摘 要：本文從當(dāng)前小水電站存在的若干問(wèn)題入手，相應(yīng)闡述了對(duì)小水電站技術(shù)改造工程的幾點(diǎn)建議，并對(duì)其預(yù)期效益做出了簡(jiǎn)略說(shuō)明。
關(guān)鍵詞：小水電站；技術(shù)改造；現(xiàn)狀；建議
我國(guó)的小型水電站大多建設(shè)于上世紀(jì)八九十年代，限于當(dāng)時(shí)的資源條件和技術(shù)水平，舊有的小型水電站的技術(shù)裝備已很難滿(mǎn)足日益發(fā)展的供電技術(shù)需求了，另一方面，經(jīng)過(guò)幾十年的使用，小型水電站的建筑和機(jī)器設(shè)備都已經(jīng)陳舊落后了，所以，如何對(duì)這些小型水電站進(jìn)行合理地技術(shù)改造從而充分發(fā)揮這些小型水電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益已經(jīng)成為一個(gè)擺在我們面前的重要課題。
一、當(dāng)前小型水電站存在的問(wèn)題
1.建筑設(shè)施與機(jī)組設(shè)備陳舊落后
一些小型水電站在當(dāng)初施工的時(shí)候，由于水電工程的建筑物與引水系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施施工不合理的問(wèn)題，給電站的正常運(yùn)行帶來(lái)阻礙。如果小水電站的引水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理，就容易造成攔污柵在汛期時(shí)極易被上游沖下來(lái)的雜草和生活垃圾等污染物淤積，這樣一來(lái)水頭損失增大，間接降低了水電站的發(fā)電量。另外，小水電站很多采用的是引水式電站的設(shè)計(jì)方式，在這種小水電站中，如果引水渠道和前池排沙設(shè)計(jì)得不合理，在汛期時(shí)容易造成大量泥沙進(jìn)入渠道和電站，這樣的后果是渠道的正常引水功能受到限制，發(fā)電機(jī)組被泥沙嚴(yán)重磨損，對(duì)老舊發(fā)電機(jī)組造成嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，不僅影響了水電站的正常發(fā)電，甚至還會(huì)威脅到水電站的運(yùn)行安全。
受限于小水電站機(jī)電設(shè)備當(dāng)年制造時(shí)的生產(chǎn)條件差和技術(shù)水平落后，現(xiàn)役的小水電站機(jī)組機(jī)器設(shè)備往往存在質(zhì)量較差、精度較低和設(shè)備兼容性差等問(wèn)題。另外由于資金和技術(shù)條件限制，小水電站的機(jī)械設(shè)備普遍年久失修，同時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重老化的問(wèn)題，有的水電站機(jī)組甚至已經(jīng)超期服役，電氣設(shè)備嚴(yán)重老化，絕緣性差，大大增加了事故的發(fā)生率。拿水輪機(jī)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)役的水輪機(jī)往往設(shè)備陳舊，再加上空蝕和泥沙磨蝕的影響，部分水輪機(jī)的進(jìn)水閥和導(dǎo)水葉經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，大大降低了水輪機(jī)的正常工作能力，從而影響到水電站的正常發(fā)電。
2.小水電站裝機(jī)容量選擇不合適
小水電站投產(chǎn)運(yùn)行幾十年后，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的變遷，小水電站的水文水情都發(fā)生了顯著變化。由于水庫(kù)河流的上游水土流失嚴(yán)重，或者周邊居民的生活用水和生態(tài)用水量增加，或者大力發(fā)展了一批耗水量大的企業(yè)，或者氣候變化降水量減少等等，這些都造成了電站的水資源減少。上游水位和水量的變化，使得水電站設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境與當(dāng)時(shí)水電站的設(shè)計(jì)初衷相偏離，造成小水電站不能正常運(yùn)行的問(wèn)題。
另外，一些早期建成的小水電站，由于當(dāng)時(shí)的資金和資源限制而造成機(jī)組的主要性能參數(shù)與水電站的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)不相匹配，或者水電站設(shè)計(jì)之初由于缺乏必要的水文資料，導(dǎo)致建成后的水電站實(shí)際來(lái)水量和水頭與設(shè)計(jì)的工況不相符，結(jié)果使水電站機(jī)組的運(yùn)行工況達(dá)不到最優(yōu)，致使機(jī)組運(yùn)行效率低下，振動(dòng)和噪音大，直接嚴(yán)重影響機(jī)組的使用壽命。
3.管理方法落后和人員觀念陳舊
小水電站往往規(guī)模比較小，工作人員較少。一些小水電站的運(yùn)行管理方法陳舊、技術(shù)落后，水電站運(yùn)行情況的監(jiān)控、操作和記錄等工作都需要人工進(jìn)行，自動(dòng)化管理的程度非常低下，一旦機(jī)組的運(yùn)行發(fā)生異常和狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，工作人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并作預(yù)警，導(dǎo)致水電站的運(yùn)行安全可靠性非常差。另外一點(diǎn)，這種水電站的工作人員長(zhǎng)期在噪音嚴(yán)重的機(jī)組旁邊值守，勢(shì)必將對(duì)他們的身心健康造成嚴(yán)重的影響。再有，小水電站工作人員素質(zhì)良莠不齊，技術(shù)人員信息相對(duì)封閉，又得不到定期的培訓(xùn)，致使他們觀念陳舊且技術(shù)落后，使得許多經(jīng)濟(jì)適用的新設(shè)備和新材料得不到很好的應(yīng)用，先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)也得不到推廣。
二、小水電站技術(shù)改造工作建議
為了提高小水電站水輪機(jī)的運(yùn)行效率、機(jī)組設(shè)備的完好率和安全運(yùn)行的可靠性、電站自動(dòng)化水平從而提高水電站的發(fā)電能力，我們需要對(duì)小水電站實(shí)行技術(shù)改造。在改造過(guò)程中，要全面考慮水電站現(xiàn)有的條件和潛在資源，從而為改造方案的技術(shù)論證做好充分準(zhǔn)備，并力求改造所用的技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。
1.水電站設(shè)備技術(shù)改造
機(jī)組設(shè)備的技術(shù)改造主要指采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備來(lái)替換原有的陳舊老化的設(shè)備。首先要對(duì)水電站的水頭和流量重新進(jìn)行準(zhǔn)確核定，根據(jù)河流的實(shí)際水文水情來(lái)選擇技術(shù)更加成熟的適合流域特點(diǎn)的轉(zhuǎn)輪，從而保證水輪機(jī)的工作效率在最優(yōu)工況內(nèi)。其次，要根據(jù)河流汛期時(shí)泥沙增多的特點(diǎn)，選用新型轉(zhuǎn)輪并在合理區(qū)間內(nèi)調(diào)整導(dǎo)葉型線(xiàn)，并采取諸如在轉(zhuǎn)輪葉片正面涂抹環(huán)氧金剛砂等有效的抗磨措施來(lái)減少砂石對(duì)機(jī)械設(shè)備的磨損，從而延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)行壽命，達(dá)到技術(shù)改造的目的。
另外，鑒于目前小水電站普遍自動(dòng)化低，提高小水電站的自動(dòng)化水平是小水電站技術(shù)改造的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是小水電站發(fā)展的必然趨勢(shì)。在該過(guò)程中，根據(jù)電站的實(shí)際情況，購(gòu)置計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備，在數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、安全裝置、機(jī)械調(diào)頻和機(jī)組功率調(diào)整方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，從而降低小水電站的人工投入，進(jìn)而確保小水電站正常運(yùn)行的高效和安全。
2.現(xiàn)狀評(píng)估及增容減容
對(duì)小水電站要進(jìn)行水頭和流量的重新核定，在此基礎(chǔ)上，要做好對(duì)電站的設(shè)備狀況、技術(shù)水平、能量轉(zhuǎn)換效率和安全隱患等方面進(jìn)行全面調(diào)查和評(píng)估的工作，并借此編制切實(shí)可行的小水電站技術(shù)改造規(guī)劃，當(dāng)然，對(duì)于安全隱患嚴(yán)重且無(wú)法實(shí)施技術(shù)改造的老電站，也可拆除重建甚至直接報(bào)廢。
為了使小水電站的裝機(jī)容量符合客觀應(yīng)用條件，要在現(xiàn)狀評(píng)估的基礎(chǔ)上對(duì)小水電站作增容或減容改造。擴(kuò)機(jī)增容是指利用原設(shè)計(jì)未安裝的基坑來(lái)增加機(jī)組或者擴(kuò)大廠房甚至另建廠房來(lái)裝設(shè)新機(jī)。另外，對(duì)于水頭和流量比原設(shè)計(jì)減少了的電站，應(yīng)該采用減容改造的方式，即根據(jù)水電站現(xiàn)今的實(shí)際運(yùn)行水頭和流量來(lái)降低水輪機(jī)的額定水頭，從而減小其額定輸出功率，或選用合適的新型轉(zhuǎn)輪，目的都是將水輪機(jī)的運(yùn)行工況調(diào)整到最優(yōu)工況區(qū)。
3.加強(qiáng)管理和技術(shù)培訓(xùn)
小水電站行業(yè)管理部門(mén)要對(duì)小水電站的技術(shù)改造規(guī)劃和執(zhí)行情況及所撥的財(cái)政基金的使用情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督并加強(qiáng)檢查力度，并組織有關(guān)專(zhuān)家對(duì)技術(shù)改造完成后的小水電站做好運(yùn)行效果評(píng)估和改造結(jié)果驗(yàn)收的工作。行業(yè)主管部門(mén)同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)小水電站的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理方面人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，切實(shí)推行先進(jìn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念和運(yùn)行管理方法，推廣新材料、新技術(shù)和新設(shè)備在小水電站建設(shè)和日常管理中的應(yīng)用。
三、小水電站改造效果論述
小水電站的技術(shù)改造帶來(lái)的最直接影響是顯著提高了電站的經(jīng)濟(jì)效益，增容改造使得水電站發(fā)電量大幅度提高，技術(shù)改造能夠提高機(jī)組的能量轉(zhuǎn)換效率，直接提高了水電站的發(fā)電量。小水電站技術(shù)改造工程同樣具有顯著的社會(huì)效益，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造以后，小水電站運(yùn)行的s安全可靠性不僅顯著提高，而且顯著減輕了電站工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)電站的噪音也將明顯降低，生產(chǎn)條件得到明顯改善，從而對(duì)工作人員的生命安全和身心健康提供了更好的保障。小水電站技術(shù)改造工作同時(shí)還具有顯著的生態(tài)效益，最直接的一點(diǎn)就是避免了同等程度的開(kāi)發(fā)新水電站對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和影響。
總之，小水電站的技術(shù)改造工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，但更是一個(gè)利在當(dāng)代功在后世的工程。小水電站技術(shù)改造工期短所以對(duì)原機(jī)組的正常工作影響甚小，而改造后的機(jī)組發(fā)電效率將大幅提高，且經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。所以，盡管小水電站技術(shù)改造工作任重而道遠(yuǎn)，但只要我們明確目標(biāo)并認(rèn)真規(guī)劃，改造工程必然能夠順利完成。
參考資料：
[1] 田滄海.農(nóng)村小水電站技術(shù)改造問(wèn)題的探討[J].中國(guó)新科技新產(chǎn)品，2011，（2）：78-79.
[2] 黃建平.小水電站技術(shù)改造問(wèn)題的探討[J].海峽科學(xué)，2008，（3）：32-33.
