的改造

金屬結(jié)構(gòu)的改造主要目的是提高水量利用率，同時(shí)提高電站的安全性，改造的主要內(nèi)容有：

⑴更換10t橋式起重機(jī)；

⑵更換蝶閥4臺(tái)和伸縮節(jié)，減少滲漏；

⑶對(duì)攔污柵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，減少輸水系統(tǒng)的水頭損失；

⑷更換閘門，減少漏水。

3、機(jī)電設(shè)備的改造

⑴水輪機(jī)的改造

水輪機(jī)的改造主要有水輪機(jī)整體更換和水輪機(jī)部分機(jī)件更換二種。對(duì)于水輪機(jī)整體更換的，水輪機(jī)的選型就非常重要，選型不好，直接影響到發(fā)電機(jī)組的出力，以前水輪機(jī)的設(shè)計(jì)均是通過模型試驗(yàn)進(jìn)行開發(fā)、優(yōu)化，這已成為行業(yè)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)做法了，但模型試驗(yàn)技術(shù)成本高昂，所需時(shí)間長(zhǎng)。這次壩后電站，經(jīng)過設(shè)計(jì)采用4臺(tái)HLA551E-WJ-50混流式水輪機(jī)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，空化系數(shù)小，效率高，配套320kw發(fā)電機(jī)，其88%高效率圈相應(yīng)水頭為22～30m，覆蓋了壩后電站22～29m的水頭變化范圍。HLA551E-WJ-50臥軸水輪機(jī)單機(jī)額定流量1.53m3/s，水輪機(jī)額定水頭為26m，額定點(diǎn)效率88%，單機(jī)額定出力343kw。

⑵發(fā)電機(jī)的改造

發(fā)電機(jī)的增效改造方法有三種，一是更換發(fā)電機(jī)，將原有刷勵(lì)磁系統(tǒng)改為無刷勵(lì)磁系統(tǒng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)增效的同時(shí)，解決原發(fā)電機(jī)繞組絕緣老化的問題，這種方法投資大點(diǎn)。二是改造原發(fā)電機(jī)定子繞組，我們可以通過加大繞組的線徑，提高發(fā)電機(jī)的槽滿率，采用環(huán)氧粉云母做絕緣材料，用高性能導(dǎo)磁材料做發(fā)電機(jī)槽楔，改善通風(fēng)結(jié)構(gòu)降低溫升等，通過這些改造可以減少發(fā)電機(jī)銅損、鐵損，提高定子的額安電流，從而增加發(fā)電機(jī)出力。三是通過無功電容器補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣吖β室驍?shù)，減少無功電流的同時(shí)增加有功出力。壩后電站這次改造為電機(jī)型號(hào)為SFW320-8/850。其額定電壓采用0.4kv，額定電流577.3A，額定頻率50HZ，額定功率因數(shù)0.8，額定轉(zhuǎn)速750r/min，飛逸轉(zhuǎn)速1500 r/min，定、轉(zhuǎn)子采用B級(jí)絕緣。

⑶水輪發(fā)電機(jī)組附屬設(shè)備的改造

水輪發(fā)電機(jī)組附屬設(shè)備的改造主要包括調(diào)速器、勵(lì)磁設(shè)備等的改造。調(diào)速器目前我單位采用的是型號(hào)為GKT-300微機(jī)調(diào)速器，該型調(diào)速器運(yùn)行安全可靠，大大減少了運(yùn)行人員的工作量。由于發(fā)電機(jī)炭刷、換向器易于磨損，配件購(gòu)買困難，我單位配用靜止可控硅勵(lì)磁裝置。

⑷變壓器的改造

由于參加農(nóng)村水電增郊擴(kuò)容改造項(xiàng)目的單位運(yùn)行時(shí)間較久，很多變壓器已經(jīng)老化，有的是工業(yè)和信息化部公布的高能耗落后淘汰的變壓器。變壓器的更換應(yīng)更換成新的低損耗節(jié)能式升壓變壓器。根據(jù)電站裝機(jī)容量及接入系統(tǒng)方式，采用2臺(tái)發(fā)電機(jī)接一臺(tái)變壓器的擴(kuò)大單元接線，電站共4臺(tái)機(jī)組，設(shè)兩臺(tái)主變，型號(hào)為SJL7-800/10采用單母線接線，出線一回。

四、如何落實(shí)農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造

雖然試點(diǎn)中各地都調(diào)整了農(nóng)村水電上網(wǎng)電價(jià)，但仍是各類電能中最低的，甚至不足其他可再生能源上網(wǎng)電價(jià)的一半，普遍存在調(diào)價(jià)難、調(diào)價(jià)滯后等問題，國(guó)家要求“實(shí)現(xiàn)水電全額上網(wǎng)，同網(wǎng)同價(jià)”的政策得不到有效執(zhí)行，既沒有體現(xiàn)出國(guó)家鼓勵(lì)可再生能源發(fā)展的政策導(dǎo)向，又嚴(yán)重制約了農(nóng)村水電健康發(fā)展和良性運(yùn)行，影響了農(nóng)村水電服務(wù)“三農(nóng)”的能力。還要發(fā)揮市場(chǎng)的資源配置作用，引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)和社會(huì)力量對(duì)增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目給予支持。處理好項(xiàng)目改造與河流規(guī)劃調(diào)整完善的關(guān)系，通過增效擴(kuò)容改造，促進(jìn)河流規(guī)劃的調(diào)整完善，按照人與自然和諧、人與水和諧的生態(tài)文明理念，統(tǒng)籌好發(fā)電與防洪、灌溉、供水、生態(tài)等水資源綜合利用，做好中小河流水能資源開發(fā)規(guī)劃工作。

五、確保實(shí)施效果，突出抓好五項(xiàng)工作

一要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。要細(xì)化實(shí)施方案，完善協(xié)調(diào)機(jī)制、落實(shí)責(zé)任分工，明確具體措施，形成一級(jí)抓一級(jí)、層層抓落實(shí)的工作格局。

二要及時(shí)落實(shí)資金。水利部門要積極配合財(cái)政部門協(xié)調(diào)落實(shí)配套資金，協(xié)助并督促項(xiàng)目單位落實(shí)自籌資金，確保改造資金及時(shí)足額到位。

三要積極做好指導(dǎo)服務(wù)。要認(rèn)真研判項(xiàng)目實(shí)施各階段的工作重點(diǎn)和制約工期的主要因素，幫助項(xiàng)目單位制定科學(xué)的項(xiàng)目改造流程，指導(dǎo)做好施工組織、設(shè)備安裝調(diào)試、項(xiàng)目法人驗(yàn)收和績(jī)效評(píng)價(jià)等工作。

四要加強(qiáng)監(jiān)督檢查。各級(jí)水利部門要會(huì)同財(cái)政部門加強(qiáng)監(jiān)督檢查，確保工程進(jìn)度、質(zhì)量和安全，加強(qiáng)財(cái)政資金管理，確保資金安全。

五要做好績(jī)效評(píng)價(jià)。各地要對(duì)改造工作組織、建設(shè)管理、資金管理、工程驗(yàn)收、改造效果及長(zhǎng)效機(jī)制落實(shí)情況進(jìn)行定性定量評(píng)價(jià)，并實(shí)行相應(yīng)的獎(jiǎng)懲。

六、結(jié)束語

全面推進(jìn)農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造，有利于節(jié)能減排和生態(tài)文明建設(shè)，是財(cái)政部、水利部貫徹十八大精神的一項(xiàng)具體行動(dòng)。因此我們要以高度的責(zé)任感和使命感，開拓創(chuàng)新，狠抓落實(shí)，力爭(zhēng)用兩到三年時(shí)間，全面完成農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造工作，推進(jìn)節(jié)能減排，加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，使農(nóng)村水電工作邁上新臺(tái)階。

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