余姚市小水電站水能挖潛改造分析

【摘 要】小水電站水能挖潛技改符合余姚市小水電站的實際情況，為小水電帶來明顯的經濟效益，是一種投資省、見效快的有效方法，文章主要介紹了小水電站挖潛改造的主要途徑和成功案例。

【關鍵詞】小水電站；挖潛技術改造；投資

1.余姚市小水電發展現狀

余姚市位于浙江省東部，地處寧紹平原中部地段，全市總面積1527km2，其中山地805km2，占總面積的52%。南部為四明山區，植被茂盛，氣候溫和，雨量充沛，最高海拔980m，多年平均降雨量約2000mm，蘊藏著豐富的水力資源。據分析統計，全市可開發裝機3.2kW左右。截止2014年10月，已建電站85處，總裝機2.6萬kW，占可開發量的80%。

從各已建電站現有情況來看，存在著設備效率低下、技術落后等問題。尤其是一些老電站，問題更突出，已嚴重影響了正常的生產。利用新技術對老電站進行技術改造，挖掘自身潛力，提高電站的技術含量和管理水平及經濟效益，是鞏固和發展余姚小水電站最科學、經濟的方法，也是地方電力自身發展和壯大的有效途徑。

2.小水電站水能挖潛改造的主要途徑分析

分析以上公式，一座電站的發電量取決于流量、水頭和機組效率三個參數，故挖潛改造可以從流量、水頭和機組設備三方面著手。

2.1挖掘流量潛力

電站原設計保守，流量沒有充分利用，部分梯級電站上下級發電流量不配套，下一級電站由于位置優越提前開發，在上游電站逐步開發后，發現上游發電流量大，下級電站流量偏小，棄水增加；附近流域有條件進行引水的，可以增加發電流量。

2.2挖掘水頭潛力

水頭沒有充分利用，電站選址位置不合理，如早期隧洞開鑿困難，就近在壩址附近建站，沒有利用河床坡度；水庫涵管后采用明渠引水，沒有利用大壩高度的勢能，尤其是低水頭電站更加明顯；原設計管道尺寸偏小，水頭損失過大，導致機組運行凈水頭達不到設計要求。

2.3挖掘設備潛力

部分水電站原水輪機選擇偏大，額定出力可以提高一檔，在水輪發電機組現狀較好的情況下實施擴容改造時，可繼續利用原有水輪機，發電機利用老機組進行擴容改造，以節省投資。

3.挖潛改造成功案例

案例1：具有流量潛力的電站改造

鹿亭鄉上莊電站是曉鹿大溪梯級開發的第三級電站，裝機1×200+1×320kW共520kW，設計流量1.78m3/s，電站于2001年6月25日并網發電。上游大溪電站裝機容量520kW，集水面積23.4km2，設計水頭39.4m，設計流量1.78m3/s，根據實際運行情況，大溪電站實際發電流量在2.15m3/s左右，使得上莊電站水庫經常溢水，浪費了水能資源。2003年，上莊電站實施深坑引水工程，新增引水面積2.01km2，按多年平均徑流量0.07m3/s，倍比系數2.5～4.0，可增加流量0.18～0.28m3/s，根據電站實際運行情況來看，上莊電站裝機容量還有增加的空間。2010年，上莊電站實施擴容改造工程，電站設計規模由原來的520kW擴容至720kW，即2#機組由原來的200kW擴容至400kW，1#機組320kW不變，工程投資概算78萬元，改造后年均發電量可增加約20萬kW.h，年增收約10萬元。

案例2：具有水頭潛力的電站改造|

鹿亭鄉巖頭電站，上游集水面積0.82km2，總庫容5.0萬m3，原電站裝機100kW，設計水頭140m，由于該電站設備嚴重老化，且存在諸多安全隱患，所以需要報廢重建，且電站通過250m的引水明渠發電，不僅浪費了壩高水頭，而且水流通過渠道水量損失也較嚴重。2006年10月，實施巖頭電站報廢重建工程，工程內容為：進水口位于右壩體，為壩內埋涵管，考慮水庫大壩為“照谷社”型壩，受力情況復雜，為了避免壩體開挖對大壩本身產生不利影響，擬采用將Φ300mm的壓力鋼管伸入原壩涵管內，長度為24m，從進水口用C20砼封堵2m，管道進口設Φ300的斜插門，在斜插門前設固定式攔污柵，插門后壩前重新設置直徑100mm通氣管；將明渠改為壓力管道，充分利用壩高水頭，在原明渠鋪設Φ400mm的網管，壓力0.4Mpa，總長約257m，前池至廠房段壓力管道進行更換，重新鋪設Φ300mm鋼管，總長約260m，前130m壁厚6mm，后130m壁厚8mm，中間設置一個鎮墩，每隔4m設一個支墩；電站廠房按原老廠房位置，主廠房面積為10.8×6.0m2，經觀察，原廠房結構較穩定，不作重新拆建，只是考慮對其加以裝修，并對廠房內的控制屏等電氣設備進行更新。工程總投資概算61.5萬元，重建后多年平均發電量達20.6萬kW.h，比原發電量10萬kW.h增加一半，效益顯著。

案例3：具有設備潛力的機組參數優化改造

大橫山電站，位于大嵐鎮大俞村，電站裝機2×320kW+2×250kW共1140kW，電站配套水庫1座，集水面積54km2，壩高25m，正常庫容188萬m3，發電最高水頭51m，最低水頭36m，電站多年平均年發電量為311萬kW.h。由于水庫集水面積相對較大，庫容相對較小，棄水較多，水量利用率約60%，所以增機擴容尚有一定余地。

根據電站的水力參數，水輪機在水頭>42m時可超250kW運行，但由于受發電機出力限制，機組無法實現超發。通過對原水輪機技術參數和電站水頭變幅范圍詳細分析，認為水輪機性能仍能達到原有技術指標，調節出力有較大余地，不需更換。因此，提出對發電機由250kW增容到320kW的方案，技改后定子繞組截面擴大40%，轉子匝數增加10.4%，增容技改后定轉子線圈絕緣等級由B級提高到F級絕緣，勵磁系統也相應技改。

通過技改后機組在320kW工況下長期運行，機組噪音、振動及各部溫升等均符合要求。1臺發電機、變壓器及其它電氣設備改造總計費用在12萬元以內，可增加年收入約8萬元。

4.結束語

小水電挖潛技改符合余姚市小水電站的實際情況，也符合國家的大政方針，是一種投資省、見效快的有效方法，為小水電帶來明顯的經濟效益。先進的技術設備保證了供電的質量，也確保了電站的安全運行。

【參考文獻】

[1]水利水能規劃，中國水利水電出版社.

[2]水電站，（第二版）中國水利水電出版社.