水電站增效擴(kuò)容改造探索與實(shí)踐

王吉鑫

（中國葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司，云南臨滄，675811）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)數(shù)量在逐漸增多，社會對電力能源等需求也是越來越多，在這高用電量的影響下，水力發(fā)電站的負(fù)荷在不斷的提高，已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會發(fā)展及人們的用電需求。為了使這一問題得到妥善解決，人們就對水電站提出了擴(kuò)容改造的要求，提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率。對電力資源能夠有一個(gè)合理的分配，使社會的用電需求得到滿足。

1 水電站技術(shù)改造的意義

1.1 水電站技術(shù)改造的社會意義

對水電站的技術(shù)進(jìn)行改造之后，能夠有效提高水電站運(yùn)行過程中的安全性及穩(wěn)定性，大幅減少水電站運(yùn)行時(shí)所發(fā)出的噪音，減少相關(guān)工作人員的工作壓力，改善了水電站電力生產(chǎn)條件，使水電站工作人員的生命與財(cái)產(chǎn)安全得到很大的保障；能夠有效避免因水電站倒閉而使員工失業(yè)，使員工所得到的薪酬更加穩(wěn)定，防止因大量員工失業(yè)而導(dǎo)致社會動(dòng)蕩；可以充分發(fā)揮工程的防洪效益，有效地保障水電站的公共安全；能夠滿足周邊居民的用電需求，使周邊居民得到更優(yōu)質(zhì)的用電體驗(yàn)，進(jìn)一步推動(dòng)周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 水電站技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)效益

通常情況下，對水電站的技術(shù)進(jìn)行改造之后，電站內(nèi)電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率大概能提高百分之十左右，而那些本來就能夠進(jìn)行增容的老水電站，改造之后的發(fā)電量則會增加更多，如果對我國所有老水電站開展技術(shù)改造，那么就相當(dāng)于在國內(nèi)電站新設(shè)了300多萬kV 裝機(jī)。水電站經(jīng)過技術(shù)改造之后，能夠有效的提升電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，使那些老水電站發(fā)揮出了更大的作用，滿足了社會對電力能源的需求，此外，電力的增加無疑會帶來更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益，從而提高水電站的經(jīng)濟(jì)收入，推動(dòng)水電站向健康穩(wěn)定的方向發(fā)展。

1.3 水電站技術(shù)改造的生態(tài)效益

水電站的電力生產(chǎn)就是將水利能源轉(zhuǎn)化成電力能源，這是一種清潔型的可再生能源，在發(fā)電的過程中不會給周邊環(huán)境帶來污染，是一種依靠大自然的力量來生產(chǎn)電力能源的發(fā)電方式，這種發(fā)電方式已經(jīng)逐漸被國際認(rèn)可，它具有較強(qiáng)的生態(tài)效益，通過對這一放點(diǎn)方式的廣泛應(yīng)用，能夠有效的減少煤炭發(fā)電方式給生態(tài)環(huán)境造成的損害，改善全球生態(tài)環(huán)境。近年來，隨著人們對老水電站進(jìn)行了技術(shù)改造，給生態(tài)環(huán)境的平衡提供了良好的基礎(chǔ)。

2 水電站存在的主要問題

（1）從技術(shù)層面來講，水電站能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的好壞直接影響著整個(gè)發(fā)電站的運(yùn)行效率及發(fā)電量，能量轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠使電能、水能與動(dòng)能之間的關(guān)系更加融洽。大多數(shù)老水電站在往年開始建設(shè)的時(shí)候，由于各種技術(shù)水平的落后，導(dǎo)致電廠的運(yùn)行效率不高，發(fā)電量也是逐漸的供不應(yīng)求，到了當(dāng)前時(shí)期，已經(jīng)不能達(dá)到相關(guān)運(yùn)行指標(biāo)的規(guī)定，使水利資源沒有得到充分的利用，很大程度的減少發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）從發(fā)電機(jī)組選型來講，很多地區(qū)由于地勢及周邊條件的不同，在對水電站進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，建設(shè)方式也是不盡相同，對發(fā)電機(jī)組的大小功率也存在著很大的差異，導(dǎo)致很多水電站的發(fā)電量存在過低的現(xiàn)象，以往人們的用電量不多，這一劣勢沒有被加以重視，到了現(xiàn)在，隨著人們用電需求的不斷提高，發(fā)電量低所帶來的影響已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出來。

（3）從發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)來講，水輪機(jī)運(yùn)行是否正常及運(yùn)行效率都會對整個(gè)水電站電力生產(chǎn)水平造成影響，而影響水輪機(jī)運(yùn)行的因素有很多種，如電氣設(shè)備的質(zhì)量、發(fā)電結(jié)構(gòu)的合理性以及電力生產(chǎn)環(huán)境等，如果水輪機(jī)長期在高負(fù)荷的情況下運(yùn)行，就會導(dǎo)致其內(nèi)部的零部件被磨損，從而使運(yùn)行效率大幅下降，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備報(bào)廢。

（4）從外界環(huán)境對水電站的影響來說，有很多水電站都建立在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，這些地區(qū)的地勢及周邊環(huán)境都比較復(fù)雜，水輪機(jī)建設(shè)在這種環(huán)境下會很大程度的降低運(yùn)行效率，且長時(shí)間在這種環(huán)境下運(yùn)行，還會給水輪機(jī)造成嚴(yán)重的損壞。

3 水電站增效擴(kuò)容改造的措施

3.1 提高水工設(shè)施能效

水工建筑物中的輸水建筑物與電站息息相關(guān)。電站應(yīng)選擇合適的取水高程，盡量采用自流輸水以減少永久運(yùn)行的能耗，引水隧洞和引水渠道應(yīng)采用合適的縱坡，綜合比較斷面形式，以減少水頭損失、工程量和占地費(fèi)用。例如采用混凝土材料襯砌可以得到較小的糙率，也可以減小引水渠道斷面。攔污柵的柵條間距應(yīng)根據(jù)上游污物、水輪機(jī)型式和流道尺寸合理確定，以減少水頭損失。

3.2 老化設(shè)備更新改造

水輪機(jī)組改造的關(guān)鍵在于水輪機(jī)的工作轉(zhuǎn)輪。一般要進(jìn)行改造老電站運(yùn)行年限都比較長，由于那個(gè)時(shí)期的制造水平有限，原來的水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪效率都比較低。隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)和制造水平的提高，一些高效率的轉(zhuǎn)輪已經(jīng)出現(xiàn)，改造時(shí)應(yīng)根據(jù)引水系統(tǒng)和流道限制條件，優(yōu)先考慮在不動(dòng)水輪機(jī)的前提下選用高效率、空化特性優(yōu)良、運(yùn)行穩(wěn)定性好的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，這樣既可提高單位水量的利用效率又可節(jié)省投資。

3.3 強(qiáng)化增效擴(kuò)容工作

水電站的最大特點(diǎn)是個(gè)性很強(qiáng)，不同水電站的水頭、臺數(shù)各不相同，對水輪機(jī)的要求也千差萬別。因此在實(shí)施中要根據(jù)具體情況具體分析，權(quán)衡利弊，選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，緊跟時(shí)代發(fā)展，不斷強(qiáng)化增效擴(kuò)容工作。

4 結(jié)束語

在以后的工作中，要不斷強(qiáng)化其增效擴(kuò)容改造的力度，提高工作效率，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。水電站經(jīng)過增效擴(kuò)容改造以后，機(jī)組發(fā)電的安全性有效提升，各項(xiàng)性能明顯改善，克服了機(jī)組運(yùn)行過程中的不安定因素，設(shè)備故障率降低、維修周期延長，運(yùn)轉(zhuǎn)效率明顯提升，提高水電站經(jīng)濟(jì)效益，滿足社會的用電需求，對于我國水利水電事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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