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        淺談小型水電站改造

        2016-12-31 00:00:00方元開
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年20期

        摘 要:我國小型水電站眾多,為新中國的現(xiàn)代化建設(shè)作出了不可磨滅的貢獻,隨著科技的發(fā)展、時代的進步、電網(wǎng)的發(fā)展及環(huán)境要求等限制,小型電站生存漸顯艱難。但小型水電站以分布廣泛、靠近用戶、生產(chǎn)成本低及綠色環(huán)保等優(yōu)勢在電力系統(tǒng)中仍然具有舉足輕重等地位。小型水電站大多修建較早,設(shè)備老化、效率低下及安全隱患大等缺點逐漸暴露,已難以滿足時代及電網(wǎng)發(fā)展的要求,小型水電站技術(shù)改已造勢在必行。文章以龍溪溝水電站技術(shù)改造為例,展現(xiàn)小型水電站現(xiàn)狀,分析總結(jié)小型水電站技術(shù)改造原則、目的及方向,以探析小型水電站技術(shù)改造的途徑。

        關(guān)鍵詞:技術(shù)改造;小型水電站;安全;自動化

        1 概述

        所謂小型水電站的技術(shù)改造,就是指更新、替換、改進、維修水電站的設(shè)備,滿足電站安全需求,使其在操作時更加可靠,更加符合科學(xué)合理作業(yè)的要求,保持工作的先進性,并且為水電站創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。小型水電站技術(shù)改造的優(yōu)越性在于工程投資成本低、工程任務(wù)量小、經(jīng)濟效益明顯。

        2 我國小水電現(xiàn)狀

        我國小水電資源十分豐富,論蘊藏量達1.6億千瓦。小水電資源主要分布在西部地區(qū)、邊遠山區(qū)、民族地區(qū)和革命老區(qū),在西部大開發(fā)中具有突出的區(qū)位優(yōu)勢。根據(jù)我國水電站工程數(shù)量與規(guī)模統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2013年3月,全國已建成小型水電站21571座,占全國水電站總數(shù)的97.2%??傃b機容量已達到6823.83萬千瓦,占全國水電裝機容量20.9%[1]。隨著時間的推移,由于受技術(shù)及時代的限制,早期修建的小型水電逐漸暴露出許多問題。其中自動化程度低需手動操作、生產(chǎn)人員眾多工作效率低、設(shè)備設(shè)施老化故障率高安全隱患大等現(xiàn)象較為突出和普遍,有的電站甚至已不能滿足電網(wǎng)安全需求,很多電站長期處于停產(chǎn)、半停產(chǎn)狀態(tài),企業(yè)長期處于微利甚至虧損狀態(tài),發(fā)展受到嚴重制約,小型水電站技術(shù)改造已勢在必行。

        3 小型水電站技改主要原則

        3.1 以滿足安全生產(chǎn)為技改首要目標

        安全生產(chǎn)是電站的首要目標,滿足電網(wǎng)要求、消除安全隱患是電站改造的首要目標和基本任務(wù)。對不能滿足安全運行的設(shè)備,必須采取淘汰換新的方法;對于存在的安全隱患,需要采取防范措施消除。例如龍溪溝電站受地理條件限制選址在山崖下,發(fā)生過廠房后山體垮塌導(dǎo)致設(shè)備損壞安全事件,采取在危險山體地段安裝主、被動防護網(wǎng)、廠房室內(nèi)修建室內(nèi)通道等措施減輕、消除地質(zhì)安全隱患影響。而對不能滿足安全要求的設(shè)備等采取整體更換形式,例如調(diào)速器,由于受生產(chǎn)時技術(shù)限制及長時間運行調(diào)節(jié)能力已不能滿足要求,將其更換為自帶儲氣罐的數(shù)字式液壓微機調(diào)速器;例如機組進水閘閥,由于無儲能裝置導(dǎo)致廠用電中斷后只能手動操作,存在較大安全隱患,將其更換為液壓儲能式蝶閥。而直流系統(tǒng)因為由1組單體電壓12V蓄電池組供電不能滿足安全要求,更換為2組單體電壓2V蓄電池組供電等。總之,消除安全隱患、滿足安全要求是技改的首要目標。

        3.2 以提高電站經(jīng)濟效率為技改主要目的

        小型水電站主設(shè)備如水輪機、發(fā)電機等經(jīng)過長時間運行工況會逐漸降低,采取更換方式既不經(jīng)濟而且工作量大、周期長,對這類設(shè)備主要采取大修的方式使其恢復(fù)工況。例如龍溪溝電站機組單機運行時間較長,運行環(huán)境較差、設(shè)備狀態(tài)調(diào)整頻繁,老化、磨損嚴重,震動較大且不能滿負荷運行。導(dǎo)致機組非計劃停運次數(shù)增加、豐水期棄水嚴重等極大的影響了電站正常生產(chǎn),使電站長期處于微利甚至虧損狀態(tài)。通過對水輪發(fā)電機組等設(shè)備進行大修,恢復(fù)設(shè)備工況,使機組非計劃停機時間大大縮短、棄水減少,發(fā)電量增加,電站經(jīng)濟效率明顯好轉(zhuǎn)。

        3.3 以提高自動化程度,滿足遠程監(jiān)控為技改方向

        早期小型水電站由于受時代、技術(shù)等因素的限制,大多自動化程度較低,有的甚至為全手動方式,包括機組解并網(wǎng)、負荷調(diào)整及開停機操作都需人為手動操作,大大的增加了生產(chǎn)人員工作量及出現(xiàn)誤操作的機率,已難以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的要求。這類電站往往人員較多,技術(shù)力量薄弱,人員薪酬占電站開支比例較大,電站經(jīng)濟效率低。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,小型水電站微機監(jiān)控技術(shù)已完全成熟,新建電站大多采用全微機控制,既節(jié)約人力成本又降低人為因素帶來的安全隱患,而且可實現(xiàn)遠程監(jiān)控,可謂一舉多得。以龍溪溝電站為例,電站建設(shè)規(guī)劃時為現(xiàn)場值守模式,設(shè)備自動化程度不高。但隨著上級公司的發(fā)展,需要電站將逐步實現(xiàn)無人值班、少人值守模式。要求電站機械設(shè)備、電氣設(shè)備、監(jiān)控裝置、保護裝置及輔助設(shè)施具有高度可靠性及自動化能力。原有設(shè)備中,存在保護裝置與監(jiān)控系統(tǒng)不兼容,廠用電手動切換、上位機重要參數(shù)數(shù)據(jù)不全、滲漏排水泵等助設(shè)備需手動控制等一系列阻礙遠程監(jiān)控的問題。技術(shù)人員對存在的問題進行梳理、統(tǒng)計,逐一立項設(shè)計自動化改造方案。其中較顯著的是利用PLC接線簡單、控制靈活可靠等優(yōu)點大量采用PLC控制。龍溪溝電站通過改造已實現(xiàn)了無人值班、少人值守模式。

        小型水電站具有自身的特點,注定其技改是一個循序漸進、長期的過程,不可能一勞永逸。但技改是電網(wǎng)發(fā)展的要求、是電站自身發(fā)展的必由之路。通過龍溪溝電站技改的實施可以看出,消除安全隱患、滿足電站、電網(wǎng)安全要求是技改的首要目標;提高電站經(jīng)濟效率是技改的主要目的;而實現(xiàn)電站高度自動化及遠程監(jiān)控功能則是時代發(fā)展的要求和趨勢。每個小型水電站都有自己的實際狀況,所以技改項目不可能完全相同。但只要結(jié)合電站實際,遵循改造原則、明確目標、做好規(guī)劃、確定項目,相信小型水電站的改造就會成功,小型水電站依然是電力系統(tǒng)的生力軍。

        龍溪溝水電站簡介:龍溪溝水電站位于四川省九龍縣,裝機:2*0.25萬千瓦,為引水式電站。始建于2004年3月,2006年6月作為中鐵能源五一橋電站施工電源發(fā)電。2009年隨五一橋電站并入四川電網(wǎng)運行。2015年電站技改基本完成,實現(xiàn)由五一橋水電站遠程監(jiān)控,現(xiàn)場無人值班、少人值守模式。

        參考文獻

        [1]孫振剛,張嵐,段中德.我國水電站工程數(shù)量與規(guī)模[J].中國水利,2013(7).

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