試論小型水電站技術(shù)改造要點(diǎn)

　　廣西水電資源豐富，特別是小水電資源，主要分布在紅水河、右江及左江上游，全區(qū)擁有單河理論蘊(yùn)藏量10000kW以上的河流246條，技術(shù)可開發(fā)量約為2000萬kW，年發(fā)電量820kW·h。到2012年底，廣西已建成的中小型水電站有2400余座，總裝機(jī)容量接近600萬kW，占我國(guó)農(nóng)村水電資源可開發(fā)總量的20%以上。

　　摘要：文章結(jié)合廣西地區(qū)小型水電站技術(shù)改造實(shí)際情況，提出小型水電站技術(shù)改造的幾個(gè)較為重要的問題及施工管理注意要點(diǎn)，為廣大小型水電站運(yùn)行維護(hù)人員提供參考。

　　關(guān)鍵詞：小型水電站,技術(shù)改造,施工管理

　　1廣西小型水電站狀況綜述

　　其中運(yùn)行超過30a的小型水電站的裝機(jī)容量約35萬kW，運(yùn)行了超過20a的小型水電站裝機(jī)容量180萬kW。這部分小型水電站普遍存在裝機(jī)容量小、臺(tái)數(shù)多、設(shè)備較為陳舊，電氣設(shè)施嚴(yán)重老化，其絕緣性較差，且控制保護(hù)方式也比較落后，其中振動(dòng)及噪音大，故障率較高，發(fā)電效率較低是機(jī)組的通病。另外還存在質(zhì)量較差的設(shè)備制造、留下較多安全隱患等問題。特別是一些私人投資的容量100kW以下的微型電站，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，運(yùn)行人員技術(shù)素質(zhì)差，缺乏檢修知識(shí)，電站未能及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和維修，設(shè)備損壞嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1981～1990年的10年中，廣西共報(bào)廢裝機(jī)容量100kW以下的微型小水電站11410座，總裝機(jī)容量150656kW。

　　但是面對(duì)目前廣西水能資源開發(fā)程度較高的情況，大部分老電站的改造增容潛力巨大，可以使用相應(yīng)的技術(shù)改造手段讓這部分電站繼續(xù)發(fā)揮余熱，為廣西經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。因此，除了新增大中型電站建設(shè)外，應(yīng)當(dāng)將小型水電站的技術(shù)改造列為重點(diǎn)，通過對(duì)老電站的技術(shù)改造，提高現(xiàn)有電站的資源利用效率，優(yōu)化水資源配置，發(fā)揮水能水資源的最大利用率。

　　2廣西小型水電站存在的主要問題分析

　　根據(jù)對(duì)廣西大部分地區(qū)小型水電站進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小型水電站普遍存在以下主要問題：

　�、侔l(fā)電機(jī)組設(shè)備存在缺陷，不適應(yīng)新的水能及水力運(yùn)轉(zhuǎn)條件。由于大部分小型水電站建造時(shí)，當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)組設(shè)備制造技術(shù)水平較低，存在著盲目上馬、選型馬虎的情況。有一些電站在初步設(shè)計(jì)時(shí)由于缺少必要的水文地質(zhì)參考資料，導(dǎo)致電站建成后的來水量和水頭與原設(shè)計(jì)值有較大偏差；或由于一些類似泥沙淤積等原因，導(dǎo)致下游水位提高，降低了電站的發(fā)電水頭，導(dǎo)致機(jī)組的運(yùn)行對(duì)比最優(yōu)工況出現(xiàn)了偏離。隨著河流干流水資源情況的變動(dòng)，這些設(shè)備已經(jīng)不適應(yīng)于新的水資源及水能情況，存在水力不足、運(yùn)轉(zhuǎn)效率低的情況。加上一些私人投資的小型水電站，對(duì)于電站的維修護(hù)理資金投入不理想，導(dǎo)致電站的發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)不良，其整體故障率較高，導(dǎo)致相應(yīng)的發(fā)電能力下降。

　　②二次設(shè)備陳舊、缺少自動(dòng)控制系統(tǒng)。部分建設(shè)于二十世紀(jì)七八十年代的小型水電站，其電氣二次設(shè)備技術(shù)陳舊、依舊使用無線電通訊，未能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化中央控制，存在著技術(shù)瓶頸。而部分小型水電站已經(jīng)超期運(yùn)行，電氣設(shè)備老化嚴(yán)重，不僅絕緣性差，而且廠家已經(jīng)不再生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品，導(dǎo)致備品備件更換困難，一旦發(fā)生事故將處于無法解決、只得報(bào)廢的現(xiàn)狀。

　�、垭娬具\(yùn)行管理的技術(shù)和方法較為落后，監(jiān)控、操作、記錄等工序均為人工進(jìn)行，自動(dòng)化程度較低。當(dāng)機(jī)組不能正常運(yùn)行、狀態(tài)發(fā)生改變或參數(shù)超限的時(shí)候，不能報(bào)警及時(shí)，其安全可靠性令人擔(dān)憂。

　　④電站工作人員管理技術(shù)相對(duì)陳舊，信息封閉，缺少相應(yīng)的培訓(xùn)，導(dǎo)致先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新材料技術(shù)和設(shè)備在實(shí)際工作中得不到最優(yōu)的運(yùn)用。

　　⑤水工結(jié)構(gòu)等存在病態(tài)運(yùn)行情況。二十世紀(jì)七八十年代建設(shè)的小型水電站，部分?jǐn)r河壩體多為漿砌石或者大石混凝土結(jié)構(gòu)，由于施工條件差、施工水平低等原因，導(dǎo)致大壩壩基滲漏嚴(yán)重，出現(xiàn)部分壩體被洪水沖毀等情況。而且二十世紀(jì)九十年代建設(shè)的部分小型水電站，由于為承包施工，施工單位偷工減料的情況越發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致大壩建成后質(zhì)量問題層出不窮，大壩整體處于病態(tài)運(yùn)行階段，水工結(jié)構(gòu)存在較大的安全隱患。

　�、藿饘俳Y(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)故障及問題，直接影響閘門承載能力。部分水電站前池采用大石砌筑，壓力管采用鋼筋混凝土砌筑，但是隨著長(zhǎng)期使用，導(dǎo)致砌筑抹灰出現(xiàn)裂縫和孔洞，鋼筋裸露、壓力鋼管生銹情況嚴(yán)重，繼續(xù)帶病使用則容易出現(xiàn)爆裂情況。部分水電站的啟閉閘門腐壞松動(dòng)，最終導(dǎo)致進(jìn)水口閘門承載能力不足，容易造成安全事故。

　　3小型水電站技術(shù)改造實(shí)施要點(diǎn)

　�、賹�(duì)小水電站的現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)查評(píng)估。針對(duì)小型水電站的實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)改造建議并逐步落實(shí)。建議水利主管部門倡導(dǎo)，會(huì)同地方各行業(yè)主管部門對(duì)各地小水電站進(jìn)行注冊(cè)登記，并組織技術(shù)專家組對(duì)發(fā)電站的設(shè)備狀況、技術(shù)水平以及存在安全隱患等開展全面調(diào)查及評(píng)估。編制符合實(shí)際、具較好可操作性的老電站進(jìn)行技術(shù)改造規(guī)劃，建議參照水庫(kù)大壩評(píng)估方法，將我區(qū)小水電站分為一、二、三類存在問題的類型和嚴(yán)重程度的登記，對(duì)于問題較為嚴(yán)重的電站，應(yīng)要求限期進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造。

　�、诟鶕�(jù)國(guó)家的《小型水電站技術(shù)改造規(guī)程》逐一落實(shí)小水電站技術(shù)改造，做好三類小型水電站技術(shù)改造前的基礎(chǔ)資料搜集工作，制定相應(yīng)的技術(shù)改造方案，引入一體化設(shè)計(jì)的新理念，注重生態(tài)環(huán)境的改善，合理改造老水電，和諧開發(fā)水資源。

　�、劢梃b病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的辦法，鼓勵(lì)投資流向老電站技術(shù)改造，大壩出險(xiǎn)與水電運(yùn)行技術(shù)改造同步進(jìn)行。

　�、軆�(yōu)化設(shè)計(jì)方案，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。聘請(qǐng)有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行技術(shù)咨詢，并且邀請(qǐng)相關(guān)的專家進(jìn)行最優(yōu)方案的選擇。

　�、葜匾暭夹g(shù)改造效果評(píng)估及驗(yàn)收。技術(shù)改造完成后，上級(jí)主管部門應(yīng)會(huì)同地方行業(yè)主管部門，組織有關(guān)專家及時(shí)對(duì)完成技術(shù)改造后電站的運(yùn)行效果進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)收。

　　4小型水電站水輪機(jī)組技術(shù)改造措施要點(diǎn)大部分的小型水電站的技術(shù)改造主要針對(duì)水輪機(jī)組的改造為主，下面就針對(duì)幾個(gè)較為典型的情況闡述水輪機(jī)組技術(shù)改造措施：

　　①對(duì)于水頭、流量與原設(shè)計(jì)變化不大，而水輪機(jī)設(shè)備陳舊、性能落后的水電站，可采用重新選型或增容改造方式。重新選型的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪應(yīng)選用該水頭段導(dǎo)水葉相對(duì)高度相同或相近的新型轉(zhuǎn)輪，如無合適的新型轉(zhuǎn)輪，則應(yīng)重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)輪或者更改選型，或者改進(jìn)過流部件型線與結(jié)構(gòu)。這部分的技術(shù)改造也可以和增容擴(kuò)建相結(jié)合，通過增加機(jī)組和更換機(jī)組的方式，提高水輪機(jī)的運(yùn)行效率，增容，增加年發(fā)電量。

　　②對(duì)于相對(duì)原設(shè)計(jì)的水頭、流量減少了的水電站，建議采取減容等改造方式。即根據(jù)該地實(shí)際的水頭和流量，選用合適的新型轉(zhuǎn)輪或重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)輪，將水輪機(jī)調(diào)整到最優(yōu)工況區(qū)運(yùn)行，相應(yīng)的提高了運(yùn)行效率，年發(fā)電量有了一定的提升。

　�、蹖�(duì)比原設(shè)計(jì)水頭、流量比增大了的水電站，應(yīng)采取增容改造方式。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行水頭和流量增大的量，將水輪機(jī)的額定水頭適當(dāng)提高，額定輸出功率相應(yīng)增加，選用合適的新型轉(zhuǎn)輪或者重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)輪，應(yīng)使水輪機(jī)運(yùn)行在較高效率區(qū)。通過這樣的改造，不僅提升了水輪機(jī)的運(yùn)行效率還提高了單機(jī)容量，發(fā)電量也增加不少。

　　5小型水電站技術(shù)改造施工管理

　�、偌夹g(shù)改造施工過程必須嚴(yán)格遵循電站運(yùn)行指導(dǎo)，采用關(guān)停施工或者繼續(xù)運(yùn)行施工作業(yè)票等多種方式配合，嚴(yán)格劃分電站運(yùn)行及施工作業(yè)面，避免交叉作業(yè)面引發(fā)的安全事故。

　�、诩夹g(shù)改造施工全過程必須遵循《小型水電站技術(shù)改造規(guī)程》及水電站施工管理規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及行業(yè)的施工標(biāo)準(zhǔn)，采用業(yè)主駐守、監(jiān)理全監(jiān)督的模式做好技術(shù)改造工作。

　�、壑匾暱⒐さ尿�(yàn)收，對(duì)技術(shù)改造效果進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估。對(duì)單機(jī)容量5MW及以上的水輪機(jī)，對(duì)比測(cè)試技改前后的性能；為了使技改工程質(zhì)量得到保障，機(jī)組起動(dòng)驗(yàn)收一定要合格才能開展試生產(chǎn)運(yùn)行；只有所有問題都已處理完畢，才能最終進(jìn)行改造工程的竣工驗(yàn)收，確保電站可以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)安全運(yùn)行。

　　④分期改造工程每期完成后，應(yīng)分別進(jìn)行竣工驗(yàn)收。水電站改造工程的每一臺(tái)機(jī)組及其附屬設(shè)備安裝完畢，并具備起動(dòng)試運(yùn)行條件后，必須進(jìn)行機(jī)組起動(dòng)驗(yàn)收。驗(yàn)收合格后，方可委托生產(chǎn)單位進(jìn)行試生產(chǎn)運(yùn)行。

　　⑤竣工驗(yàn)收委員會(huì)在驗(yàn)收過程中，可到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)新建筑物和新設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，并可進(jìn)行機(jī)組開、停機(jī)和帶負(fù)荷試驗(yàn)，核查主要機(jī)電設(shè)備的性能參數(shù)。竣工驗(yàn)收鑒定書應(yīng)經(jīng)竣工驗(yàn)收委員會(huì)（小組）成員簽字和主持驗(yàn)收單位加蓋公章后方能生效，并作為固定資產(chǎn)移交給生產(chǎn)單位的依據(jù)。交接雙方應(yīng)在15d內(nèi)辦理移交手續(xù)。竣工驗(yàn)收鑒定書和機(jī)組起動(dòng)驗(yàn)收鑒定書正本各一式6份，應(yīng)報(bào)送項(xiàng)目主管部門各1份，其余分送業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、安裝和生產(chǎn)單位各1份。

　　⑥相關(guān)工程驗(yàn)收的主要內(nèi)容、組織管理、工程質(zhì)量評(píng)定、驗(yàn)收費(fèi)用、竣工決算及其報(bào)告編制內(nèi)容、機(jī)組起動(dòng)驗(yàn)收、竣工初驗(yàn)小組和竣工驗(yàn)收委員會(huì)的主要工作，以及竣工驗(yàn)收鑒定書、竣工驗(yàn)收鑒定表等，按照SLl68～96《小型水電站建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。

　　6結(jié)語

　　廣西的小型水電站覆蓋面廣、水輪機(jī)組數(shù)量巨大，技術(shù)改造工作刻不容緩。因此要在國(guó)家及自治區(qū)的總體規(guī)劃下，分次分批的做好小型水電站的技術(shù)改造工作，優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用成熟的研究成果，選擇技術(shù)先進(jìn)、性能良好、質(zhì)量可靠、效率高、損耗低的機(jī)電設(shè)備，確保我區(qū)小型水電站技術(shù)改造后，小型水電站機(jī)組可以安全可靠的運(yùn)行，促進(jìn)我區(qū)小水電事業(yè)的健康發(fā)展。

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