吳海東

（遼寧省農(nóng)村水電及電氣化發(fā)展中心,遼寧 沈陽 110003）

農(nóng)村水電站是農(nóng)村重要的中小型基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施。發(fā)展農(nóng)村水電，加快農(nóng)村電氣化建設(shè)，是促進構(gòu)建社會主義和諧社會和建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要內(nèi)容之一，對于廣大山區(qū)、貧困地區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟、社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有非常重要的作用。

我國可再生能源利用總量（不包括大水電）已居世界首位，其中，農(nóng)村水電利用總量占世界一半。在遼寧省，農(nóng)村水電站在促進經(jīng)濟發(fā)展、解決就業(yè)、保護生態(tài)等方面發(fā)揮了積極作用，已成為遼寧地區(qū)可再生能源利用的中堅力量。

一、遼寧省農(nóng)村水電站基本概況

遼寧省農(nóng)村水電經(jīng)過“七五”至“十一五”的開發(fā)建設(shè)，逐漸使農(nóng)村水電的作用突顯出來，其良好的經(jīng)濟效益和社會效益已經(jīng)被社會廣泛認(rèn)可。截至2009年底，遼寧省共建成農(nóng)村水電站165座，裝機容量39.13萬kW，較“七五”期末裝機總量增加了1倍。設(shè)計年發(fā)電量11.45億kW?h，售電收入達(dá)到2.91億元。

遼寧省的農(nóng)村水電站多為徑流式電站，只有極少數(shù)電站具有調(diào)節(jié)能力，所以，電站效益受季節(jié)變化影響很大，這給電站經(jīng)營帶來一定困難。另外，從地域分布來看，遼東、遼中地區(qū)電站分布較多，裝機容量較大，遼西、遼北、遼南則較少，裝機容量也偏小。從流域分布上看，鴨綠江流域電站總裝機容量最大，遼河流域次之，沿海河流與省際河流最小。遼寧省農(nóng)村水電站基本情況,見表1、表2。

表1 遼寧省農(nóng)村水電基本情況統(tǒng)計表（按區(qū)域統(tǒng)計）

表2 遼寧省農(nóng)村水電基本情況統(tǒng)計表（按流域統(tǒng)計）

二、老電站更新改造的必要性和重要性

1.必要性

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，遼寧省有近50%的電站修建于上世紀(jì)90年代前，由于機組老化、年久失修而報廢的電站有6座，裝機容量0.0625萬kW，長期停止發(fā)電的電站17座，裝機容量0.45萬kW，急需更新改造的電站高達(dá)69座。這些水電站無論從施工技術(shù)、機電設(shè)備上來講，都已經(jīng)過時，不能保證電站的經(jīng)濟、安全運行?？傮w來說，從以下兩方面考慮，必須對部分老電站進行更新改造。

(1）老電站的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)、設(shè)備工藝等無法滿足新時期要求。

上世紀(jì)90年代以前，水輪發(fā)電機組產(chǎn)品定型生產(chǎn)，規(guī)格品種少，設(shè)計選型采取套用現(xiàn)成機型生產(chǎn)，所以很難滿足電站實際需要。另外，當(dāng)時制造工藝落后且質(zhì)量差，水輪機轉(zhuǎn)輪大多采用鑄造工藝，其結(jié)構(gòu)簡單，葉片線型誤差大，加工粗糙，光潔度差，造成水流脫流，引起機組振動、汽蝕、效率降低，有的轉(zhuǎn)輪效率僅在70%左右。其他設(shè)備，例如：調(diào)速裝置、發(fā)電機、勵磁裝置等配型不合理，也會導(dǎo)致機組效率低甚至不安全運行。遼寧省葫蘆島市的烏金塘水庫電站建設(shè)于上世紀(jì)80年代，雖然電站水頭有20m之多，但機組每發(fā)1kW?h電能卻需要20m的水量，其效率低下可見一斑。

(2）水工建筑物、機電設(shè)備年久失修、老化嚴(yán)重。

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分老電站廠房經(jīng)過多年的風(fēng)雨侵蝕、地基沉降，廠房多處漏雨，屋頂茅草叢生，甚至可能坍塌；電站攔河壩出現(xiàn)漏點，輸水洞進口淤積嚴(yán)重，進出口段老化破損；啟閉失靈等。機電設(shè)備情況更是不容樂觀，全省近50%的電站機組使用期超過20年，存在不同程度的機組漏水、漏油、振動加劇、噪音增大、效率降低、電機絕緣老化等現(xiàn)象。

綜上所述，老電站存在著諸多安全隱患和發(fā)電效率低下等問題，需要進行必要的更新改造。

2.重要性

隨著石油、天然氣價格持續(xù)走高，煤炭燃料儲蓄量有限及溫室效應(yīng)日趨嚴(yán)峻，世界各國對可再生能源的開發(fā)興趣持續(xù)升溫，可再生能源逐漸成為世界能源中發(fā)展最快的領(lǐng)域。在可再生能源中，水資源是利用技術(shù)較為成熟、分布地域較廣、也是最為方便利用的能源。水資源有著得天獨厚的特點，應(yīng)該充分利用，使其更好地為人類生產(chǎn)、生活服務(wù)。更新改造老電站可以在很大程度上提高水輪機組利用率，從而達(dá)到充分利用水能資源的目的。同時，也可以使電站再次煥發(fā)活力，改善經(jīng)營現(xiàn)狀，使水電站經(jīng)濟和社會效益得以充分發(fā)揮。

三、更新改造的建議

1.國家和地方充分重視

老電站更新改造工作需要國家有關(guān)部門制定和落實發(fā)展農(nóng)村水電的強有力政策，加大對農(nóng)村水電更新改造工作的資金扶持力度以及各級部門對老電站更新改造的充分重視，這是農(nóng)村水能資源合理利用以及農(nóng)村水電事業(yè)蓬勃發(fā)展的基本保證。

目前，遼寧省正在編制《“十二五”水電新農(nóng)村電氣化規(guī)劃》和《農(nóng)村水電增效減排工程規(guī)劃》，這無疑是全省老電站更新改造的良好契機。希望在各級政府、部門的政策及資金支持下，兩個《規(guī)劃》能順利實施，這對遼寧省農(nóng)村水電發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

2.做好電站改造前期工作

有條件的地區(qū)，可以制定該區(qū)域內(nèi)老電站的更新改造規(guī)劃，對電站經(jīng)濟效益及社會效益進行深入分析，并提出切實可行的改造方案。具體來說，可以通過一些有實力、有資質(zhì)的設(shè)計單位做好對大壩、水電站的基本情況評估，包括改造、擴容優(yōu)化方案的鑒定，也可由電站經(jīng)營方確定切實可行的改造方案，并報主管部門審核、備案；對已經(jīng)確定的改造方案，相關(guān)部門盡快組織落實，包括資金、施工單位、設(shè)備引進單位等等；施工過程要嚴(yán)格遵守水利水電工程各項施工建設(shè)規(guī)范、法規(guī)，確保工程質(zhì)量。

四、更新改造的措施

1.增加小機組

對于電站所在河流徑流條件較好，而電站單機裝機容量較大的，可以考慮增加小機組，這樣可以最大限度的提高水資源利用效率，電站經(jīng)營方式也更加靈活，經(jīng)濟效益會有較大幅度提高。

2.更換水輪機轉(zhuǎn)輪

轉(zhuǎn)輪是水輪機的心臟，轉(zhuǎn)輪性能的好壞直接影響機組的效率。當(dāng)水輪機效率低或者水輪機過水流量受阻而影響發(fā)電機出力時，可以通過更換性能好的轉(zhuǎn)輪來解決。實踐證明，通過更換轉(zhuǎn)輪可使機組效率提高5%～10%，效益十分可觀，有的電站當(dāng)年就可將更換轉(zhuǎn)輪的投資收回。

3.更新機組可拆裝部件

部分農(nóng)村水電站設(shè)備嚴(yán)重老化，出力嚴(yán)重不足，而且影響電站安全運行。為節(jié)省投資，縮短機組改造時間，可以保留埋設(shè)部件，如蝸殼、座環(huán)等，其他可拆裝部件可重新加工更換。對于國內(nèi)生產(chǎn)廠家采用新技術(shù)、新工藝、新材料生產(chǎn)的可拆裝部件，也可以用于機組可拆裝部件的更換，可以提高機組運行效率。

4.整體更換機組

對于機組選型不合理，無法再繼續(xù)運行的，或機組運行時間較長，各個部件磨損嚴(yán)重，修復(fù)的費用與更換新機的費用相當(dāng)?shù)?，或者機組結(jié)構(gòu)上有致命的缺陷，其改造難度極大的，可以考慮整機更換。通過調(diào)查，在遼寧省69座需要更新改造的農(nóng)村水電站中，有20座必須要進行水輪機組的整體更換。

5.水工建筑物更新改造

對于電站水工建筑物設(shè)計不合理、破損嚴(yán)重及存在嚴(yán)重安全隱患的，考慮對其進行更新改造。例如，廠房屋頂破壞嚴(yán)重的，可以采用彩鋼屋頂，既經(jīng)濟又美觀；大壩出現(xiàn)滲漏的，必須進行除險加固，保證安全運行。

6.提高電站的自動化水平

提高電站的自動化水平是降低運行成本的一個重要方面。積極推廣使用先進自動化設(shè)備，選擇適用農(nóng)村水電站的自動監(jiān)測、控制和保護設(shè)備，對其實行遙測、遙信、遙調(diào)和遙控，使電站運行實現(xiàn)自動化，做到“無人值班，少人職守”。提高電站運行的經(jīng)濟性、可靠性和安全性，是技術(shù)更新改造的目的之一。

新設(shè)備和新材料、新工藝層出不窮，敢于使用才能促進農(nóng)村水電大跨步的向前發(fā)展。

五、結(jié)束語

通過對10座水電站的抽樣調(diào)查，得出更新改造的電站投資成本基本在6000～8000元/kW以內(nèi)，有些情況較好的電站投入將更少，而經(jīng)過更新改造的電站，平均發(fā)電量提高19%左右，回收改造成本最多在6年以內(nèi)。也就是說，更新改造一座電站遠(yuǎn)比新建電站要節(jié)省更多財力、物力、人力。隨著電站效益的提高，會使電站具有更多的資金來進行日常維護和保養(yǎng)，電站自身運營將進入良性發(fā)展軌道。

老電站的技術(shù)更新改造過程不是簡單地以新?lián)Q舊，而是一個再利用、再創(chuàng)造的過程。確切地說，必須站在科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的角度來考慮制定技術(shù)方案，才能取得預(yù)期效果，達(dá)到提高效益的目的。