小型水电站改造中应注意的几个问题

20世纪60、70年代我国农村建造的小水电站大部分为孤立运行电站,其主要任务是就近解决当地农村、农民的生产生活用电问题,因此当时电站设计时取的是高保证率,发电设备利用小时高,电站装机一般都偏小,丰水期弃水较多.改革开放后,随着我国电力工业的发展和电网的不断完善,农村、农民用电已可由大电网或地方电力网解决,这些电站大都已由孤立运行变为并网运行,其任务已由保证当地农村、农民用电转变为向大电网或地方电力网多供电.因此,原发电设备年利用小时较高的老电站可以进行扩机增容改造,以此来提高电站的老电站可以进行扩机增容改造,以此来提高电站的来水利用率和经济效益.但是,改造中必须根据电站所处地理气象水文等文件,采用长系列水文资料,同时考虑当地年用电负荷的特点,合理确定电站设计保证率和发电设备年利用小时,并进行认真的技术经济比较,切忌盲目从事,随意扩大装机容量,造成设备利用率过低,改造效益不明显,甚至下降.此外,根据笔者多年从事小水电工作的实践,改造中还应注意以下几个问题.

1 必须重视电站输水设施和机电设备的配套改造

机组扩容后,运行中必须保证其引用流量的需要,因此,改造中切不可忽视电站输水设施的改造.否则难以达到改造效果.

输水设施改造,主要是对引水渠道和压力管道的改造.具体改造的办法对水渠道可采用:①扩机容量不大,引用流量增加不多的,为节省投资,可用降低渠道粗糙率的办法来提高渠道的过水能力;②扩机容量较大,引用流量增加较多的,应采用拓宽或加高的办法来扩大渠道过水断面,确保改造后机组引用流量的需要.

对压力管道可采用:①流量增加不多的,使复核流速在允许范围内,水头损失增加比例较小的,高水头电站可不更换压力水管,低水头、大流量电站则需作进一步的比较论证,按投入产出比来确定是否更换;②流量增加较多,复核流速超出允许范围的,必须整体更换,其中对位处日夜温差大的山区高水头电站,最好用钢管取代水泥管,以提高压力管道运行的可靠性.

2 改造中应尽可能采用新技术、新设备

老水电站所使用的机电设备,目前大部分属于淘汰产品,且经过多年的运行,存在机组效率低、安全性能差等毛病.因此,改造中切忌贪图便宜而购买使用年限在20年以上,别的老电站换下的"二手货",以"旧"换旧,特别是关键设备水轮机,因其效率的高低直接关系到机组每kWh的水耗量大小,故改造中要尽量选择目前效率较高的机型,以保证改造后电站的经济效益.此外,有条件的电站,还可以彩小型电站计算机控制技术来提高电站的自动化水平,以适应电力生产科技发展的需要.

3 梯级电站改造,要考虑上、下级电站的流量适配

山区水流域梯级开发电站,下级电站的发电用水一般都来自上级电站发电尾水,上下级发电效益息息相关,因此这些电站扩容改造时必须考虑流域整体效益,统筹规划,以避免水资源的浪费.但由于历史的原因,建于20世纪60、70年代的电站,一般都是乡或村集体建造,所有权相对独立,电站利益各不相干,实际改造时往往只考虑本电站的效果而忽视改造后对下级电站的影响,因此在梯级电站改造实例中,常出现上级电站改造后增了效,而下级电站因"吃"不了来水而减效,使得流域整体发电效益不能增加或减少的现象.针对这一问题,笔者建议,可采用两种方法来妥善处理梯级老电站扩容改造中兼顾小流域整体效益的问题:①改变管理模式,采用股份制的方式组建小流域水力发电公司,对梯级电站统一管理、统一核算,改造时按上、下级电站流量适配、流域整体效益最大的原则来制定最佳实施方案;②不改变原有管理模式,采用工程措施,或上、下级电站同时扩容,或由改造电站和下级电站共同投资,将改造电站尾水渠适当扩大为下级电站的蓄水调节池,以减少弃水,尽可能保证下级电站的发电效益.

4 对原选机型不合理的电站,应考虑更换机型

某些老电站,由于当时技术和制造水平等原因,机型选择不合理,造成效率低、耗水量大,电站效益得不到充分发挥.如原来20m以下中、低水头小型水电站,可选机型一般为轴流定浆式,该机型高效率区较窄,非额定出力时机组效率下降幅度较大,造成单位电能水耗幅度增加,发电效益低.目前该水头段可选机型除轴流定浆式外,还有贯流式机组(目前已较好地解决了机组密封止水和绝缘问题)和混流式机组可供选择.因此,改造中应充分考虑这一因素,对于流量变化较大的引水式中、低水头径流电站,经充分比较后以更换机型为好.

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