小型水電站技術(shù)改造中應注意的幾個問題

隨著國家經(jīng)濟的日益發(fā)展，對水資源的需求量越來越大，國家在60—80年代興建了大批的小型水電站，運行至今已經(jīng)有30幾年的歷史，這些水電站中或多或少都存在著一些問題，這些問題將直接影響水電站的正常工作，因此，如何正確的對小型水電站技術(shù)進行合理改造就成為當今水利部門一項較為重要的問題

1、水電站概況

　　水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的一項綜合工程設(shè)施，又被人們成為水電廠。它包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的一系列水電站建筑和水電站設(shè)備。通過利用這些建筑物集中天然水流的落差形成水頭，之后進行匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量速度，之后輸向給水輪機，經(jīng)水輪機與發(fā)電機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，將集中的水能轉(zhuǎn)換成電能，再經(jīng)過變壓器、開關(guān)站和輸電線路等將電能輸入電網(wǎng)。有一些水電站除了發(fā)電用途之外，還常伴有防洪、灌溉、航運等綜合利用的用途，這些建筑物的綜合體稱為水電站樞紐或者水利樞紐。

　　2、水電站的分類

　　2．1常規(guī)水電站

　　常規(guī)水電站一般都是指利用天然河流、湖泊等水源進行發(fā)電。

　　2．2抽水蓄能電站

　　抽水蓄能水電站多數(shù)是利用電網(wǎng)中負荷低谷時多余的電力，將低處水庫中的水抽到高處水庫中進行蓄水，等到電網(wǎng)負荷高峰時放出水進行發(fā)電，尾水流向低處的水庫，從而滿足電網(wǎng)高峰的時候電力負荷過大的需要。

　　2．3潮汐電站

　　潮汐發(fā)電站主要是利用海水漲潮落潮時形成的潮汐能進行發(fā)電。

　　3、水電站發(fā)電的原理及其組成

　　3．1水電站的原理

　　其原理是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施，包括擋水建筑物和泄水建筑物形成的水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機電設(shè)備等。通過對水庫的高水位經(jīng)過引水系統(tǒng)流入廠房，之后廠房推動水輪發(fā)電機組發(fā)出電能，再經(jīng)過升壓變壓器、開關(guān)站和輸電線路輸入電網(wǎng)。． 水流的落差在中立作用下形成動能，從河流或者水庫等水位較高的水源處向低水位處引水，利用水的壓力或者流蘇沖擊水輪機，使之旋轉(zhuǎn)，從而將水能轉(zhuǎn)化為機械能，之后再經(jīng)由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，通過切割磁力線產(chǎn)生交流電。而低水位的水資源通過陽光等水循環(huán)過程，再回復到高水位的水源，開始循環(huán)利用。

　　3．2水電站的組成

　　水電站一般由水工建筑物、廠房、發(fā)電動力裝置、電工一次系統(tǒng)、電工二次系統(tǒng)等部分組成。具體包括引水建筑物、泄洪建筑物、壅水建筑物等水工建筑物，以及發(fā)電動力裝置，如水輪發(fā)電機和發(fā)電廠房等輔助設(shè)備。將這些組成在一起，就形成一個較為合格的水電站。

　　4、小型水電站技術(shù)改造中經(jīng)常出現(xiàn)的問題

　　4．1引水渠問題

　　我國一直是一個水資源匱乏的國家，近些年，國家通過南水北調(diào)，東西互補的水資源分配政策，大大平衡了水資源的布局。但是一些小型水電站卻并沒有隨著經(jīng)濟的發(fā)展而展現(xiàn)出更多的優(yōu)勢，尤其一些村鎮(zhèn)地區(qū)，由于經(jīng)濟建設(shè)，對道路和水區(qū)規(guī)劃改道，以致影晌小型水電站的引水問題，很多居民隨意亂扔生活廢品，對環(huán)境保護不重視，導致水電站引水流量降低，經(jīng)濟成本較高，已經(jīng)不足以維持人們正常的供水及供電需求。

　　4．2 設(shè)備問題

　　現(xiàn)在我國大多數(shù)小型水電站都是幾十年前修建的，水電站的一些設(shè)備都已經(jīng)過度老化，乃至無法繼續(xù)工作，尤其水輪機的損耗較為嚴重，還存在額定功率與轉(zhuǎn)速不配套的情況，對設(shè)備維修更換不及時，導致供電不足的情況經(jīng)常發(fā)生。

　　4．3技術(shù)與質(zhì)量問題

　　過去的水利發(fā)電技術(shù)還不是很成熟，很多技術(shù)都是國外已經(jīng)淘汰的技術(shù)，我們卻還在使用，很多小型水電站都是由于技術(shù)不夠成熟而導致發(fā)電能力不足。再有過去建造的水電站質(zhì)量問題堪憂，經(jīng)過幾十年的運行，缺少必要的維修和維護，使得現(xiàn)今大多數(shù)的小型水電站已經(jīng)超負荷運轉(zhuǎn)，以致水電站的安全存在非常大的隱患。

　　4．4水輪機磨損老化的問題

　　我國大多數(shù)的小型水電站的水輪機都出現(xiàn)由于泥沙磨損、空蝕的問題，很多水輪機的維修時間較短， 以致零件磨損較為嚴重，經(jīng)常發(fā)生無法正常工作的情況；還有的水輪機由于運行年份較久，發(fā)電機的絕緣零件已經(jīng)老化，容易引發(fā)故障和安全威脅，以致影響水電站的發(fā)電工作。

　　5、小型水電站技術(shù)改造問題的解決措施

　　5．1 引水渠的解決措施

　　由于村鎮(zhèn)建設(shè)和居民傾倒垃圾導致引水渠發(fā)生問題，影響引水流量，可以采用混凝土蓋板的方式進行施工，將水渠保留固定的渠道，在其上方加蓋混凝土設(shè)施，同時可以保證水渠上方道路的正常通行和修建建筑物等。

　　5．2設(shè)備問題的解決措施

　　應該對發(fā)電機和廠房的一些設(shè)備采用自動化系統(tǒng)，即采用微機技術(shù)。對廠房的一些主要設(shè)備和輔助設(shè)備進行集中組合與優(yōu)化設(shè)置，之后將這些設(shè)備連接到一套完整的計算機系統(tǒng)內(nèi)，在水電站運行的時候，充分利用微機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全時效性，確保水電站的正常運轉(zhuǎn)。

　　5．3改進技術(shù)和質(zhì)量的解決措施

　　雖然目前大多數(shù)的水電站興建的時間都較為長，但是我們可以對這些小型的水電站實施改造，尤其對技術(shù)和質(zhì)量的改造。在技術(shù)方面，應該選用較為先進可行的水力發(fā)電技術(shù)，在保證原有水電站發(fā)電功率的基礎(chǔ)上，合理利用先進技術(shù)增加更多的發(fā)電功率，創(chuàng)造更多的電量；在質(zhì)量方面，改造的時候應該選擇施工水平較高的人員予以施工，同時要確保改造工程的安全性和穩(wěn)定性，對水電站的各項措施進行合理改造，保證質(zhì)量合格。

　　5．4水輪機的改造解決措施

　　水輪機是水電站發(fā)電的基礎(chǔ)設(shè)施，其關(guān)系著水電站能否正常工作，因此，我們必須對水輪機設(shè)備做好維護維修的工作。由于水輪機經(jīng)常發(fā)生泥沙磨損和空蝕的問題，我們可以選用抗磨損抗腐蝕的材料進行改造， 同時可以加大導水葉的直徑，降低流速，減少泥沙的磨損，綜合提高水輪機的壽命和使用率。