程杰　李正貴

【摘要】水力發(fā)電是一種新型節(jié)能環(huán)保的水資源利用方式，是將水流中所蘊藏的能量轉(zhuǎn)化為水輪機旋轉(zhuǎn)的機械能，再通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。而我國在上個世紀50年代就開始利用水能發(fā)電，歷時悠久。在近些年來我國積極發(fā)展水利建設(shè)，我國水能開發(fā)量達70%以上，但是在近年來發(fā)現(xiàn)早期修建的中小型水電站中，年代問題各種機械設(shè)計落后。制備工藝欠缺，此外，早期開發(fā)沒有很好的注重與環(huán)境的關(guān)系，以至于存在各種各樣的問題。因此，本文就中小型水電站工程改造技術(shù)問題進行簡單的分析，并提出一定的解決方案，為相關(guān)技術(shù)人員提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】中小型水電站；工程改造；問題分析；解決措施

1、引言

我國水資源蘊藏量十分豐富，分布于我國各個地方，資源開發(fā)價值重大。在“十三五”規(guī)劃中總書記明確提出發(fā)展水利建設(shè)，發(fā)展新型環(huán)保的能源，對于已經(jīng)修建的中小型水電站要進行技術(shù)改造，增效擴容。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國中小型水電站總數(shù)已經(jīng)4萬多座，裝機已經(jīng)達6000萬千瓦，占據(jù)全國總水電裝機容量的35%，年發(fā)電量已達一千六百多億千瓦，是我國電能中不可或缺的重要部分。但是，我國很大部分中小型水電站修建于上個世紀，在修建時相關(guān)技術(shù)較為落后，制造工藝欠缺，已經(jīng)不能滿足當今時代的發(fā)展。此外，在上個世紀中，我國處于社會主義經(jīng)濟快速發(fā)展時期，在發(fā)展的時候沒有很好的考慮水工建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)的問題，以至于現(xiàn)在部分電站嚴重影響周邊人們的生活。所以，為了實現(xiàn)中小型水電站的可持續(xù)發(fā)展和綠色開發(fā)，我們必須對其中不合理的地方進行要改進，解決其中問題，以此提高水電站的效率。

2、中小型水電站改造技術(shù)問題

2.1 水工建筑和引水系統(tǒng)中設(shè)計不合理

中小型水電站發(fā)電效率與引水系統(tǒng)和水工建筑有著較大的關(guān)系。水工建筑的不合理會影響整個電站的運行，引水系統(tǒng)的不科學化修建會導致電站蓄水量減小，降低水電站的發(fā)電量。在很多中小型水電站中，攔污柵設(shè)計存在較大的問題。水電站會在引水渠的前池設(shè)計沉積泥沙裝置，在引水前端設(shè)計有攔污柵，攔污柵對水流中的大型垃圾進行攔截，然后再通過撈渣機排出。但是，不同大小的垃圾在水電站中應該設(shè)計不同尺寸的攔污柵，統(tǒng)一大小尺寸的攔污柵會存在兩個方面的問題：第一，攔污柵尺寸過大，小心垃圾會進入到前池甚至進入壓力管道中，這樣嚴重影響水力機組的運行；第二，攔污柵尺寸過小，大小型垃圾都會進行阻礙，但是這樣會極大的減小水流的動能，導致水能減小，降低發(fā)電量。此外，在我國很多中小型水電站中為了減少建設(shè)成本沒有設(shè)計排沙渠，這樣導致隨著水流到前池的泥沙不斷累積，減小水電站水量庫容，極大的影響了水電站的發(fā)電效率。

2.2 水電站機組設(shè)備落后

在我國水力資源開發(fā)歷史較為久遠，水力發(fā)電開始于上個世紀。因此，對于水輪機機組的設(shè)計存在著很多的問題，尤其是中小型水電站。例如，選用的水輪機型號的問題，在早期我國水電站選型型譜中可供選擇的較少，在水輪機選型問題上很多設(shè)計都是直接進行相似套用，缺乏更加科學的依據(jù)；水輪機和發(fā)電機容量不匹配，我國很多中小型水電站發(fā)電機額定容量大于水輪機容量，或者發(fā)電機額定容量小于水輪機容量，這樣既浪費了設(shè)備的容量，也增大了設(shè)備的運行損耗；機電設(shè)備陳舊落后，在我國中小型水電站很多的采用的是上個世紀的機械設(shè)備，因為機件制備工藝和技術(shù)的落后，所以導致現(xiàn)有的一些水電站機電設(shè)備陳舊，空蝕空化嚴重，工作效率低下。這些問題都嚴重制約中小型水電站的發(fā)展。

3、解決措施

3.1 水工建筑和引水系統(tǒng)設(shè)計改進

中小型水電站改造的時候，對于其中水工建筑和引水系統(tǒng)的改造，首先我們應該在改造之前因地制宜的制定出科學精準的方案，對比較薄弱的地方進行安全驗證分析。在水工建筑設(shè)計中，應該設(shè)計有泥沙排出裝置，避免泥沙對水電站的影響。在引水系統(tǒng)中，對威脅到水電站周邊安全的地區(qū)要進行安全分析，不管在什么時候都應該以安全為第一要務。此外，在引水系統(tǒng)的設(shè)計中，水電站應該考慮多級攔污柵設(shè)計，在引水系統(tǒng)的前段設(shè)計大尺寸的攔污柵，在引水系統(tǒng)的后端設(shè)計小尺寸的攔污柵，攔截垃圾時盡量減小水力損失。這樣既可以減少進入水電站的垃圾，也可以不影響水電站的蓄水，從而增加發(fā)電量。

3.2 水電站機組結(jié)構(gòu)改造

對于我國陳舊的中小型水電站來說，其中最為主要的兩個大的問題就是水輪機和發(fā)電機的問題。對于水輪機而言，在工程技術(shù)改造時，應該實地考察水電站的發(fā)電量，嚴格進行核算，專一的設(shè)計所需要的水輪機，而不是簡單的套用相似水輪機。此外，水輪機的容量要和發(fā)電機進行匹配，這樣既不浪費水輪機的容量，也可以節(jié)約發(fā)電機設(shè)計成本。最后，對于水輪機和發(fā)電機中因制備工藝問題而造成較大水力損失的機件，必須進行重新設(shè)計和替換，利用現(xiàn)有的制備技術(shù)制備出符合現(xiàn)時代的器件。

4、結(jié)語

綜上所述，為了更好的促進我國水利事業(yè)的進步，促進中小型水電站工程技術(shù)改造的落實，在水電站技術(shù)改造時嚴格執(zhí)行改造標準。雖然這個過程是漫長的，但是只要將技術(shù)改造做好了，那么我國水利事業(yè)必然有一個較大的進步與突破。所以我們必須為此而努力。

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項目基金：西華大學教改重點項目（xjjg2017083）