浅谈小水电站的技改措施

浅谈小水电站的技改措施

向宏武

（海南省水利灌区管理局松涛灌区管理分局海南儋州571700）

摘要：从国内外已运行多年的水电站的情况看，老电站逐渐暴露出自身的一些隐患和缺陷，影响电站的运行可靠性、利用率和效益。因此，对已运行了多年的小电站进行技术改造，势在必行。

关键词：水电站；技改；措施

小水电的发展带动了工业、农业的发展和人民生活水平的提高。今天，很多小水电的开发，已进入更新改造时期，如何利用好现有的设施设备和资源，是一个我们今后工作中亟待解决的问题。

一、水电站存在的问题

主要存在的问题有：机组设备老化、设计不合理、效率低；大坝渗漏严重，缺乏调蓄能力，威胁大坝及水电站安全等。职能主管部门宣传教育、监管力度不够，使小水电无序开发建设，安全运行管理不到位是存在问题的一个重要原因。另外水电站业主片面追求最大经济利益，安全生产意识淡薄、安全投入少是存在问题的另一个重要原因。安全隐患最多的电站是二十世纪六十至七十年代建造的集体小水电站，这些电站原设计不是很规范，设备落后陈旧，能耗高，大多数已到报废改造年限，业主单纯追求经济利益，安全意识差，舍不得投入改造资金，极易发生事故。

二、小水电站的技改措施

1.做好技术改造规划。技术改造，可以提高小水电站的安全及稳定运行能力。积极引进先进技术和先进设备，提升科技含量，低投资，高收益。因此，我们必须充分认识到小水电技术改造的重要性，引导企业和社会资本投资小水电的技术改造。同时加强对企业技术改造资金的管理，严格技术改造资金流向，加强对资金合理使用的监督管理工作。

技术改造的组织管理工作包括：制定企业技术改造规划，企业技术改造规划应在国民经济总体规划指导下，按照行业和地区规划要求，结合企业实际情况，规划企业在一定时期技术改造的方向、规模、重点项目及其资金和物资来源；预期经济效益以及各项目之间的相互协调和衔接。企业技术改造的资金主要来源是：企业发电收入结余资金、留存的折旧资金；企业发行股票筹集资金、银行贷款及债券等借入资金等。

我局是一个拥有15宗小水电站的发、供电系统，共装机34台，总容量41910千瓦。多数电站建设期在二十世纪60年代末至80年代初，部分电站从90年代开始相续出现设备老化、水库病险等一系列问题。从90年代开始，我局逐步对各电站列出机组设备改造和水库除险加固计划，并聘请专业的科研院所进行规划设计，如先后聘请中国水电科学研究院、水利部珠江水利委员会勘测设计研究院等部门对我局各电站进行考察评估和设计，后期投入大量资金组织改造实施均取得良好成效。

2.更换转轮方案。近年来水轮机的技术进步突出的表现在：水轮机效率大幅度提高，最高效率提高3％左右，选择一个好的转轮可以使得整个机组在额定出力50％-100％范围内水轮机可在90％-95％高效率区运行，综合运行效率提高4％以上，发电出力也可提高10％以上。同时新转轮多为抗空蚀性能好的不锈钢制造，转轮的空蚀损耗减轻，都能达到国标要求。对那些运行年限较长的水轮机在进行技术改造时，在更换一台合适的新转轮外，其它过流部件除非由于磨损需要更换外，一般仍保留原样，因此投入不大。

近十多年来，我局对所管辖的15宗电站中的11宗电站共20台机组进行了转轮增容技改（部分机组更换了座环和导水叶），特意邀请中国水电科学研究院进行技术改造的可行性分析、设计及改造实施，转轮全部改造成不锈钢材质；通过技术改造，机组运行稳定，抗空蚀能力大大增强，运行十多年的机组，在机组检修期间拆卸检查发现转轮叶片光滑平顺，没有出现大的磨损。同时，改造的20台机组单机发电效益分别增加8-13%，年均增加发电量近600万度，年均增加收入近200万元，技术改造的安全效益和经济效益非常明显。

3.水轮发电机改造。水轮发电机经过二三十年的运行，出现发电机线圈绝缘老化局部击穿、线圈局部温度升高、硅钢片局部层间绝缘老化涡流增大发热、转子线圈扎间短路，滑环冒火等缺陷和隐患，严重影响运行安全。在对一些老电站进行改造时，可通过更换机组线圈、整台机组更换或配合转轮更新改造扩容更换发电机组的模式进行发电机改造，同时可改变机组散热风扇，提高轴向和径向风力，并合理分配风道，提高了冷却效果，使机组能够满载，温升也在标准范围之内。

不同电站的技术改造应根据具体情况具体分析，进行可行性研究。我局在发电机组改造中，充分利用原设备的基础，对全局达到运行年限及有扩容空间的24台发电机组分类进行改造，对其中17台机组分别更换定、转子线圈，对另外7台机组进行扩容改造，更换新增容发电机3台，4台机组增容更换线圈，经过改造，均达到预期的效果，机组运行更加稳定，故障和事故检修几率大大降低，发电效益明显提高，以较少的投资，获得了较高的收益。

4.改造励磁系统,提高无功出力。早年投入并网的机组,由于设计和技术原因,无功难以达到额定出力。近年随着电价上升,无功电价也随之提高,在对电站力率考核时,需赔付较大的无功电费,严重影响电站经济收入。因此很有必要改造励磁方式，增加无功出力。如我局的南丰电站(2×10000kw)、和庆电站（3×1250kw）等几座电站原励磁方式均采用励磁机,运行中故障多，励磁不够，后期全部改造成可控硅励磁系统，有效解决了无功出力不足的缺陷，每年相应少赔付约10万元左右无功电费,经济效益十分明显。

5.水库除险加固,提高调蓄能力。小水电站多为径流电站，同时也相应建有水库或前池用于蓄水发电。因为我国大多数水库建于50年代末和60年代初，许多水库存在着防洪标准偏低，达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量较差，工程老化失修等问题，形成了大量的病险水库。许多病险水库因存在的安全隐患，汛期只能降低水位运行，调蓄能力大减；有些险库淤积严重，库容减小，直接影响其效益的进一步发挥。有些病险水库，只要采取一些投资不大的工程措施，就可新增部分库容和恢复库容。在水库的病险得到有效排除的前提下，提高水库的安全级别和使用年限，发挥水库自身经济效益和社会效益。

近十多年来，我局针对50年代末至70年代兴建的1座大一型水库、2座中型水库、2座小型水库共5座水库分别进行了除险加固，有效提高了水库安全运行系数，恢复了库容，提高了运行水位，电站发电量和经济收入明显增加。

除了进行以上安全和技术改造以外，电站其它的辅助设备如调速器、保护控制系统、变电站等也应根据需要及时进行技术更新改造，实现自动化管理，与主设备更好匹配运行。经过以上各方面技术改造后,使小水电站既充分合理地利用了现有的水力资源,又为当地的经济发展创造了良好的环境,而且节约了大量的建设资金。本文在此作一简要介绍,供同行借鉴之用。

参考文献:

[1]朱世静．金田水电站砌石支墩坝[J]．广西水利水电，2012（02）.

[2]加速农村小水电的建设——宜昌市水电设备工业公司为南边水电站提供成套设备[J]．中国机械工程，2014（07）.

[3]松涛水利工程志——海南省水利工程管理局编纂．广东科技出版社发行.