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        中小型水電站工程改造措施技術(shù)探討

        2017-10-19 22:18:03程杰李正貴
        水能經(jīng)濟 2017年10期
        關(guān)鍵詞:問題分析解決措施

        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。

        參考文獻:

        [1] 吐爾洪·肉斯旦. 小型水電站技術(shù)改造探討[J]. 水利技術(shù)監(jiān)督,2016,24(06):83-85.

        [2] 熊光明,李小江. 淺談中小型水電站水輪機技術(shù)改造[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè),2015,(15):34-35.

        [3] 杜小東. 水輪發(fā)電機組增容改造技術(shù)分析[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展,2013,(09):109-112.

        [4] 區(qū)天慶. 中小型水電站水輪發(fā)電機組的技術(shù)改造[J]. 技術(shù)與市場,2011,18(07):228-229.

        項目基金:西華大學教改重點項目(xjjg2017083)

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