摘 要:農(nóng)村水電站促進了農(nóng)村的電力發(fā)展和人民群眾生活水平的提高,對于經(jīng)濟、社會和生態(tài)進步都具有很大的意義。但是,由于當(dāng)前現(xiàn)行設(shè)備的老化、技術(shù)落后等原因阻礙了農(nóng)村水電站的綜合效益的提升,所以,對農(nóng)村水電站進行降壓擴容增效改造是十分重要的。本文即從分析開展農(nóng)村水電增效擴容改造的必要性及其意義出發(fā),提出了在水電站增效擴容改造中可采取的改造方式,并且最后結(jié)合泉安水電站的例子分析了降壓擴容增效改造技術(shù)的效果,希望對相關(guān)工作者能有所幫助。
關(guān)鍵詞:降壓;擴容;增效;農(nóng)村水電站;更新改造
中圖分類號:TV737 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-3362(2013)12-0232-01
1 概述
本單位(廣西X縣級)水庫壩后式水力發(fā)電站存在著自動化水平低、設(shè)備陳舊老化、一二次線路失靈及老化等問題,所以,在發(fā)電站的運行期間故障頻發(fā)。單位相關(guān)人員對水電站進行了一些改造,從而達到了水電站的全自動化、微機控制、增效擴容改造等效果。
2 農(nóng)村水電增效擴容改造的必要性和意義
2.1 農(nóng)村水電增效擴容改造的必要性
農(nóng)村水電是促進農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展、改善民生的一項重要基礎(chǔ)設(shè)施,并且它對于生態(tài)建設(shè)具有很大的意義,能起到供應(yīng)能源、降低溫室氣體排放、保護環(huán)境等作用,因此,我們要加大農(nóng)村水電的發(fā)展。當(dāng)前,我國的農(nóng)村水電發(fā)展速度很快,裝機容量約占到全國水電總?cè)萘康?/3,這極大的促進了農(nóng)村的發(fā)展和農(nóng)民生活的改善。但是,現(xiàn)行農(nóng)村水電站還存在一些隱患,例如:有關(guān)設(shè)備設(shè)施的老化就會產(chǎn)生高壓設(shè)備頻發(fā)故障、能效逐年衰減等各種問題,這些隱患不僅影響了經(jīng)濟效益,而且還帶來了一些威脅著大家安全的隱患,所以,當(dāng)前迫切需要對這些農(nóng)村水電站進行增效擴容的重建改造工作。
2.2 農(nóng)村水電增效擴容改造的意義
對陳舊的農(nóng)村水電站進行增效擴容改造具有重大而深遠(yuǎn)的意義,它不僅能提高水資源的利用率,增大經(jīng)濟效益,而且還能保障人民群眾的安全,具體表現(xiàn)在以下4個方面:有利于可再生資源的開發(fā)利用,促進節(jié)能減排;消除水電站的安全隱患,保障公共安全;提高經(jīng)濟效益,促進農(nóng)民收入;改善河流生態(tài)環(huán)境,促進人水和諧。
3 開展農(nóng)村水電降壓增效擴容的改造方式
從改造目的來說,要進行降壓、增效和擴容三方面的改造。從改造的具體內(nèi)容來說,農(nóng)村水電增效擴容的改造主要在兩個方面,分別是水力機械方面和電氣方面。
3.1 改造關(guān)鍵技術(shù)
3.1.1 降壓改造技術(shù)
降壓可以通過采用新型絕緣材料和絕緣技術(shù)來實現(xiàn)?,F(xiàn)行水電站的發(fā)電機的出線電壓為6300V,通過改造可以將6300V的高壓降為380V的低壓。
相對于高壓機組,采用低壓機組的好處是:大大降低了初期投資;減少了水電站的運行人員和維護人員,降低了運行成本和維護成本;提高了安全性。
3.1.2 擴容改造技術(shù)
擴容可以通過增加水頭或流量、使發(fā)電機增容和增設(shè)專用機組等改造技術(shù)來實現(xiàn)。水力機組的裝機容量是由水頭和流量共同決定的:水頭和流量的乘積越大,水力機組的裝機容量越大,所以,增加水頭或流量能擴容;對于發(fā)電機,可以通過增加線圈的匝數(shù)來進行擴容,后面有對發(fā)電機改造的具體分析;專用機組是針對生態(tài)流量而設(shè)置的,設(shè)立專用機組可以有效的避免生態(tài)流量的浪費,專用機組多采用的是臥式水輪發(fā)電機組,有壩后式電站和引水式水電站兩種形式,壩后式電站是在廠房內(nèi)增設(shè)專用機組,而引水式水電站是通過建設(shè)一個小型廠房來設(shè)置專用機組發(fā)電。
3.1.3 增效改造技術(shù)
對農(nóng)村水電站的增效措施有:對機組進行改造、綜合調(diào)度、采用自動化無人值守等。
3.2 改造內(nèi)容
3.2.1 水力機械的改造
水力機械主要包括水輪機、發(fā)電機、調(diào)速器、輔助系統(tǒng)等。下面分別就這幾種水力機械的改造進行具體的分析。
水輪機是水電站的關(guān)鍵部件,工作轉(zhuǎn)輪是水輪機的關(guān)鍵部件,所以,工作轉(zhuǎn)輪對于水電站來說是十分關(guān)鍵的。在原水電站中,水輪機的轉(zhuǎn)輪效率一般都較低?,F(xiàn)階段,隨著轉(zhuǎn)輪制造技術(shù)的提高,出現(xiàn)了一些高效率的轉(zhuǎn)輪,所以,相關(guān)單位可以考慮用這些新型的高效率轉(zhuǎn)輪來替換先前落后的低效率轉(zhuǎn)輪,從而提高轉(zhuǎn)輪效率,使水輪機的運行工況達到最優(yōu),進而提高水電站的運行效率,以達到增大年發(fā)電量、提高經(jīng)濟效益的目標(biāo)。
對發(fā)電機的改造體現(xiàn)在技術(shù)的更新、挖潛改造和擴機增容等方面??梢圆捎玫姆椒ㄈ缦拢禾岣甙l(fā)電機的耐電壓性能和耐溫性能:采用F級的環(huán)氧粉云母來替換先前的絕緣材料,采用浸漆和烘焙工藝來替代先前的工藝;對發(fā)電機增容:可以通過增大銅線截面、提高槽滿率、增大線負(fù)荷和提高輸出功率等措施來增容發(fā)電機;提高發(fā)電機的運行效率:采用高質(zhì)量的導(dǎo)磁材料、提高迭裝系數(shù)、將定子鐵心損耗降到最低;提高發(fā)電機的使用壽命:可以通過改善通風(fēng)結(jié)構(gòu)、降低風(fēng)摩損耗等措施來實現(xiàn)。
在調(diào)速器方面,老式水電站的調(diào)速器多采用的是機械液壓調(diào)速器,這種技術(shù)落后,運行不方便,并且存在很多安全隱患。為了解決上述問題,要對調(diào)速器油壓裝置的自動控制系統(tǒng)進行自動化改造。
現(xiàn)行的水電站采用明敷的管路,要將這些換成埋設(shè)管路,并且更換濾水器和空氣壓縮機。
3.2.2 電氣系統(tǒng)的改造
3.2.2.1 對線路的改造
只有合理的設(shè)計好線路,才能使電氣設(shè)備得到合理的配置,保證供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。選擇合適的接線方式和電壓等級要綜合考慮供電是否可靠、操作是否方便、投資成本是否合理、運行是否靈活等各方面的因素。
3.2.2.2 要實現(xiàn)綜合自動化
采用計算機監(jiān)控為主的電站監(jiān)控系統(tǒng),保證中控室的工作人員通過人機接口設(shè)備就能對電站的大多數(shù)設(shè)備進行監(jiān)控。
4 實例分析
下面就泉安水電站為例分析降壓擴容增效機組改造的效果。
泉安水電站在1972年投入運行,運行超過30a的設(shè)備已經(jīng)老化,這就對機組的正常運行和安全生產(chǎn)造成了影響。經(jīng)過各方案的討論,確定了采用降壓擴容增效技術(shù)對泉安水電站進行改造。
在降壓改造技術(shù)中采用了低壓機組方案,這一方案不但降低了電氣設(shè)備的投資費用,而且也大大提高了電氣設(shè)備運行的可靠性;在擴容改造技術(shù)中,將原先的500kW、電壓6300V、額定電流57.2A的高壓機組改造為630kW、電壓400V、額定電流1136.7A的低壓機組;在增效改造技術(shù)中,采用F級絕緣材料,將定子支路數(shù)改為6路,并且采用耐高溫的銅線。
上述改造技術(shù)的施工周期短、初期投資低。并且改造后2a以來,水電站運行性能穩(wěn)定,不但消除了老機組存在的安全隱患,而且提高了發(fā)電效益。這說明對泉安水電站進行的降壓擴容增效機組的改造是成功的。
5 結(jié)語
對農(nóng)村水電站進行增效擴容改造能極大的發(fā)揮水庫的綜合效益,既消除了老機組存在的安全隱患,也提高了發(fā)電效率。所以,相關(guān)專業(yè)人員要對這方面進行更深入的研究,保證這一技術(shù)能盡快得到有效實施。
參考文獻
[1] 張仁貢,李志武,傅森林,等.農(nóng)村水電站降壓擴容增效機組改造關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].水電能源科學(xué),2012(10):040.
[2] 穆建軍.農(nóng)村水電站增效擴容改造關(guān)鍵技術(shù)問題的探討[J].小水電,2012(05):6-8.
[3] 羅飛,翁建偉.農(nóng)村水電增效擴容改造分析及其技術(shù)探討[J].黑龍江水利科技,2012,40(07):179-180.:
[4] 王正勇,林朝飛.農(nóng)村小水電站建設(shè)和改造中應(yīng)注意的問題[J].攀枝花學(xué)院學(xué)報:綜合版,2008,25(03):73-75.
[5] 吳建平.小型水電站增效擴容工程的技術(shù)改造問題[J].江西建材,2012(02):149-150.
作者簡介:甘家強(1972.4-),廣西壯族自治區(qū)賀州市,身份證號碼:452423197204013879。