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

關(guān)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(qū)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(jīng)濟的發(fā)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(jīng)濟發(fā)展的重要部分，是不可缺少的，對人們的生產(chǎn)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(yè)的發(fā)展。本文通過介紹桂林市灌陽縣水車水電站增效擴容技術(shù)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(shù)參考。

中小水電站；增效擴容改造；解決措施

前言

農(nóng)村中小型水電是我國農(nóng)村經(jīng)濟社會建設發(fā)展重要基礎建設，是實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的重要表現(xiàn)；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(nóng)村水電增效擴容改造是對現(xiàn)有農(nóng)村水電的深度開發(fā)，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(wěn)定性，促進了縣域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

1 工程概況

項目由廣西壯族自治區(qū)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(xiāng)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(xiāng)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(xiàn)在年平均發(fā)電量4488萬kW·h左右。水車水庫是以灌溉、發(fā)電為主的綜合利用工程，屬中型水庫，具有季調(diào)節(jié)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(xiàn)狀

灌陽水車水電站經(jīng)過多年的運行，其設備老化比較嚴重，技術(shù)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(xù)穩(wěn)定的維修保養(yǎng)經(jīng)費來源，如果只是簡單的靠自身的力量來進行整體技術(shù)的更新和改進，將面臨很多問題。

2.1 設備設施老化，發(fā)電效率逐年下降

隨著科學的進步，傳統(tǒng)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(zhì)量比較差，其中的轉(zhuǎn)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(huán)境也相對較差，在補焊之后水輪機容易導致轉(zhuǎn)輪葉面出現(xiàn)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(fā)電效率逐年降低，無法保證安全工作。

2.2 水輪機參數(shù)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(fā)十分落后，當時還是依靠國外的先進技術(shù)，早期我國水電站運用的水輪機型號大多數(shù)是英美或者蘇聯(lián)發(fā)達國家所生產(chǎn)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(xiàn)在的科學技術(shù)水平而言，以往的水輪機在容量和轉(zhuǎn)速等方面功效很低，同時它的穩(wěn)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(xiàn)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(tǒng)現(xiàn)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(jīng)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?？紤]改造后的引用流量比原電站要小，經(jīng)調(diào)節(jié)保證及壓力管道壓力計算分析，引水系統(tǒng)滿足過流能力和強度要求，也不進行改造。

2.3.3 尾水渠現(xiàn)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(xiàn)象，水輪機轉(zhuǎn)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(xiàn)狀已經(jīng)對水利資源和安全經(jīng)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(jié)能減排的需要。是社會發(fā)展，解決地方電力短缺和社會穩(wěn)定的有效途徑，是企業(yè)生存發(fā)展和提高企業(yè)職工收入的需要。

3.1 提高地方的經(jīng)濟效益

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

3.2 提高生態(tài)效益

水車水電站增效擴容改造項目工程完成后，電站年發(fā)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(chǎn)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(jié)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(tài)環(huán)境。

3.3 提高社會效益

電站增效擴容改造為灌陽縣工農(nóng)業(yè)得以迅速發(fā)展，當?shù)貜V大農(nóng)村居民的用電提供能源保障。在一定程度上改善了當?shù)厝罕娚a(chǎn)生活條件，提高人民生活水平，保障了周邊農(nóng)村的農(nóng)田灌溉，提高了防洪抗旱、旱澇保收能力，促進了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，加快了農(nóng)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(jù)灌陽縣水車水電站存在的問題，并根據(jù)當?shù)氐陌l(fā)展，本次的改造主要是以提高發(fā)電的效益為主要問題，解決民生問題，促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展和提高中小水電站增效擴容改造技術(shù)的創(chuàng)新。

4.1 水輪發(fā)電機組設計參數(shù)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(fā)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(fā)電量4973萬kW·h，比改造前增加發(fā)電量485萬kW·h，其技術(shù)參考數(shù)據(jù)如表1所示。

表1

4.2 水輪發(fā)電機組技術(shù)改造的目標

5臺水輪機轉(zhuǎn)輪更換；1臺發(fā)電機定子線圈更換、轉(zhuǎn)子線圈換絕緣，達到F級；4臺調(diào)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(fā)電機電壓設備（發(fā)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(lián)柜1面）；廠用電系統(tǒng)（0.4kV開關(guān)柜9面；0.4kV動力配電箱6面）；電站控制保護系統(tǒng)更換微機綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，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(lǐng)導，落實工程責任

建立項目工程工作領(lǐng)導小組，由總經(jīng)理任組長，分管副總經(jīng)理及相關(guān)部門負責人為成員，內(nèi)設管理機構(gòu)辦公室、財務部，工程部，并配備相關(guān)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(jié)點

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

5.4.2 加強現(xiàn)場安全把關(guān)

對項目設備到貨或施工關(guān)鍵部位，項目部負責人必須現(xiàn)場把關(guān)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(fā)生。

5.4.3 做好隱患整改工作

對檢查中發(fā)現(xiàn)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(zhí)行復工許可的安全監(jiān)督措施，保證了工程的順利進行。

5.5 落實質(zhì)量監(jiān)督，保證工程質(zhì)量。

5.5.1 貫徹執(zhí)行監(jiān)督機制

及時申報質(zhì)量和安全監(jiān)督有關(guān)手續(xù)，落實工程質(zhì)量與安全監(jiān)督措施，明確和落實參建各方的質(zhì)量和安全職責，主動接受監(jiān)督。

5.5.2 落實工程質(zhì)監(jiān)措施

督促參建單位嚴格按照批準的設計文件、圖紙和有關(guān)技術(shù)標準組織施工。對重要隱蔽或關(guān)鍵部位單元工程，工程監(jiān)理和現(xiàn)場技術(shù)員應及時按照規(guī)程規(guī)范要求驗收簽證，確保工程質(zhì)量安全。

6 結(jié)束語

不同水電站的水流量、水流速度以及機組臺數(shù)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(guī)劃，結(jié)合國內(nèi)外先進的科學技術(shù)，使水電站的增效擴容改造得以實施，解決地方國民經(jīng)濟電力緊缺問題，促進當?shù)亟?jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)村水電為“三農(nóng)”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(nóng)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(yè)，2015，01（23）：35～36.

一是抓好前期工作。及時派員考察了區(qū)內(nèi)外多家水輪發(fā)電設備廠家，提前與有投標意向的供貨商對接，提出了技術(shù)要求、設備供貨和安裝調(diào)試時間節(jié)點。

5.3 落實資金籌措，規(guī)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(jù)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?？h財政局及時撥付到位中央補助資金和自治區(qū)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

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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(fā)電及技術(shù)改造工作。