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        歐洲各國(guó)及俄羅斯的水電站現(xiàn)代化改造

        2016-04-08 12:15:55英國(guó)雷諾茲
        水利水電快報(bào) 2016年8期
        關(guān)鍵詞:阿爾斯通水輪機(jī)水電

        [英國(guó)] P.雷諾茲

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        歐洲各國(guó)及俄羅斯的水電站現(xiàn)代化改造

        [英國(guó)]P.雷諾茲

        為提高水電站的運(yùn)行性能、延長(zhǎng)使用壽命、增加發(fā)電效益,歐洲和俄羅斯正在對(duì)其現(xiàn)有水電站進(jìn)行大規(guī)模的現(xiàn)代化改造。介紹了意大利、瑞士、法國(guó)、盧森堡、瑞典、挪威和拉脫維亞的水電設(shè)施更新及改造項(xiàng)目,主要以升級(jí)和更新機(jī)電設(shè)備、增加電站裝機(jī)容量為主。俄羅斯現(xiàn)有的水電站由于服役時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)、事故損毀和改造資金一度缺乏等因素,其現(xiàn)代化改造需要更多的投資和更長(zhǎng)的周期,改造措施包括修復(fù)、升級(jí)和更新設(shè)備、改進(jìn)電站設(shè)計(jì)、重建電站設(shè)施、改造輸電線路和電網(wǎng)等。

        水電站改造;俄羅斯;歐洲

        歐洲各國(guó)和俄羅斯的許多老舊水電站正在進(jìn)行大規(guī)模的現(xiàn)代化改造,公用事業(yè)部門投入了大量資金以提高其性能并延長(zhǎng)使用壽命。

        現(xiàn)代化改造的范圍從小型水電站延伸到大型水電站,遍布?xì)W洲的許多國(guó)家,甚至包括俄羅斯的廣大地區(qū)。在歐洲大陸,改造工程進(jìn)展較快;在俄羅斯,大型水電站的改造工程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),需要分階段實(shí)施,且檢修工程量逐漸增大。

        近年來,對(duì)水電現(xiàn)代化改造的投資巨大,大量工程正在進(jìn)行中,更多的工程即將開工,尤其是在俄羅斯。

        1 歐洲各國(guó)水電站的現(xiàn)代化改造

        1.1意大利

        意大利的水電市場(chǎng)已經(jīng)成熟,伏伊特公司正在翻新該國(guó)的3座小型水電站,這些電站的業(yè)主分別為2家意大利公司:ACEA 股份公司 和BKW 股份公司。工程始于2015年第2季度,將于2016年年中完工。ACEA公司的亞歷山德羅.伏特(Alessandro Volta)小型水電站已有百年歷史,福伊特公司為其供應(yīng)了2臺(tái)新的混流式水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、電站自動(dòng)化和配套設(shè)備。該電站位于馬代馬堡(Castel Madama)附近,靠近羅馬。

        BKW公司的蓬佩尼諾(Pompegnino)電站已有85 a的歷史,其現(xiàn)代化改造工程將提高2臺(tái)轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的性能,同時(shí),伏伊特公司還供應(yīng)新的發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、電站自動(dòng)化和配套設(shè)備。BKW公司的蓬.圣馬丁(Pont St. Martin)電站建于1932年,在其改造工程中,原有的4臺(tái)混流式機(jī)組將停運(yùn),更換為2臺(tái)新機(jī)組,分別是1臺(tái)軸流式機(jī)組和1臺(tái)小型混流式機(jī)組;此外,還將安裝新的發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、電站自動(dòng)化和配套設(shè)備。

        意大利近期的水電發(fā)展還體現(xiàn)在:德國(guó)意昂集團(tuán)(E.ON)將其在特爾尼(Terni)市的組合資產(chǎn)出售給當(dāng)?shù)氐目稍偕茉垂尽狤RG發(fā)電公司,包括16座水電站、7座大壩、3座水庫(kù)以及龐大的地上和地下輸電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。特爾尼市的水電設(shè)施利用內(nèi)拉(Nera)河、韋利諾(Velino)河和臺(tái)伯(Tiber)河的資源,擁有530 MW的裝機(jī)容量,年發(fā)電量1 400 GW·h。除了收購(gòu)時(shí)進(jìn)行的事前調(diào)查,隨著時(shí)間的推移,控股公司變化后還可能進(jìn)一步評(píng)估這些資產(chǎn)并加大投資。

        1.2瑞士

        伏伊特公司和其他供應(yīng)商最近為瑞士Axpo公司的魯奇立戈(Ruchlig)電站完成了現(xiàn)代化改造工程。該工程主要通過增加流速將轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的裝機(jī)容量增加25%以上。改造和升級(jí)將使電站的發(fā)電量增加10%。這座裝機(jī)容量11 MW的徑流式水電站建于20世紀(jì)20年代,預(yù)計(jì)年發(fā)電量達(dá)64 GW·h。Axpo公司的現(xiàn)代化改造還包括提升電站的魚類保護(hù)性能和防洪能力。電站改造延長(zhǎng)了許可證期限,原許可已于2011年到期,新許可將于2074年到期。

        1.3法國(guó)

        法國(guó)電力公司(EDF)與阿爾斯通的2家企業(yè)簽訂了合同,由其改造該公司遍布全國(guó)的眾多水電站的轉(zhuǎn)速控制和電壓控制系統(tǒng)。改造工程始于2015年。雖然合同的重點(diǎn)是改造,但也包括后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)支持服務(wù)。

        2014年年底,EDF從歐洲投資銀行(EIB)獲得了5億歐元的財(cái)政援助,資助其各項(xiàng)現(xiàn)代化改造項(xiàng)目。這筆貸款占其所需資金的一半,用于支持2項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目:①“復(fù)興”工程,升級(jí)已建電站裝機(jī)容量和信息技術(shù);②羅曼什-加韋(Romanche-Gavet)項(xiàng)目的重大改造計(jì)劃。

        裝機(jī)93 MW的羅曼什-加韋項(xiàng)目將用1座大型地下水電站替代位于格勒諾布爾(Grenoble)市東南的羅曼什(La Romanche)河上的6座小型地面水電站,這些電站已建成并連續(xù)運(yùn)行了60 a。

        1.4盧森堡

        伏伊特公司承擔(dān)了盧森堡奧爾電力股份公司的維安登(Vianden)抽水蓄能電站4臺(tái)發(fā)電機(jī)的改造工作。該電站靠近德國(guó)邊界,通過德國(guó)萊茵集團(tuán)(RWE)向德國(guó)電網(wǎng)供電并提供相應(yīng)服務(wù)。電站于20世紀(jì)60年代中期投運(yùn),運(yùn)行10 a后對(duì)電站進(jìn)行了擴(kuò)容。2014年再次擴(kuò)容后,現(xiàn)有11臺(tái)機(jī)組,水輪機(jī)裝機(jī)容量1 290 MW,發(fā)電機(jī)視在功率1 485 MVA,水泵總?cè)萘? 045 MW。

        1.5瑞典

        瑞典的霍勒弗森(Holleforsen)水電站于1952年建成投運(yùn),最近進(jìn)行了現(xiàn)代化改造,改造了3臺(tái)轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)中的1臺(tái)。阿爾斯通公司表示,瑞典瀑布能源(Vattenfall)公司的投資可將機(jī)組壽命延長(zhǎng)40 a,同時(shí)提高效率和發(fā)電量,并采用更多的環(huán)境保護(hù)技術(shù)。

        該電站位于瑞典中部的因達(dá)爾(Indalsalven)河上,電站的上游和下游分別是斯塔斯瀑布(Stadsforden)和耶克維茨勒(Jarkvissle)電站。電站3臺(tái)立式軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)的額定水頭為24 m,每臺(tái)流量180 m3/s,最大出力50 MW。正在改造的3號(hào)機(jī)組外徑5.51 m,其流量將增加5%。

        據(jù)阿爾斯通公司介紹,改造合同于2014年完成,包括模型驗(yàn)收測(cè)試,更換轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)軸承、油壓系統(tǒng),以及改造水輪機(jī)部件(包括頂蓋、基礎(chǔ)環(huán)、底環(huán)、導(dǎo)葉和水輪機(jī)軸)。此外,工程還包括安裝無(wú)油輪彀,使軸瓦不再需要潤(rùn)滑油。改造前,機(jī)組轉(zhuǎn)輪輪轂需用油3 000 L。

        1.6挪威

        阿爾斯通公司最近在挪威斯堪的納維亞半島的多維弗斯(Dovikfoss)改造EB公司(Energiselkapet Buskerud)的水電站。電站位于挪威東南的德拉門(Drammenselva)河上,僅配有1臺(tái)機(jī)組,裝機(jī)25 MW,已投運(yùn)40 a,工程包括維修和改造其發(fā)電機(jī)。

        阿爾斯通公司早前為EB公司改造了米克斯圖弗斯(Mykstufoss)電站和科格弗斯(Kaggefoss)電站。

        1.7拉脫維亞

        近年來,動(dòng)力機(jī)械公司(Power Machines)和阿爾斯通公司均積極為拉脫維亞國(guó)家電力公司完成其水電現(xiàn)代化改造合同。

        動(dòng)力機(jī)械公司正在更換凱古姆斯(Kegums)Ⅱ級(jí)水電站的全部3臺(tái)機(jī)組,機(jī)組將于2016~2018年投運(yùn)。每臺(tái)機(jī)組裝機(jī)77 MW,水頭15 m。該電站位于道加瓦(Daugava)河左岸,于1979年投運(yùn)。該電站是裝機(jī)容量264 MW的凱古姆斯工程的一部分,工程包括位于右岸的、建造于20世紀(jì)30年代的凱古姆斯一級(jí)水電站。凱古姆斯一級(jí)水電站于20世紀(jì)90年代末進(jìn)行了改造。Latvenergo公司稱,2014年整個(gè)凱古姆斯電站的總發(fā)電量為376 GW·h。該公司在道加瓦河上還有2座電站:普利亞文納斯(Plavinas)電站和里加(Riga)電站,前者在20世紀(jì)90年代進(jìn)行了改造。

        阿爾斯通公司改造了里加電站的全部6臺(tái)機(jī)組。每臺(tái)機(jī)組由69 MW的轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成,改造工程還包括新的控制系統(tǒng)和輔助設(shè)備。阿爾斯通公司2015年開始履行合同,將于2022年完工。該電站2013年發(fā)電量接近680 GW·h,預(yù)計(jì)將增加年發(fā)電量20 GW·h,同時(shí)提高效率,延長(zhǎng)電站壽命40 a以上。

        2 俄羅斯水電站的現(xiàn)代化改造

        俄羅斯的許多水電站正在進(jìn)行大規(guī)?,F(xiàn)代化改造工程,大部工程由該行業(yè)的第一大公司——俄羅斯水電公司(RusHydro)承擔(dān)。

        2.1日古列夫水電站

        動(dòng)力機(jī)械公司最近為俄羅斯水電公司的日古列夫(Zhigulevskaya)水電站改造了13臺(tái)機(jī)組中的7號(hào)機(jī)組。1~6號(hào)機(jī)組在2010年前完成了改造,當(dāng)時(shí)動(dòng)力機(jī)械公司與俄羅斯水電公司簽訂了現(xiàn)在的改造電站合同。該公司計(jì)劃于2018年前改造完成其余的6臺(tái)機(jī)組。最新改造的7號(hào)發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量增加了10.5 MW,達(dá)125.5 MW。隨著余下機(jī)組的改造,該電站的裝機(jī)容量將增加147 MW,達(dá)到2 488 MW。

        日古列夫電站改造工程是俄羅斯水電公司綜合改造計(jì)劃的一部分。俄羅斯水電公司正在進(jìn)行的其他改造項(xiàng)目包括沃特金斯克(Votkinskaya)、伏爾加(Volzhskaya)水電站的改造和升級(jí)。

        2.2沃特金斯克水電站

        2015年初,動(dòng)力機(jī)械公司簽訂了一項(xiàng)為期10 a的合同,為沃特金斯克水電站更換10臺(tái)機(jī)組,該電站裝機(jī)容量1 020 MW,于20世紀(jì)60年代投運(yùn)。原設(shè)備由動(dòng)力機(jī)械公司供應(yīng)。合同將于2025年到期,要求用10臺(tái)115 MW的輪葉可調(diào)機(jī)組替換現(xiàn)有的2臺(tái)110 MW和8臺(tái)100 MW的機(jī)組。合同還包括發(fā)電機(jī)、自動(dòng)控制和輔助設(shè)備的改造。

        2.3伏爾加水電站

        在伏爾加水電站,動(dòng)力機(jī)械公司與東芝公司合作,供應(yīng)新變壓器(4臺(tái)單相500 kV自動(dòng)變壓器,每臺(tái)267 MVA)。設(shè)備將于2016年年中交付。2011年動(dòng)力機(jī)械公司還簽訂了1份為期10 a的合同,供應(yīng)10臺(tái)145 MW的新水輪機(jī)和22臺(tái)144.5 MW的發(fā)電機(jī)。到目前為止,已經(jīng)改造完14臺(tái)水輪機(jī)和4臺(tái)發(fā)電機(jī)。整個(gè)電站的現(xiàn)代化改造將于2021年前完成。

        2.4薩彥舒申斯克水電站

        俄羅斯水電公司最大的水電站——薩彥舒申斯克水電站的發(fā)電廠房改造將其最大出力增加到5 100 MW。最近,還改造了連接電站的輸電線路,使電站裝機(jī)容量增加了250 MW 。此前,在以提高自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性為重點(diǎn)的電廠內(nèi)部改造中,電站裝機(jī)增加了450 MW。

        薩彥舒申斯克水電站總裝機(jī)6 400 MW,2009年發(fā)生了重大事故,導(dǎo)致75人喪生。最近幾年,重造和更換了許多毀壞的水輪機(jī),但電網(wǎng)連接的局限性仍然限制了其發(fā)電量。2014年末,完成了發(fā)電機(jī)組的大規(guī)模重建工程。水電站的10臺(tái)裝機(jī)640 MW的機(jī)組全部被更換掉。最初,修復(fù)工作的重點(diǎn)是修理和改造受損最小的機(jī)組。從2011年起,引進(jìn)了第1臺(tái)新機(jī)組。2013年起,開始更換已修復(fù)并重新投入運(yùn)行的舊機(jī)組。

        2.5其他項(xiàng)目

        根據(jù)2015年4月的投資報(bào)告,2012~2014年間,除了修復(fù)和改造薩彥舒申斯克水電站的設(shè)施外,俄羅斯水電公司還投資改造了更多的水電站,增加了145 MW裝機(jī)容量。2015~2019年,公司計(jì)劃通過水電資產(chǎn)的升級(jí)和現(xiàn)代化改造再增加346 MW裝機(jī)。在其最新的電站升級(jí)支出預(yù)算之外,該公司還計(jì)劃修復(fù)位于阿布哈茲(Abkhazia)的佩列帕登耶(Perepadnye)水電站。

        2.6改造計(jì)劃投資及預(yù)期效益

        俄羅斯水電公司的修復(fù)和改造計(jì)劃于2011年審批通過,旨在解決資產(chǎn)老化、可靠性不斷下降、監(jiān)管不到位等多重問題,使資產(chǎn)升級(jí)更加統(tǒng)一、全面,特別是解決20世紀(jì)90年代的經(jīng)費(fèi)不足問題。2014~2017年間,每年用于修復(fù)和改造的投資預(yù)算約10億美元。除了動(dòng)力機(jī)械公司,參與俄羅斯水電公司各項(xiàng)工程的其他主要制造商包括阿爾斯通、伏伊特、ABB等公司。

        俄羅斯一半以上的水電站已建成31~50 a,與其他水電大國(guó)相比,如美國(guó)、加拿大和巴西,其在該周期所有的電站占比最大。雖然其服役時(shí)間更長(zhǎng)的水電站數(shù)量占20%,與加拿大相當(dāng),但遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)的40%。前蘇聯(lián)解體后,在20世紀(jì)90年代,俄羅斯已建電站長(zhǎng)期遭受經(jīng)費(fèi)不足的困擾,但其他水電大國(guó)沒有遇到這方面問題。

        該公司的投資報(bào)告顯示,各類改造項(xiàng)目所需資金占比分別為:水輪機(jī)37%,發(fā)電機(jī)20%,輔助設(shè)備17%,安全、自動(dòng)控制13%,重建水工建筑物6%,變壓器5%,其余用于改進(jìn)設(shè)計(jì)??傊枰鼡Q154臺(tái)水輪機(jī)(占現(xiàn)有水輪機(jī)總數(shù)的55%)、119臺(tái)發(fā)電機(jī)(占現(xiàn)有總數(shù)的45%)、176臺(tái)變壓器(占現(xiàn)有總數(shù)61%)。到2025年,預(yù)計(jì)裝機(jī)容量增加近800 MW,年發(fā)電量增加總計(jì)1 400 GW·h。

        公司將通過減少溢水、提高電站使用率、消除技術(shù)限制和內(nèi)部?jī)?yōu)化來提高現(xiàn)代化改造工程的發(fā)電量,從而增加收益。

        劉明方麗杰譯

        (編輯:陳紫薇)

        2016-02-17

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