對(duì)農(nóng)村小型水電站增效擴(kuò)容改造幾點(diǎn)看法

鄒道付

湖南省龍山縣水利局 湖南吉首 416800

1 小型水電站增效擴(kuò)容改造的意義

我國(guó)電網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化。但是農(nóng)村小水電站建設(shè)的早，自動(dòng)化程度低，水資源利用率低，設(shè)備能耗高，經(jīng)過(guò)幾十年的運(yùn)行，磨損大，設(shè)備陳舊，嚴(yán)重的影響到設(shè)備和電網(wǎng)的運(yùn)行安全。對(duì)農(nóng)村小水電站進(jìn)行擴(kuò)容改造是勢(shì)在必行。

2 小型水電站增效擴(kuò)容改造現(xiàn)狀分析

2.1 缺乏先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，機(jī)組運(yùn)行效率低

目前，大部分農(nóng)村小水電站建設(shè)期較早，受當(dāng)時(shí)設(shè)備加工技術(shù)的局限，水輪機(jī)加工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，效率不高，一般在85%左右。自動(dòng)化程度不高，很多電站都是手動(dòng)合閘，如龍山縣的大河電站、金林寨電站（原大巖堡電站），紫金山電站。大部分電站在建設(shè)早期都是單機(jī)運(yùn)行，到了八、九十年代，最多也只是以縣為單位局域并網(wǎng)運(yùn)行。在訊期，水量充足，各電站滿負(fù)荷運(yùn)行，由于用電負(fù)荷沒(méi)增加，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓超高，影響用電設(shè)備的安全，在枯水期，由于水量不足，電網(wǎng)電壓又偏低，導(dǎo)致用電設(shè)備效率低，甚至一些加工電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

2.2 選型不合理，影響水電站經(jīng)濟(jì)效益

在六、七十年代農(nóng)村建的小水電站，大部分是單機(jī)運(yùn)行，供電范圍也就幾個(gè)村莊或幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在設(shè)計(jì)選機(jī)組時(shí)過(guò)于強(qiáng)調(diào)利用小時(shí)數(shù)，機(jī)時(shí)組容量普遍偏小，如龍山縣的三元水電站，建于1976年，裝機(jī)5000KW，它的多年平均利用小時(shí)數(shù)在4500小時(shí)以上，在豐水年，它的利用小時(shí)數(shù)達(dá)6000多個(gè)小時(shí)。在訊期，棄水量太大。以前的老舊電站普遍成在選型不合理，機(jī)組效率低，水資源利用低的現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響了電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.3 設(shè)備相對(duì)落后，損耗大，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行

在六、七十年代，受技術(shù)限制，水輪發(fā)電機(jī)和主變體積大，損耗大，自動(dòng)化程度低，而經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展，電網(wǎng)都已聯(lián)成大網(wǎng)，六、七十年代建的小水電站設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，嚴(yán)重的影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

3 小型水電站增效擴(kuò)容改造技術(shù)要點(diǎn)探討

3.1 擴(kuò)容增效，提高水能利用率

我國(guó)水電事業(yè)從六、七年代的起步，經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，投資小、收益大、開發(fā)較容易的點(diǎn)幾乎已開發(fā)完了，特別是山區(qū)，剩下的都是開發(fā)難度大的、投資大、效益低的點(diǎn)?，F(xiàn)在對(duì)原有的老舊電站進(jìn)行擴(kuò)容改造很有必要性，擴(kuò)容改造是提高電站綜合效益的有效方法。在擴(kuò)容改造設(shè)計(jì)時(shí)選擇水輪機(jī)效率高、機(jī)組能耗低的設(shè)備。如龍山縣的金林寨電站（改造前叫大巖堡電站），原裝機(jī)一臺(tái)250KW，屬經(jīng)流電站，在八十年代，只在晚上發(fā)電，供石羔鄉(xiāng)幾個(gè)村莊，全年發(fā)電量約50萬(wàn)度。在2014年業(yè)主自籌資金1800萬(wàn)元對(duì)電站和輸電線路進(jìn)行擴(kuò)容改造，總裝機(jī)2500KW（2×1000 KW +500 KW），豐水期滿負(fù)荷運(yùn)行，枯水期以500 KW機(jī)組運(yùn)行，棄水較少，水能利用率高。2017年的發(fā)電達(dá)721萬(wàn)度。綜合效益是改造前的10倍。綜合效益明顯提高。

3.2 擴(kuò)容增效，提高設(shè)備及電網(wǎng)運(yùn)行的安全性

六、七十年代建的小水電站運(yùn)行到現(xiàn)在，都接近50年了，由于當(dāng)時(shí)的材料和技術(shù)落后，水電設(shè)備的使用年限30年，到現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)使用年限，一些老電站設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，嚴(yán)重的影響到設(shè)備和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

3.3 正確選擇機(jī)組型號(hào)，提高機(jī)組的出力

一是選擇效率高的機(jī)組，現(xiàn)在新材料新技術(shù)的發(fā)明，以及數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，一些水輪機(jī)廠的設(shè)備的效率可以達(dá)到93-95%，二是合理選擇機(jī)組的大小，機(jī)組的大小必須是通過(guò)水資源論證得來(lái)的，不能盲目貪大，三是選擇性價(jià)比比較高的設(shè)備。

4 實(shí)施改造擴(kuò)容時(shí)應(yīng)有針對(duì)性

一是認(rèn)真核實(shí)水文信息，是實(shí)施改造擴(kuò)容技術(shù)的前提和基礎(chǔ)。對(duì)水電站的集雨面積、河流的徑流量、上游電站水庫(kù)的庫(kù)容進(jìn)行認(rèn)真的核實(shí)和查證，對(duì)需要改造的電站進(jìn)行科學(xué)的水資源論證。二是對(duì)設(shè)備陳舊，安全隱患大的電站先進(jìn)行改造。三是充分利用國(guó)家政策，整合國(guó)家項(xiàng)目資金，對(duì)國(guó)有電站改造價(jià)值大的電站先進(jìn)行改造，提高電站的社會(huì)效益。四是積極鼓勵(lì)私營(yíng)業(yè)主自籌資金對(duì)電站進(jìn)行改造，提高電站的經(jīng)濟(jì)效益。五是對(duì)裁彎取真、引入其它流域發(fā)電的電站，一定要保證生態(tài)流量。。六是新改造的電站要實(shí)行自動(dòng)化，七是要杜絕重設(shè)備輕安全，一味的強(qiáng)調(diào)投資小產(chǎn)出大，輕視對(duì)水工建筑物安全論證和改造?？傊?，改造技術(shù)要求應(yīng)解決水電站現(xiàn)有性能低、設(shè)備能耗高、安全隱患大，通過(guò)改造后電站的綜合效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著提高的電站。

5 結(jié)語(yǔ)

提高小水電站綜合效益是其基本目的，從小水電站面臨的困難及其運(yùn)行狀況來(lái)看，其推廣和增加效益，可以看出增效擴(kuò)容技術(shù)的實(shí)施有其必要性。針對(duì)水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和變配電設(shè)備的具體技術(shù)改造和影響發(fā)電效益的其他因素，綜合整治技術(shù)的特殊要求和實(shí)施要點(diǎn)，往往是多學(xué)科技術(shù)的融合。只有明確這些要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，才能真正擴(kuò)大小水電站的規(guī)模。所以在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)水電站的不同部分的不同情況，因地制宜，選擇合適的局部擴(kuò)張和效率的技術(shù)改造，做到既能滿足效率提高的目的，又可以滿足高水平的合理的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保節(jié)能要求。小型水電站的改造技術(shù)的順利實(shí)施不僅有利于解決當(dāng)?shù)氐碾娏Χ倘眴?wèn)題，保證水、電的良好循環(huán)，消除安全隱患，也有助于增強(qiáng)地方財(cái)政實(shí)力，從這個(gè)角度來(lái)看小型水電站增效擴(kuò)容是實(shí)現(xiàn)“惠國(guó)惠民”的民生工程。