關于中小水電站增效擴容改造的主要問題及解決措施分析

滿運明（廣西壯族自治區灌陽縣水車電力有限責任公司，廣西 桂林市 灌陽縣541600）

關于中小水電站增效擴容改造的主要問題及解決措施分析

滿運明（廣西壯族自治區灌陽縣水車電力有限責任公司，廣西 桂林市 灌陽縣541600）

隨著經濟的發展和人們的生活需求，我國的電力需求在不斷的提高，電是促進我國經濟發展的重要部分，是不可缺少的，對人們的生產生活有著重要的影響；然而大部分的小水電站建設年代久，時間比較長，而且制造水平和設計工藝都存在著一定的問題，制約著電力事業的發展。本文通過介紹桂林市灌陽縣水車水電站增效擴容技術的改造，提出了水輪機增容擴容改造的方法以及設計方式，旨在為我國中小水電站的增效擴容改造提供一定的技術參考。

中小水電站；增效擴容改造；解決措施

前言

農村中小型水電是我國農村經濟社會建設發展重要基礎建設，是實現人與自然和諧發展的重要表現；但是由于我國的中小型水電站存在著建設早，設施逐漸地老化，效能逐年衰減等問題，因此必須要進行水電站的改造。農村水電增效擴容改造是對現有農村水電的深度開發，通過實施水車水電站增效擴容項目改造，增強了設備安全運行的穩定性，促進了縣域電網的安全穩定運行。

1 工程概況

項目由廣西壯族自治區水利電力勘測設計研究院負責設計，完成了《廣西灌陽縣水車水電站增效擴容改造工程初步設計報告》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6×1600kW，現在年平均發電量4488萬kW·h左右。水車水庫是以灌溉、發電為主的綜合利用工程，屬中型水庫，具有季調節能力，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。水庫設計灌溉面積4.5萬畝，實際灌溉面積3萬畝。

2 水電站的現狀

灌陽水車水電站經過多年的運行，其設備老化比較嚴重，技術相對比較落后，服役的時間比較長。在其運行管理方面由于沒有持續穩定的維修保養經費來源，如果只是簡單的靠自身的力量來進行整體技術的更新和改進，將面臨很多問題。

2.1 設備設施老化，發電效率逐年下降

隨著科學的進步，傳統的設計理念和機械設備制造水平相對比較落后[1]，以前使用的水輪機械材料質量比較差，其中的轉輪等過流零件極少利用不銹鋼材料制造，只是運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，同時水電站運行的環境也相對較差，在補焊之后水輪機容易導致轉輪葉面出現變形。如今整體的機組早已超過正常的使用期限，設備嚴重的老化，導致水電站發電效率逐年降低，無法保證安全工作。

2.2 水輪機參數性能落后，工作效率低

灌陽水車水電站建成于1988年，在施工工藝和設備設施方面相當落后，其中水輪機水力模型開發十分落后，當時還是依靠國外的先進技術，早期我國水電站運用的水輪機型號大多數是英美或者蘇聯發達國家所生產制造的，在一些小型的水電站仍然是采用這些機型，相比較現在的科學技術水平而言，以往的水輪機在容量和轉速等方面功效很低，同時它的穩定性和安全性較差。

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年水車水壩進行了除險加固改造，對主壩進行加固及防滲處理，壩頂維修，下游壩坡面處理等，消除了安全隱患。本次不進行壩體改造。

2.3.2 引水系統現狀

原輸水管前無檢修閘門，攔污柵損壞嚴重且原有的布置不方便清污，水車水庫經過2010年除險加固改造，在輸水管前增設攔污柵和檢修閘門，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，經調節保證及壓力管道壓力計算分析，引水系統滿足過流能力和強度要求，也不進行改造。

2.3.3 尾水渠現狀

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重，無明顯尾水涌高現象，水輪機轉輪改造后的氣蝕性能更好，安裝高程滿足設計要求，因此改造后仍滿足電站運行需要，本次不進行改造。

3 水電站開展增效擴容的必要性

灌陽縣水車水電站現狀已經對水利資源和安全經濟運行造成了重要的影響，所以開展小水電站增效擴容性改造工程是安全運行，節能減排的需要。是社會發展，解決地方電力短缺和社會穩定的有效途徑，是企業生存發展和提高企業職工收入的需要。

3.1 提高地方的經濟效益

實際水輪發電機組單機最大出力達2000kW，比改造前增加出力400kW，經與同期比較測算，改造后實際年發電量由由改造前的多年平均發電量4488萬kW·h增加到5398萬kW·h，每年可增加發電量約910萬kW·h，增效20.07%。按照我縣現行農村水電平均上網電價0.29元／kW·h計算，每年直接經濟效益可增加263.9萬元，具有良好的經濟效益。

3.2 提高生態效益

水車水電站增效擴容改造項目工程完成后，電站年發電量將顯著增加，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，起到節能減排的作用，通過增效擴容改造，進一步促進水資源的綜合利用，改善了電站周邊生態環境。

3.3 提高社會效益

電站增效擴容改造為灌陽縣工農業得以迅速發展，當地廣大農村居民的用電提供能源保障。在一定程度上改善了當地群眾生產生活條件，提高人民生活水平，保障了周邊農村的農田灌溉，提高了防洪抗旱、旱澇保收能力，促進了農業增產、農民增收，加快了農民脫貧致富步伐，提高了社會效益。

4 中小水電站增效擴容改造的措施分析

根據灌陽縣水車水電站存在的問題，并根據當地的發展，本次的改造主要是以提高發電的效益為主要問題，解決民生問題，促進當地經濟的發展和提高中小水電站增效擴容改造技術的創新。

4.1 水輪發電機組設計參數的選擇

灌陽縣水車電站正式開工建設于1969年9月，1977年第一臺機組開始發電，1988年通過竣工驗收，改造后裝機容量為6× 1600kW（9600kW），改造后多年平均發電量4973萬kW·h，比改造前增加發電量485萬kW·h，其技術參考數據如表1所示。

表1

4.2 水輪發電機組技術改造的目標

5臺水輪機轉輪更換；1臺發電機定子線圈更換、轉子線圈換絕緣，達到F級；4臺調速器改造；6臺勵磁屏改造（微機型）；2臺主變；2臺廠用變更換及1臺生活變壓器更換。6.3kV發電機電壓設備（發電機出口斷路器柜6面；主變進線柜2面；母線電壓互感器及過電壓保護柜2面；廠用電變壓器進線柜2面；生活壓變壓器進線柜1面；6.3kV母聯柜1面）；廠用電系統（0.4kV開關柜9面；0.4kV動力配電箱6面）；電站控制保護系統更換微機綜合自動化監控系統，使電站滿足少人值守的自動化要求。

5 中小水電增效擴容改造中的建議

5.1 加強組織領導，落實工程責任

建立項目工程工作領導小組，由總經理任組長，分管副總經理及相關部門負責人為成員，內設管理機構辦公室、財務部，工程部，并配備相關管理人員，明確了增效擴容改造的目標任務、工作職責。

5.2 加強建設管理，把握時間節點

對水車水電站增效擴容改造項目派出2名技術人員進行全過程跟蹤檢查，項目法定代表人和安全生產負責人每周2次現場檢查，分管領導每月進行一次現場抽查，公司主要領導不定期的進行了多次督查[2]，現場辦公及時解決問題，理順關系。

5.4.2 加強現場安全把關

對項目設備到貨或施工關鍵部位，項目部負責人必須現場把關安全，落實專人指揮，切實做好安全防護措施，嚴防安全事故發生。

5.4.3 做好隱患整改工作

對檢查中發現存在不按設計施工或安全防護措施不到位的，采取了責令施工單位停工整改措施，執行復工許可的安全監督措施，保證了工程的順利進行。

5.5 落實質量監督，保證工程質量。

5.5.1 貫徹執行監督機制

及時申報質量和安全監督有關手續，落實工程質量與安全監督措施，明確和落實參建各方的質量和安全職責，主動接受監督。

5.5.2 落實工程質監措施

督促參建單位嚴格按照批準的設計文件、圖紙和有關技術標準組織施工。對重要隱蔽或關鍵部位單元工程，工程監理和現場技術員應及時按照規程規范要求驗收簽證，確保工程質量安全。

6 結束語

不同水電站的水流量、水流速度以及機組臺數是不一樣的，所以對水輪機的要求也各有不同，因此要因地制宜的選擇最佳的設計規劃，結合國內外先進的科學技術，使水電站的增效擴容改造得以實施，解決地方國民經濟電力緊缺問題，促進當地經濟社會可持續發展，提高農村水電為“三農”服務的能力。

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

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

一是抓好前期工作。及時派員考察了區內外多家水輪發電設備廠家，提前與有投標意向的供貨商對接，提出了技術要求、設備供貨和安裝調試時間節點。

5.3 落實資金籌措，規范使用資金

足額落實自籌資金，溝通積極籌措自籌資金，根據項目進展情況確保自籌資金按時到位；縣財政部門大力支持。縣財政局及時撥付到位中央補助資金和自治區配套資金，確保了水車水電站試點項目建設順利推進。

5.4 抓好督促檢查，確保安全施工

5.4.1 加強安全檢查力度

TV738

A

2095-2066（2016）22-0122-02

2016-4-13

滿運明（1976-），男，助理工程師，本科，主要從事小水電發電及技術改造工作。