淺析那打水電站增效擴容改造的主要問題及解決措施

陶兆美

一、工程概況

那打水電站位于武鳴縣北部，所在流域為武鳴河支流府城河上游。地理位置東經(jīng)108?11?45″，北緯23?27?22″，那打水電站距離府城鎮(zhèn)政府所在地4km，距離武鳴縣區(qū)政府所在地36km，屬水庫攔河大壩的壩后式電站， 裝機660kW，年平均發(fā)電量117萬kW·h 左右。水庫是以灌溉、發(fā)電、防洪為主的綜合利用工程，屬中型水庫，具有季調(diào)節(jié)能力，水庫壩址以上集雨面積140km2，多年平均年徑流量7679萬m3，多年平均流量2.4 m3/s，最大月流量為24.74 m3/s（1979年6月），目前引用流量6.6m3/s左右。總庫容2647 m3，有效庫容1474 m3，水庫設(shè)計灌溉面積4.1萬畝，實灌面積3.08。

二、 水電站的現(xiàn)狀

那打水電站主要建筑物由大壩、放水塔、壓力管、廠房和升壓站組成。那打水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高37.50m，壩頂高程172.50m，防浪墻頂高程173.4m，壩頂長度248m，壩頂寬度5.0m。大壩左岸設(shè)有隧洞，進水口設(shè)有放水塔，進水閘和攔污柵，隧洞洞徑1.5m，全長106m。放水塔工作閘閘底高程149.50m，設(shè)有卷揚式啟閉機一臺。發(fā)電廠房現(xiàn)有尺寸為長×寬×高=32.85×7.5×5.5m。原設(shè)備非常陳舊，廠內(nèi)安裝有水輪發(fā)電機組四套，F(xiàn)1水輪機型號HL260-WJ-60，F(xiàn)1發(fā)電機型號TSWN85/89-14，為1992年湖南邵陽市電機廠產(chǎn)品；F2、F3水輪機型號HL-300-WJ-50，1975年柳州市水輪機廠產(chǎn)品。F2、F3發(fā)電機型號TSWN-S，玉林市水電設(shè)備廠產(chǎn)品；F4水輪機型號ZD661-LH-80，1978年靈山水電設(shè)備廠產(chǎn)品，F(xiàn)4發(fā)電機型號SF250-12/99，2008年廣東省德慶縣水電設(shè)備廠產(chǎn)品。

那打電站機組經(jīng)歷多次更換維修，1#機組于1974年投入運行，裝機容量為50kw，但由于當(dāng)時發(fā)電機的勵磁方式為可控硅自動恒溫壓勵磁方式，與農(nóng)村電網(wǎng)無法同步，不能并網(wǎng)，到1975年2#、3#機組投入運行后，1#機組基本上退出運行。直到1980年對1#機組進行改造，裝機容量改為80kw，但該機組使用的是別的電站丟棄的舊機組，試用后活動部位漏水嚴(yán)重，不能正常運行，直至生銹報廢。2#、3#機組容量各為125kw。

至1991年，又投入資金對1#機組進行改造，把原80kw更換為160kw。2008年，增加一條壓力管，增設(shè)4#機組，容量為250kw。采用立式低水頭大流量機組，其放水流量大，效率低。

那打水電站裝機共4臺，總?cè)萘繛?60kw，年發(fā)電量約117萬kW·h。

1.設(shè)備設(shè)施老化，發(fā)電效率逐年下降

那打電站運行 30 多年來， 主要設(shè)備嚴(yán)重老化， 機械性能逐年衰減， 經(jīng)濟效益越來越差， 造成單位無經(jīng)濟實力進行設(shè)備改造， 使得電站機電設(shè)備存在的問題猶顯突出， 水輪機調(diào)速采用手動操作機構(gòu)， 靈敏度較差， 水輪機開度打開至 100%時發(fā)電機出力達不到滿發(fā)， 勵磁機經(jīng)常出現(xiàn)火花， 故障頻繁。水輪機的轉(zhuǎn)輪嚴(yán)重氣蝕， 導(dǎo)水葉間隙偏大， 嚴(yán)重漏水， 發(fā)電機絕緣老化， 高壓開關(guān)柜及配電裝置均屬于國家淘汰產(chǎn)品， 性能差， 繼電保護裝置均為電磁式繼電器保護方式， 為獨立單元保護， 已不能滿足快速、 靈敏、 選擇性的要求， 且維護量大， 需經(jīng)常停運檢修， 不能適應(yīng)當(dāng)前水電站的安全運行的要求，電站的更新改造是當(dāng)務(wù)之急。

2.水輪機參數(shù)性能落后，工作效率低

那打水電站建成于1974 年，在施工工藝和設(shè)備設(shè)施方面相當(dāng)落后，其中水輪機水力模型開發(fā)十分落后，相比較現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)水平而言，以往的水輪機在容量和轉(zhuǎn)速等方面功效很低，同時它的穩(wěn)定性和安全性較差。

3.水工建筑物問題

（1） 攔水、泄水建筑現(xiàn)狀。那打水庫主壩為均質(zhì)土壩， 最大壩高37.5米，壩長244米、壩頂高程172.5米，壩頂寬度5米。1991年水庫水壩進行了除險加固，消除了安全隱患。本次不進行壩體改造。

（2）尾水管現(xiàn)狀。目前電站尾水管接入水利渠道，為提高水輪發(fā)電機出力及水輪機轉(zhuǎn)輪改造后的氣蝕性能更好，因此改造水輪發(fā)電機尾水管。

三、水電站開展增效擴容的必要性

那打水電站現(xiàn)狀已經(jīng)對水利資源和安全經(jīng)濟運行造成了重要的影響， 所以開展小水電站增效擴容性改造工程是安全運行，節(jié)能減排的需要。是社會發(fā)展，解決地方電力短缺和社會穩(wěn)定的有效途徑，是企業(yè)生存發(fā)展和提高地方財政收入的需要。

1.提高地方的經(jīng)濟效益

實際水輪發(fā)電機組總最大出力達860kW，比改造前增加出力200kW，經(jīng)與同期比較測算，改造后實際年發(fā)電量由由改造前的多年平均發(fā)電量117 萬kW·h 增加到156.9 萬kW·h，每年可增加發(fā)電量約39.9 萬kW·h。按照我縣現(xiàn)行農(nóng)村水電平均上網(wǎng)電價0.29 元/ kW·h 計算，每年直接經(jīng)濟效益可增加11 萬元，具有良好的經(jīng)濟效益。

2.提高生態(tài)效益

那打水電站增效擴容改造項目工程完成后， 電站年發(fā)電量將顯著增加，水能得以充分利用，提高電站自動化水平，生產(chǎn)效能大幅提高，得到的清潔能源將可替代部分火電電能，起到節(jié)能減排的作用，通過增效擴容改造，進一步促進水資源的綜合利用，改善了電站周邊生態(tài)環(huán)境。

3.提高社會效益

電站增效擴容改造為武鳴縣工農(nóng)業(yè)得以迅速發(fā)展， 當(dāng)?shù)貜V大農(nóng)村居民的用電提供能源保障。在一定程度上改善了當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活條件，提高人民生活水平，保障了周邊農(nóng)村的農(nóng)田灌溉，提高了防洪抗旱、旱澇保收能力，促進了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，加快了農(nóng)民脫貧致富步伐，提高了社會效益。

四、小水電站增效擴容改造的措施分析

根據(jù)那打水電站存在的問題，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展，本次的改造主要是以提高發(fā)電的效益為主要問題，解決民生問題， 促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展和提高小水電站增效擴容改造技術(shù)的創(chuàng)新。

1.水輪發(fā)電機組設(shè)計參數(shù)的選擇

那打水電站增效擴容改造后電站裝機容量為1×250kW+1×200kW+1×160kW+1×250kW，總裝機860kW，主變?nèi)萘繛?×630kVA，廠用變?nèi)萘繛?0kVA，改造后多年平均發(fā)電量為156.9萬kWh。

2.水輪發(fā)電機組技術(shù)改造的目標(biāo)

那打水電站進行增效擴容改造，對電站主副廠房和升壓站進行維修和重新裝修，新建1間中控室，更換4臺水輪機和3臺發(fā)電機，更換調(diào)速器及勵磁，更換部分水機輔助設(shè)備；更換廠用系統(tǒng)、升壓變電設(shè)備和微機保護系統(tǒng)等；電站控制保護系統(tǒng)更換微機綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，使電站滿足少人值守的自動化要求。增效擴容改造必將有力促進那打電站安全型電站的建設(shè)改造老舊電站、 淘汰落后設(shè)備， 采用新技術(shù)、 新材料、 新工藝， 全面提升自動化程度，本身就是解決存在問題和消除安全隱患的過程， 安全就是企業(yè)的生命線， 安全就是效益， 效益必須依靠安全。本次增效擴容改造不但沒有改變電站原來的工程特性， 對生態(tài)和環(huán)境保護有促進作用， 而且能充分利用水能資源轉(zhuǎn)化為清潔能源， 大幅度提高設(shè)備的效率， 提升電站安全生產(chǎn)等級和自動化程度， 有力地保證電站的安全運行和可持續(xù)發(fā)展。

五、小水電增效擴容改造中的建議

1.加強組織領(lǐng)導(dǎo)，落實工程責(zé)任

建立項目工程工作領(lǐng)導(dǎo)小組，由總經(jīng)理任組長，分管經(jīng)理及相關(guān)部門負(fù)責(zé)人為成員， 內(nèi)設(shè)管理機構(gòu)辦公室、財務(wù)部，工程部，并配備相關(guān)管理人員，明確了增效擴容改造的目標(biāo)任務(wù)、工作職責(zé)。

2.加強建設(shè)管理，把握時間節(jié)點

一是抓好前期工作。及時派員考察了區(qū)內(nèi)外多家水輪發(fā)電設(shè)備廠家，提前與有投標(biāo)意向的供貨商對接，提出了技術(shù)要求、設(shè)備供貨和安裝調(diào)試時間節(jié)點。

3.落實資金籌措，規(guī)范使用資金

足額落實自籌資金，溝通積極籌措自籌資金，根據(jù)項目進展情況確保自籌資金按時到位；中央及縣財政部門大力支持?？h財政局及時撥付到位中央補助資金和自治區(qū)配套資金， 確保了水電站增效擴容項目建設(shè)順利推進。

4.抓好督促檢查，確保安全施工

（1） 加強安全檢查力度。對那打水電站增效擴容改造項目由監(jiān)理單位人員進行全過程跟蹤檢查，項目法定代表人和安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人每周2 次現(xiàn)場檢查，分管領(lǐng)導(dǎo)每月進行一次現(xiàn)場抽查。

（2）加強現(xiàn)場安全把關(guān)。對項目設(shè)備到貨或施工關(guān)鍵部位， 項目部負(fù)責(zé)人必須現(xiàn)場把關(guān)安全，落實專人指揮，切實做好安全防護措施，嚴(yán)防安全事故發(fā)生。

（3）做好隱患整改工作。對檢查中發(fā)現(xiàn)存在不按設(shè)計施工或安全防護措施不到位的，采取了責(zé)令施工單位停工整改措施，執(zhí)行復(fù)工許可的安全監(jiān)督措施，保證了工程的順利進行。

5.落實質(zhì)量監(jiān)督，保證工程質(zhì)量。

（1）貫徹執(zhí)行監(jiān)督機制。及時申報質(zhì)量和安全監(jiān)督有關(guān)手續(xù)， 落實工程質(zhì)量與安全監(jiān)督措施，明確和落實參建各方的質(zhì)量和安全職責(zé)，主動接受監(jiān)督。

（2）落實工程質(zhì)監(jiān)措施。督促參建單位嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的設(shè)計文件、圖紙和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織施工。對重要隱蔽或關(guān)鍵部位單元工程，工程監(jiān)理和現(xiàn)場技術(shù)員應(yīng)及時按照規(guī)程規(guī)范要求驗收簽證，確保工程質(zhì)量安全。

六、結(jié)語

不同水電站的水流量、水流速度以及機組臺數(shù)是不一樣的，所以對水輪機的要求也各有不同，因此要因地制宜的選擇最佳的設(shè)計規(guī)劃，結(jié)合國內(nèi)外先進的科學(xué)技術(shù)，使水電站的增效擴容改造得以實施，解決地方國民經(jīng)濟電力緊缺問題，促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)村水電為“三農(nóng)”服務(wù)的能力。

參考文獻：

[1]那打水庫水電站增效擴容改造工程初步設(shè)計報告.