關(guān)于中小水電站增效擴(kuò)容改造的主要問題及解決措施分析

滿運(yùn)明（廣西壯族自治區(qū)灌陽縣水車電力有限責(zé)任公司，廣西 桂林市 灌陽縣541600）

關(guān)于中小水電站增效擴(kuò)容改造的主要問題及解決措施分析

滿運(yùn)明（廣西壯族自治區(qū)灌陽縣水車電力有限責(zé)任公司，廣西 桂林市 灌陽縣541600）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生活需求，我國的電力需求在不斷的提高，電是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要部分，是不可缺少的，對人們的生產(chǎn)生活有著重要的影響；然而大部分的小水電站建設(shè)年代久，時(shí)間比較長，而且制造水平和設(shè)計(jì)工藝都存在著一定的問題，制約著電力事業(yè)的發(fā)展。本文通過介紹桂林市灌陽縣水車水電站增效擴(kuò)容技術(shù)的改造，提出了水輪機(jī)增容擴(kuò)容改造的方法以及設(shè)計(jì)方式，旨在為我國中小水電站的增效擴(kuò)容改造提供一定的技術(shù)參考。

中小水電站；增效擴(kuò)容改造；解決措施

前言

農(nóng)村中小型水電是我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)發(fā)展重要基礎(chǔ)建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的重要表現(xiàn)；但是由于我國的中小型水電站存在著建設(shè)早，設(shè)施逐漸地老化，效能逐年衰減等問題，因此必須要進(jìn)行水電站的改造。農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造是對現(xiàn)有農(nóng)村水電的深度開發(fā)，通過實(shí)施水車水電站增效擴(kuò)容項(xiàng)目改造，增強(qiáng)了設(shè)備安全運(yùn)行的穩(wěn)定性，促進(jìn)了縣域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 工程概況

項(xiàng)目由廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，完成了《廣西灌陽縣水車水電站增效擴(kuò)容改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》的編制工作。灌陽縣水車水電站位于湘江水系支流—水車鄉(xiāng)穿巖村附近的灌江下游上，地理位置：東徑111°13′，北緯25°26′，距水車鄉(xiāng)政府2.5km，距灌陽縣城39km，屬水庫攔河大壩的壩后式電站，裝機(jī)6×1600kW，現(xiàn)在年平均發(fā)電量4488萬kW·h左右。水車水庫是以灌溉、發(fā)電為主的綜合利用工程，屬中型水庫，具有季調(diào)節(jié)能力，水庫壩址以上集雨面積1441km2，多年平均降雨量1670mm，多年平均徑流量16.2億m3，總庫容5525萬m3，有效庫容2620萬m3。水庫設(shè)計(jì)灌溉面積4.5萬畝，實(shí)際灌溉面積3萬畝。

2 水電站的現(xiàn)狀

灌陽水車水電站經(jīng)過多年的運(yùn)行，其設(shè)備老化比較嚴(yán)重，技術(shù)相對比較落后，服役的時(shí)間比較長。在其運(yùn)行管理方面由于沒有持續(xù)穩(wěn)定的維修保養(yǎng)經(jīng)費(fèi)來源，如果只是簡單的靠自身的力量來進(jìn)行整體技術(shù)的更新和改進(jìn)，將面臨很多問題。

2.1 設(shè)備設(shè)施老化，發(fā)電效率逐年下降

隨著科學(xué)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和機(jī)械設(shè)備制造水平相對比較落后[1]，以前使用的水輪機(jī)械材料質(zhì)量比較差，其中的轉(zhuǎn)輪等過流零件極少利用不銹鋼材料制造，只是運(yùn)用碳鋼材料制造而成，它們對于抵抗流沙和抗腐蝕性比較差，同時(shí)水電站運(yùn)行的環(huán)境也相對較差，在補(bǔ)焊之后水輪機(jī)容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪葉面出現(xiàn)變形。如今整體的機(jī)組早已超過正常的使用期限，設(shè)備嚴(yán)重的老化，導(dǎo)致水電站發(fā)電效率逐年降低，無法保證安全工作。

2.2 水輪機(jī)參數(shù)性能落后，工作效率低

灌陽水車水電站建成于1988年，在施工工藝和設(shè)備設(shè)施方面相當(dāng)落后，其中水輪機(jī)水力模型開發(fā)十分落后，當(dāng)時(shí)還是依靠國外的先進(jìn)技術(shù)，早期我國水電站運(yùn)用的水輪機(jī)型號大多數(shù)是英美或者蘇聯(lián)發(fā)達(dá)國家所生產(chǎn)制造的，在一些小型的水電站仍然是采用這些機(jī)型，相比較現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)水平而言，以往的水輪機(jī)在容量和轉(zhuǎn)速等方面功效很低，同時(shí)它的穩(wěn)定性和安全性較差。

2.3 水工建筑物問題

2.3.1 攔水、泄水建筑現(xiàn)狀

水車水庫主壩為漿砌石重力壩，壩頂長200.1m，壩頂高程248.5m，最大壩寬16.6m，最大壩高44.5m。2010年水車水壩進(jìn)行了除險(xiǎn)加固改造，對主壩進(jìn)行加固及防滲處理，壩頂維修，下游壩坡面處理等，消除了安全隱患。本次不進(jìn)行壩體改造。

2.3.2 引水系統(tǒng)現(xiàn)狀

原輸水管前無檢修閘門，攔污柵損壞嚴(yán)重且原有的布置不方便清污，水車水庫經(jīng)過2010年除險(xiǎn)加固改造，在輸水管前增設(shè)攔污柵和檢修閘門，共布置了6孔攔污柵和檢修閘的閘墩。壓力鋼管為單機(jī)單管，直徑1.66m，長度32m。考慮改造后的引用流量比原電站要小，經(jīng)調(diào)節(jié)保證及壓力管道壓力計(jì)算分析，引水系統(tǒng)滿足過流能力和強(qiáng)度要求，也不進(jìn)行改造。

2.3.3 尾水渠現(xiàn)狀

目前電站尾水渠接入下游，無塌方等安全隱患，尾水出口泥沙淤積不嚴(yán)重，無明顯尾水涌高現(xiàn)象，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改造后的氣蝕性能更好，安裝高程滿足設(shè)計(jì)要求，因此改造后仍滿足電站運(yùn)行需要，本次不進(jìn)行改造。

3 水電站開展增效擴(kuò)容的必要性

灌陽縣水車水電站現(xiàn)狀已經(jīng)對水利資源和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成了重要的影響，所以開展小水電站增效擴(kuò)容性改造工程是安全運(yùn)行，節(jié)能減排的需要。是社會發(fā)展，解決地方電力短缺和社會穩(wěn)定的有效途徑，是企業(yè)生存發(fā)展和提高企業(yè)職工收入的需要。

3.1 提高地方的經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)際水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)最大出力達(dá)2000kW，比改造前增加出力400kW，經(jīng)與同期比較測算，改造后實(shí)際年發(fā)電量由由改造前的多年平均發(fā)電量4488萬kW·h增加到5398萬kW·h，每年可增加發(fā)電量約910萬kW·h，增效20.07%。按照我縣現(xiàn)行農(nóng)村水電平均上網(wǎng)電價(jià)0.29元／kW·h計(jì)算，每年直接經(jīng)濟(jì)效益可增加263.9萬元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 提高生態(tài)效益

水車水電站增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目工程完成后，電站年發(fā)電量將顯著增加，水能得以充分利用，提高電站自動化水平，生產(chǎn)效能大幅提高，得到的清潔能源將可替代部分火電電能，起到節(jié)能減排的作用，通過增效擴(kuò)容改造，進(jìn)一步促進(jìn)水資源的綜合利用，改善了電站周邊生態(tài)環(huán)境。

3.3 提高社會效益

電站增效擴(kuò)容改造為灌陽縣工農(nóng)業(yè)得以迅速發(fā)展，當(dāng)?shù)貜V大農(nóng)村居民的用電提供能源保障。在一定程度上改善了當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活條件，提高人民生活水平，保障了周邊農(nóng)村的農(nóng)田灌溉，提高了防洪抗旱、旱澇保收能力，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，加快了農(nóng)民脫貧致富步伐，提高了社會效益。

4 中小水電站增效擴(kuò)容改造的措施分析

根據(jù)灌陽縣水車水電站存在的問題，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展，本次的改造主要是以提高發(fā)電的效益為主要問題，解決民生問題，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展和提高中小水電站增效擴(kuò)容改造技術(shù)的創(chuàng)新。

4.1 水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇

灌陽縣水車電站正式開工建設(shè)于1969年9月，1977年第一臺機(jī)組開始發(fā)電，1988年通過竣工驗(yàn)收，改造后裝機(jī)容量為6× 1600kW（9600kW），改造后多年平均發(fā)電量4973萬kW·h，比改造前增加發(fā)電量485萬kW·h，其技術(shù)參考數(shù)據(jù)如表1所示。

表1

4.2 水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)改造的目標(biāo)

5臺水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪更換；1臺發(fā)電機(jī)定子線圈更換、轉(zhuǎn)子線圈換絕緣，達(dá)到F級；4臺調(diào)速器改造；6臺勵磁屏改造（微機(jī)型）；2臺主變；2臺廠用變更換及1臺生活變壓器更換。6.3kV發(fā)電機(jī)電壓設(shè)備（發(fā)電機(jī)出口斷路器柜6面；主變進(jìn)線柜2面；母線電壓互感器及過電壓保護(hù)柜2面；廠用電變壓器進(jìn)線柜2面；生活壓變壓器進(jìn)線柜1面；6.3kV母聯(lián)柜1面）；廠用電系統(tǒng)（0.4kV開關(guān)柜9面；0.4kV動力配電箱6面）；電站控制保護(hù)系統(tǒng)更換微機(jī)綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，使電站滿足少人值守的自動化要求。

5 中小水電增效擴(kuò)容改造中的建議

5.1 加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，落實(shí)工程責(zé)任

建立項(xiàng)目工程工作領(lǐng)導(dǎo)小組，由總經(jīng)理任組長，分管副總經(jīng)理及相關(guān)部門負(fù)責(zé)人為成員，內(nèi)設(shè)管理機(jī)構(gòu)辦公室、財(cái)務(wù)部，工程部，并配備相關(guān)管理人員，明確了增效擴(kuò)容改造的目標(biāo)任務(wù)、工作職責(zé)。

5.2 加強(qiáng)建設(shè)管理，把握時(shí)間節(jié)點(diǎn)

對水車水電站增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目派出2名技術(shù)人員進(jìn)行全過程跟蹤檢查，項(xiàng)目法定代表人和安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人每周2次現(xiàn)場檢查，分管領(lǐng)導(dǎo)每月進(jìn)行一次現(xiàn)場抽查，公司主要領(lǐng)導(dǎo)不定期的進(jìn)行了多次督查[2]，現(xiàn)場辦公及時(shí)解決問題，理順關(guān)系。

5.4.2 加強(qiáng)現(xiàn)場安全把關(guān)

對項(xiàng)目設(shè)備到貨或施工關(guān)鍵部位，項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人必須現(xiàn)場把關(guān)安全，落實(shí)專人指揮，切實(shí)做好安全防護(hù)措施，嚴(yán)防安全事故發(fā)生。

5.4.3 做好隱患整改工作

對檢查中發(fā)現(xiàn)存在不按設(shè)計(jì)施工或安全防護(hù)措施不到位的，采取了責(zé)令施工單位停工整改措施，執(zhí)行復(fù)工許可的安全監(jiān)督措施，保證了工程的順利進(jìn)行。

5.5 落實(shí)質(zhì)量監(jiān)督，保證工程質(zhì)量。

5.5.1 貫徹執(zhí)行監(jiān)督機(jī)制

及時(shí)申報(bào)質(zhì)量和安全監(jiān)督有關(guān)手續(xù)，落實(shí)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督措施，明確和落實(shí)參建各方的質(zhì)量和安全職責(zé)，主動接受監(jiān)督。

5.5.2 落實(shí)工程質(zhì)監(jiān)措施

督促參建單位嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)文件、圖紙和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織施工。對重要隱蔽或關(guān)鍵部位單元工程，工程監(jiān)理和現(xiàn)場技術(shù)員應(yīng)及時(shí)按照規(guī)程規(guī)范要求驗(yàn)收簽證，確保工程質(zhì)量安全。

6 結(jié)束語

不同水電站的水流量、水流速度以及機(jī)組臺數(shù)是不一樣的，所以對水輪機(jī)的要求也各有不同，因此要因地制宜的選擇最佳的設(shè)計(jì)規(guī)劃，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，使水電站的增效擴(kuò)容改造得以實(shí)施，解決地方國民經(jīng)濟(jì)電力緊缺問題，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)村水電為“三農(nóng)”服務(wù)的能力。

[1]薛 鵬，王 鑫，田婭娟.中小水電站增效擴(kuò)容改造的主要問題及解決方案[J].中國農(nóng)村水利水電，2015，07（02）：45～46.

[2]陳文麗.水電站增效擴(kuò)容改造過程中常見問題分析[J].科技與企業(yè)，2015，01（23）：35～36.

一是抓好前期工作。及時(shí)派員考察了區(qū)內(nèi)外多家水輪發(fā)電設(shè)備廠家，提前與有投標(biāo)意向的供貨商對接，提出了技術(shù)要求、設(shè)備供貨和安裝調(diào)試時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

5.3 落實(shí)資金籌措，規(guī)范使用資金

足額落實(shí)自籌資金，溝通積極籌措自籌資金，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展情況確保自籌資金按時(shí)到位；縣財(cái)政部門大力支持。縣財(cái)政局及時(shí)撥付到位中央補(bǔ)助資金和自治區(qū)配套資金，確保了水車水電站試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)順利推進(jìn)。

5.4 抓好督促檢查，確保安全施工

5.4.1 加強(qiáng)安全檢查力度

TV738

A

2095-2066（2016）22-0122-02

2016-4-13

滿運(yùn)明（1976-），男，助理工程師，本科，主要從事小水電發(fā)電及技術(shù)改造工作。