印度水電站改造工程概述

［印度］ O.P.拉伊 等

1 概述

印度水力發電始于100多年前的1898年，當時第一臺發電機組安裝在西孟加拉邦的大吉嶺。1947年印度獨立時，全國裝機容量僅為1360 MW。截止2011年8月 31日，該國總裝機容量已達181.56 GW。其中，水電裝機容量約為38.21 GW，占總裝機容量的21.04%;火電約為118.41 GW，占總容量的65.22%。據政府機構提供的信息，在火力發電中，燃煤發電裝機容量約為99.5 GW，燃氣發電裝機容量約為17.71 GW，燃油發電裝機容量為1.20 GW。核電所占比例約為2.63%，裝機容量為4780 MW，其他可再生能源裝機容量約為20.16 GW，占總裝機容量的11.11%。

與以往能獲得的電力相比，現在的電力供應情況良好。但隨著近幾年工業、商業及生活服務部門用電量的大幅增長，電力需求量迅速增長，提高發電能力刻不容緩。今后10 a電力需求量將達到過去60 a的總發電量。據中央電力管理局進行的第16次電力調查，預計第十個五年計劃末高峰電力需求約為115.71 GW，到第十一個五年計劃末，電力需求將會達到157.11GW左右。

在第十個五年計劃期間，印度制定了一個新增裝機容量41.11 GW的中期發展目標。但由于種種原因(如缺乏資金與項目規劃)而使該目標難以實現。因此裝機容量僅能增加約18 GW，距離既定目標尚有23 GW的缺口。

2 水電站現狀

印度水電蘊藏總量估計達150 GW(按負荷率為60%計算，相當于84.04 GW)，據現有文獻記載，迄今為止，其中僅有26.91 GW得以開發利用。計劃在第十一個五年計劃期間使新增水電容量超過20 GW。然而，水電需要巨大的金融投資。按目前價格估計，20 GW水電裝機容量共需要259.79億美元，這是一項難度較大的任務。這會涉及大面積森林砍伐、土地淹沒、生態環境發生改變、移民安置、溶解氧水平低、泥沙淤積等問題。因此只有在別無選擇的時候才能考慮修建新水電站。目前最佳方案是對現有水電站進行擴容改造。

老舊水電站的翻新改造對于提高系統運行穩定性、效益成本比率，實現印度電力政策中水電、火電比例的合理設想具有重大意義。印度水電站面臨的主要問題出在喜馬拉雅地區，設備在季風季節中運行產生沖蝕，水中夾帶含有石英的泥沙對運行的轉輪葉片、導葉及水下部件造成沖蝕磨損，從而大大縮短了設備使用壽命。

3 改造理由

基于以上分析，認為對現有水電站進行擴容改造是一個重要的比選方案，理由如下:

(1)對最近幾年發電機組的運行和維修記錄進行了分析，結果表明，在機組可用率、運行及維修成本、被迫停機和收益損失等方面都存在一定問題。

(2)現代絕緣材料更薄、占用空間更小、耐熱強度更高，且能承受更高的電壓，有利于提高設備運行效率。

(3)耐磨性更好的材料可滿足更高的抗擦傷要求，解決空蝕問題，并能提高轉輪性能，從而增加使用壽命。此外，水輪機升級改造后能提高水中溶解氧水平。

(4)新建大型水電站屬于資本密集型，需要較長時間。

(5)采用磁芯設計，水輪機系統及絕緣材料領域最先進的工藝水平，能使發電設施的穩定性得到較大改善，達到發電多，成本低的目的。

(6)改變用水等運行工況，可獲得超額的電力，但要求采用額定出力更高的發電機、水輪機及其他部件。

(7)發電機及水輪機支承結構的抗震標準是電站升級改造中需要考慮的主要問題之一。

4 案例分析

巴克拉水電站左、右兩岸均有發電廠房，每個廠房各設5臺發電機組。由巴拉克-比阿斯管委會(BBMB)運營。右岸廠房每臺機組從120 MW擴容到132 MW，左岸廠房每臺機組從90 MW擴容到108 MW。該電站改造升級期間所更換的主要部件包括:①水輪機轉輪，水輪機軸及導向軸承;②整個定子，包括線圈及轉子磁極;③靜止勵磁系統;④控制及儀表面板;⑤母線槽;⑥水輪機葉片涂層;⑦將B級絕緣層更換為F級。

此次升級后，電站裝機容量從1050 MW上升到1200 MW，項目耗資9061萬美元，遠低于修建1座裝機容量為150 MW的新電站成本。此外，電站使用壽命也延長25～30 a。此次擴容改造采取分期的方式實施，左、右發電廠改造各耗時5 a，以保證總發電量不會減少。此次改造升級的可行性研究由巴拉特大型電力工程設備公司(BHEL)完成。

5 結語

對現有水電站進行擴容改造比修建新電站更為經濟可行。因此，可尋求開發利用水資源的新方法，并改進設計方法，對老舊水電站進行擴容改造。