遼寧省老電站更新改造的必要性及措施

吳海東

（遼寧省農(nóng)村水電及電氣化發(fā)展中心,遼寧 沈陽 110003）

農(nóng)村水電站是農(nóng)村重要的中小型基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施。發(fā)展農(nóng)村水電，加快農(nóng)村電氣化建設(shè)，是促進(jìn)構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重要內(nèi)容之一，對(duì)于廣大山區(qū)、貧困地區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有非常重要的作用。

我國可再生能源利用總量（不包括大水電）已居世界首位，其中，農(nóng)村水電利用總量占世界一半。在遼寧省，農(nóng)村水電站在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、解決就業(yè)、保護(hù)生態(tài)等方面發(fā)揮了積極作用，已成為遼寧地區(qū)可再生能源利用的中堅(jiān)力量。

一、遼寧省農(nóng)村水電站基本概況

遼寧省農(nóng)村水電經(jīng)過“七五”至“十一五”的開發(fā)建設(shè)，逐漸使農(nóng)村水電的作用突顯出來，其良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益已經(jīng)被社會(huì)廣泛認(rèn)可。截至2009年底，遼寧省共建成農(nóng)村水電站165座，裝機(jī)容量39.13萬kW，較“七五”期末裝機(jī)總量增加了1倍。設(shè)計(jì)年發(fā)電量11.45億kW?h，售電收入達(dá)到2.91億元。

遼寧省的農(nóng)村水電站多為徑流式電站，只有極少數(shù)電站具有調(diào)節(jié)能力，所以，電站效益受季節(jié)變化影響很大，這給電站經(jīng)營帶來一定困難。另外，從地域分布來看，遼東、遼中地區(qū)電站分布較多，裝機(jī)容量較大，遼西、遼北、遼南則較少，裝機(jī)容量也偏小。從流域分布上看，鴨綠江流域電站總裝機(jī)容量最大，遼河流域次之，沿海河流與省際河流最小。遼寧省農(nóng)村水電站基本情況,見表1、表2。

表1 遼寧省農(nóng)村水電基本情況統(tǒng)計(jì)表（按區(qū)域統(tǒng)計(jì)）

表2 遼寧省農(nóng)村水電基本情況統(tǒng)計(jì)表（按流域統(tǒng)計(jì)）

二、老電站更新改造的必要性和重要性

1.必要性

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，遼寧省有近50%的電站修建于上世紀(jì)90年代前，由于機(jī)組老化、年久失修而報(bào)廢的電站有6座，裝機(jī)容量0.0625萬kW，長期停止發(fā)電的電站17座，裝機(jī)容量0.45萬kW，急需更新改造的電站高達(dá)69座。這些水電站無論從施工技術(shù)、機(jī)電設(shè)備上來講，都已經(jīng)過時(shí)，不能保證電站的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行?？傮w來說，從以下兩方面考慮，必須對(duì)部分老電站進(jìn)行更新改造。

(1）老電站的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)、設(shè)備工藝等無法滿足新時(shí)期要求。

上世紀(jì)90年代以前，水輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品定型生產(chǎn)，規(guī)格品種少，設(shè)計(jì)選型采取套用現(xiàn)成機(jī)型生產(chǎn)，所以很難滿足電站實(shí)際需要。另外，當(dāng)時(shí)制造工藝落后且質(zhì)量差，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪大多采用鑄造工藝，其結(jié)構(gòu)簡單，葉片線型誤差大，加工粗糙，光潔度差，造成水流脫流，引起機(jī)組振動(dòng)、汽蝕、效率降低，有的轉(zhuǎn)輪效率僅在70%左右。其他設(shè)備，例如：調(diào)速裝置、發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁裝置等配型不合理，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組效率低甚至不安全運(yùn)行。遼寧省葫蘆島市的烏金塘水庫電站建設(shè)于上世紀(jì)80年代，雖然電站水頭有20m之多，但機(jī)組每發(fā)1kW?h電能卻需要20m的水量，其效率低下可見一斑。

(2）水工建筑物、機(jī)電設(shè)備年久失修、老化嚴(yán)重。

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分老電站廠房經(jīng)過多年的風(fēng)雨侵蝕、地基沉降，廠房多處漏雨，屋頂茅草叢生，甚至可能坍塌；電站攔河壩出現(xiàn)漏點(diǎn)，輸水洞進(jìn)口淤積嚴(yán)重，進(jìn)出口段老化破損；啟閉失靈等。機(jī)電設(shè)備情況更是不容樂觀，全省近50%的電站機(jī)組使用期超過20年，存在不同程度的機(jī)組漏水、漏油、振動(dòng)加劇、噪音增大、效率降低、電機(jī)絕緣老化等現(xiàn)象。

綜上所述，老電站存在著諸多安全隱患和發(fā)電效率低下等問題，需要進(jìn)行必要的更新改造。

2.重要性

隨著石油、天然氣價(jià)格持續(xù)走高，煤炭燃料儲(chǔ)蓄量有限及溫室效應(yīng)日趨嚴(yán)峻，世界各國對(duì)可再生能源的開發(fā)興趣持續(xù)升溫，可再生能源逐漸成為世界能源中發(fā)展最快的領(lǐng)域。在可再生能源中，水資源是利用技術(shù)較為成熟、分布地域較廣、也是最為方便利用的能源。水資源有著得天獨(dú)厚的特點(diǎn)，應(yīng)該充分利用，使其更好地為人類生產(chǎn)、生活服務(wù)。更新改造老電站可以在很大程度上提高水輪機(jī)組利用率，從而達(dá)到充分利用水能資源的目的。同時(shí)，也可以使電站再次煥發(fā)活力，改善經(jīng)營現(xiàn)狀，使水電站經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益得以充分發(fā)揮。

三、更新改造的建議

1.國家和地方充分重視

老電站更新改造工作需要國家有關(guān)部門制定和落實(shí)發(fā)展農(nóng)村水電的強(qiáng)有力政策，加大對(duì)農(nóng)村水電更新改造工作的資金扶持力度以及各級(jí)部門對(duì)老電站更新改造的充分重視，這是農(nóng)村水能資源合理利用以及農(nóng)村水電事業(yè)蓬勃發(fā)展的基本保證。

目前，遼寧省正在編制《“十二五”水電新農(nóng)村電氣化規(guī)劃》和《農(nóng)村水電增效減排工程規(guī)劃》，這無疑是全省老電站更新改造的良好契機(jī)。希望在各級(jí)政府、部門的政策及資金支持下，兩個(gè)《規(guī)劃》能順利實(shí)施，這對(duì)遼寧省農(nóng)村水電發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

2.做好電站改造前期工作

有條件的地區(qū)，可以制定該區(qū)域內(nèi)老電站的更新改造規(guī)劃，對(duì)電站經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益進(jìn)行深入分析，并提出切實(shí)可行的改造方案。具體來說，可以通過一些有實(shí)力、有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位做好對(duì)大壩、水電站的基本情況評(píng)估，包括改造、擴(kuò)容優(yōu)化方案的鑒定，也可由電站經(jīng)營方確定切實(shí)可行的改造方案，并報(bào)主管部門審核、備案；對(duì)已經(jīng)確定的改造方案，相關(guān)部門盡快組織落實(shí)，包括資金、施工單位、設(shè)備引進(jìn)單位等等；施工過程要嚴(yán)格遵守水利水電工程各項(xiàng)施工建設(shè)規(guī)范、法規(guī)，確保工程質(zhì)量。

四、更新改造的措施

1.增加小機(jī)組

對(duì)于電站所在河流徑流條件較好，而電站單機(jī)裝機(jī)容量較大的，可以考慮增加小機(jī)組，這樣可以最大限度的提高水資源利用效率，電站經(jīng)營方式也更加靈活，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)有較大幅度提高。

2.更換水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪

轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)的心臟，轉(zhuǎn)輪性能的好壞直接影響機(jī)組的效率。當(dāng)水輪機(jī)效率低或者水輪機(jī)過水流量受阻而影響發(fā)電機(jī)出力時(shí)，可以通過更換性能好的轉(zhuǎn)輪來解決。實(shí)踐證明，通過更換轉(zhuǎn)輪可使機(jī)組效率提高5%～10%，效益十分可觀，有的電站當(dāng)年就可將更換轉(zhuǎn)輪的投資收回。

3.更新機(jī)組可拆裝部件

部分農(nóng)村水電站設(shè)備嚴(yán)重老化，出力嚴(yán)重不足，而且影響電站安全運(yùn)行。為節(jié)省投資，縮短機(jī)組改造時(shí)間，可以保留埋設(shè)部件，如蝸殼、座環(huán)等，其他可拆裝部件可重新加工更換。對(duì)于國內(nèi)生產(chǎn)廠家采用新技術(shù)、新工藝、新材料生產(chǎn)的可拆裝部件，也可以用于機(jī)組可拆裝部件的更換，可以提高機(jī)組運(yùn)行效率。

4.整體更換機(jī)組

對(duì)于機(jī)組選型不合理，無法再繼續(xù)運(yùn)行的，或機(jī)組運(yùn)行時(shí)間較長，各個(gè)部件磨損嚴(yán)重，修復(fù)的費(fèi)用與更換新機(jī)的費(fèi)用相當(dāng)?shù)模蛘邫C(jī)組結(jié)構(gòu)上有致命的缺陷，其改造難度極大的，可以考慮整機(jī)更換。通過調(diào)查，在遼寧省69座需要更新改造的農(nóng)村水電站中，有20座必須要進(jìn)行水輪機(jī)組的整體更換。

5.水工建筑物更新改造

對(duì)于電站水工建筑物設(shè)計(jì)不合理、破損嚴(yán)重及存在嚴(yán)重安全隱患的，考慮對(duì)其進(jìn)行更新改造。例如，廠房屋頂破壞嚴(yán)重的，可以采用彩鋼屋頂，既經(jīng)濟(jì)又美觀；大壩出現(xiàn)滲漏的，必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固，保證安全運(yùn)行。

6.提高電站的自動(dòng)化水平

提高電站的自動(dòng)化水平是降低運(yùn)行成本的一個(gè)重要方面。積極推廣使用先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備，選擇適用農(nóng)村水電站的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)設(shè)備，對(duì)其實(shí)行遙測(cè)、遙信、遙調(diào)和遙控，使電站運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，做到“無人值班，少人職守”。提高電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性，是技術(shù)更新改造的目的之一。

新設(shè)備和新材料、新工藝層出不窮，敢于使用才能促進(jìn)農(nóng)村水電大跨步的向前發(fā)展。

五、結(jié)束語

通過對(duì)10座水電站的抽樣調(diào)查，得出更新改造的電站投資成本基本在6000～8000元/kW以內(nèi)，有些情況較好的電站投入將更少，而經(jīng)過更新改造的電站，平均發(fā)電量提高19%左右，回收改造成本最多在6年以內(nèi)。也就是說，更新改造一座電站遠(yuǎn)比新建電站要節(jié)省更多財(cái)力、物力、人力。隨著電站效益的提高，會(huì)使電站具有更多的資金來進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)，電站自身運(yùn)營將進(jìn)入良性發(fā)展軌道。

老電站的技術(shù)更新改造過程不是簡單地以新?lián)Q舊，而是一個(gè)再利用、再創(chuàng)造的過程。確切地說，必須站在科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的角度來考慮制定技術(shù)方案，才能取得預(yù)期效果，達(dá)到提高效益的目的。