浅析中小水电站增效扩容改造的主要问题及解决措施

1工程概况

项目由广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院负责设计，完成了《广西灌阳县水车水电站增效扩容改造工程初步设计报告》的编制工作。灌阳县水车水电站位于湘江水系支流水车乡穿岩村附近的灌江下游上，地理位置：东径11113，北纬2526，距水车乡政府2.5km，距灌阳县城39km，属水库拦河大坝的坝后式电站， 装机61600kW， 现在年平均发电量4488 万kWh 左右。水车水库是以灌溉、发电为主的综合利用工程，属中型水库，具有季调节能力，水库坝址以上集雨面积1441km2，多年平均降雨量1670mm，多年平均径流量16.2 亿m3，总库容5525 万m3，有效库容2620 万m3。水库设计灌溉面积4.5 万亩，实际灌溉面积3 万亩。

2 水电站的现状

灌阳水车水电站经过多年的运行，其设备老化比较严重，技术相对比较落后，服役的时间比较长。在其运行管理方面由于没有持续稳定的维修保养经费来源，如果只是简单❦的靠自身的力量来进行整体技术的更新和改进，将面临很多问题。

2.1 设备设施老化，发电效率逐年下降

随着科学的进步， 传统的设计理念和机械设备制造水平相对比较落后[1]，以前使用的水轮机械材料质量比较差，其中的转轮等过流零件极少利用不锈钢材料制造， 只是运用碳钢材料制造而成，它们对于抵抗流沙和抗腐蚀性比较差，同时水电站运行的环境也相对较差，在补焊之后水轮机容易导致转轮叶面出现变形。如今整体的机组早已超过正常的使用期限，设备严重的老化，导致水电站发电效率逐年降低，无法保证安全工作。

2.2 水轮机参数性能落后，工作效率低

灌阳水车水电站建成于1988 年，在施工工艺和设备设施方面相当落后，其中水轮机水力模型开发十分落后，当时还是依靠国外的先进技术，早期我国水电站运用的水轮机型号大多数是英美或者苏联发达国家所生产制造的， 在一些小型的水电站仍然是采用这些机型， 相比较现在的科学技术水平而言，以往的水轮机在容量和转速等方面功效很低，同时它的稳定性和安全性较差。

2.3 水工建筑物问题

2.3.1 拦水、泄水建筑现状

水车水库主坝为浆砌石重力坝，坝顶长200.1m，坝顶高程248.5m，最大坝宽16.6m，最大坝高44.5m。2010 年水车水坝进行了除险加固改造，对主坝进行加固及防渗处理，坝顶维修，下游坝坡面处理等，消除了安全隐患。本次不进行坝体改造。

2.3.2 引水系统现状

原输水管前无检修闸门， 拦污栅损坏严重且原有的布置不方便清污，水车水库经过2010 年除险加固改造，在输水管前增设拦污栅和检修闸门， 共布置了6 孔拦污栅和检修闸的闸墩。压力钢管为单机单管，直径1.66m，长度32m。考虑改造后的引用流量比原电站要小， 经调节保证及压力管道压力计算分析，引水系统满足过流能力和强度要求，也不进行改造。

2.3.3 尾水渠现状

目前电站尾水渠接入下游，无塌方等安全隐患，尾水出口泥沙淤积不严重，无明显尾水涌高现象，水轮机转轮改造后的气蚀性能更好，安装高程满足设计要求，因此改造后仍满足电站运行需要，本次不进行改造。

3 水电站开展增效扩容的必要性

灌阳县水车水电站现状已经对水利资源和安全经济运行造成了重要的影响， 所以开展小水电站增效扩容性改造工程是安全运行，节能减排的需要。是社会发展，解决地方电力短缺和社会稳定的有效途径，是企业生存发展和提高企业职工收入的需要。

3.1 提高地方的经济效益

实际水轮发电机组单机最大出力达2000kW，比改造前增加出力400kW，经与同期比较测算，改造后实际年发电量由由改造前的多年平均发电量4488 万kWh 增加到5398 万kWh，每年可增加发电量约910 万kWh，增效20.07%。按照我县现行农村水电平均上网电价0.29 元/ kWh 计算，每年直接经济效益ภ可增加263.9 万元，具有良好的经济效益。

3.2 提高生态效益

水车水电站增效扩容改造项目工程完成后， 电站年发电量将显著增加，水能得以充分利用，提高电站自动化水平，生产效能大幅提高，得到的清洁能源将可替代部分火电电能，起到节能减排的作用，通过增效扩容改造，进一步促进水资源的综合利用，改善了电站周边生态环境。

3.3 提高社会效益

电站增效扩容改造为灌阳县工农业得以迅速发展， 当地广大农村居民的用电提供能源保障。Σ在一定程度上改善了当地群众生产生活条件，提高人民生活水平，保障了周边农村的农田灌溉，提高了防洪抗旱、旱涝保收能力，促进了农业增产、农民增收，加快了农民脱贫致富步伐，提高了社会效益。

4 中小水电站增效扩容改造的措施分析

根据灌阳县水车水电站存在的问题，并根据当地的发展，本次的改造主要是以提高发电的效益为主要问题，解决民生问题， 促进当地经济的发展和提高中小水电站增效扩容改造技术的创新。

4.1 水轮发电机组设计参数的选择

灌阳县水车电站正式开工建设于1969 年9 月，1977 年第一台机组开始发电，1988 年通过竣工验收，改造后装机容量为61600kW，改造后多年平均发电量4973 万kWh，比改造前增加发电量485 万kWh

4.2 水轮发电机组技术改造的目标

5 台水轮机转轮更换;1 台发电机定子线圈更换、转子线圈换绝缘，达到F 级;4 台调速器改造;6 台励磁屏改造;2 台主变;2 台厂用变更换及1 台生活变压器更换。6.3kV发电机电压设备;厂用电系统;电站控制保护系统更换微机综合自动化监控系统，使电站满足少☯人值守的自动化要求。

5 中小水电增效扩容改造中的建议

5.1 加强组织领导，落实工程责任

建立项目工程工作领导小组，由总经理任组长，分管副总经理及相关部门负责人为成员， 内设管理机构办公室、财务部，工程部，并配备相关管理人员，明确了增效扩容改造的目标任务、工作职责。

5.2 加强建设管理，把握时间节点

一是抓好前期工作。及时派员考察了区内外多家水轮发电设备厂家，提前与有投标意向的供货商对接，提出了技术要求、设备供货和安装调试时间节点。

5.3 落实资金筹措，规范使用资金

足额落实自筹资金，沟通积极筹措自筹资金，根据项目进展情况确保自筹资金按时到位;县财政部门大力支持。县财政局及时拨付到位中央补助资金和自治区配套资金， 确保了水车水电站试点项目建设顺利推进。

5.4 抓好督促检查，确保安全施工

5.4.1 加强安全检查力度

对水车水电站增效扩容改造项目派出2 名技术人员进行全过程跟踪检查，项目法定代表人和安全生产负责人每周2 次现场检查，分管领导每月进行一次现场抽查，公司主要领导不定期的进行了多次督查[2]，现场办公及时解决问题，理顺关系。

5.4.2 加强现场安全把关

对项目设备到货或施工关键部位， 项目部负责人必须现场把关安全，落实专人指挥，切实做好安全防护措施，严防安全事故发生。

5.4.3 做好隐患整改工作

对检查中发现存在不按设计施工或安全防护措施不到位的，采取了责令施工单位停工整改措施，执行复工许可的安全监督措施，保证了工程的顺利进行。

5.5 落实质量监督，保证工程质量。

5.5.1 贯彻执行监督机制

及时申报质量和安全监督有关手续， 落实工程质量与安全监督措施，明确和落实参建各方的质量和安全职责，主动接受监督。

5.5.2 落实工程质监措施

督促参建单位严格按照批准的设计文件、图纸和有关技术标准组织施工。对重要隐蔽或关键部位单元工程，工程监理和现场技术员应及时按照规程规范要求验收签证，确保工程质量安全。

6 结束语

不同水电站的水流量、水流速度以及机组台数是不一样的，所以对水轮机的要求也各有不同，因此要因地制宜的选择最佳的设计规划，结合国内外先进的科学技术，使水电站的增效扩容改造得以实施，解决地方国民经济电力紧缺问题，促进当地经济社会可持续发展，提高农村水电为三农服务的能力。