水电站技改增容浅谈。小水电的改造

张 君

（山西省水利厅农村水电及电气化发展局 太原030002）

摘要：建国以来，全国小水电迅速发展，山西从起初的单个电站发展到今天电站与水电自供区电网相结合的较为完善的发、供电体系，开创了山西水电史上前所未有的好局面。但大多数电站建于上世纪50—80年代，经过几十年运行，设备老化、能量转换效率低，甚至存在严重的安全隐患，急需进行技术改造。如何利用已有设施和水力资源，使这些电站重新焕发活力，成为我们今后工作亟待解决的问题，从沁水县曲堤水电站技改增容可以得出一些启示。 主题词：水电站 技改 增容 更新改造 体会

一、工程概况

沁水县曲堤水电站位于沁河干流中部的端氏镇曲堤村南，是沁水县一项发电兼顾灌溉的综合性水利工程。该电站于1972年并网发电，设计引水流量14m3/s,设计水头17.3m，总装机5台，容量2000kW。其中发电机组3台，容量1200 kW，提水机组2台，容量800 kW，设计年发电量774万kW·h，设计灌溉面积1.2万亩。电站枢纽工程包括拦河引水坝、引水渠、压力管管道、厂房等。

二、电站存在的问题

该电站运行35年来，设备陈旧老化，维修困难，特别是1982年洪灾淹没机房，严重损坏机电设备的绝缘性，6300m的引水渠砌石滑塌，渠道淤积和过村段垃圾淤堵，引水流量大大下降，加之长期以来，供水价格达不到成本水价，工程折旧和大修费无处提取，致使工程严重失修，安全隐患甚多。随着工农业的发展，用水量急剧上升，水量严重不足，直接制约电站效益的发挥，严重影响本县电气化县以及新农村的建设。

1、引水渠问题

2002年该电站引用端氏河水入渠，解决了水源不足的问题。但由于村镇规划修建，曲堤水电站引水渠道现已成为村镇中心。引水渠经长期运行水力冲刷，致使渠道两旁干砌石滑塌，渠底提高，再加上两岸群众长期倾倒垃圾，乱扔杂物，渠道过水断面缩小明显，渠道淤积高度约1.5－2m。原设计引水渠梯形断面为渠口10.5m，底宽1.6m,高3.5m，现渠道断面为渠道口宽6.4m,底宽1.4m，高2m。

2、设备问题

2.1该电站由于运行年代长，水轮机磨损汽蚀严重，电机绝缘程度老化，且由于历史原因，存在额定功率和转速不配套现象，现机组出力仅能达到额定功率的55%左右，效率下降幅度大，年损失电量230万kW·h。

2.2该电站电气设备陈旧淘汰、极易损坏，且厂家已不再生产，有关器件难以配齐，控制保护及二次电气设备系统落后，远不能适应目前自动化管理的发展要求，每年因频繁检修需耽误两个月的生产时间，损失电量约70万kW·h，占年损失电量的30%。 三、增装机方案的提出及可行性

沁水县曲堤水电站工程是国家发改委、水利部确定我省的“十一五”水电农村电气化县项目。该电站的技改增容可有效改善当地群众的生产、生活条件，提高生活质量，改善环境，缓解农村生产生活用电紧张状况，对促进受益区社会主义新农村建设是十分必要和可行的。 电站技改增容的主要内容：引水渠道和发电机组及电气设备。

1、引水渠道改造工程

1.1针对上述由于引水渠位于村中，两岸群众倾倒垃圾，乱扔杂物，造成渠道淤积，影响过水

流量，存在安全隐患问题，采用混凝土盖板覆盖方案。覆盖后可通过加强管理和在盖板上设隔离墩解决盖板上修建筑物和通行的问题。

1.2针对过水流量衰减等问题，将原有引水渠道过水梯形断面进行扩宽改造。原梯形断面为渠口宽10.5m，底宽1.6m,高3.5m,通过技术改造，将引水渠道过水梯开断面改为宽5.5m,高4m（包括0.5m的安全超高）的矩形断面。其中矩形渠邦底宽2.4m，顶宽0.8m，背坡为1：0.4，高4m，采用M7.5浆砌石结构。

2、发电机组及电气设备改造

2.1该电站技改增容将原有3台发电机和1台提水机组改造为4×500 kW的发电机组。设计水头

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17.3m，设计流量m/s。机组形式为卧式机组，选用HLA244-WJ-84水轮机，SFW500-14发电机。

2.2厂房自动化系统。电站自动化系统采用微机技术，对厂房电气二次设备以及辅助设备的功能（包括保护、控制、测量、信号、自动装置等）进行集中组合和优化设计，其中包括：对机组及公用设备的启、停机的控制，工况监视；负荷的分配，直到输电线路以及输电线路运行全过程的自动控制。准确的与上级调度部门进行实时数据通讯等全方位自动监测，全面取代传统的继电保护方式，提高水电站设备安全运行的可靠性，并在电站运行、管理水平上实现自动化。

四、技改增容后的效果及效益分析

截止目前，沁水县曲堤水电站工程机组安装和引水渠道覆盖工程已基本完成。工程竣工投产后，各项指标基本能达到预期目标。

1、社会效益。电站技改增容后，可大大提高电站运行的安全可靠性，电站噪音明显降低，职工劳动强度显著减轻，生产条件得到改善，从而更好的保障了职工的生命财产安全。 2、经济效益。电站技改增容后，引水渠过水能力增强，电站自动化运行程度高，机组的能量转换效率大大提高，发电能力增强，新机组可达额定出力。电站全年发电量可达到1000万kW·h（其中自供电量500万kW·h）。厂用电、线损率分别为5%、10%，按上网电价0.20元/kW·h，自供电价0.51元/ kW·h计算，电站年发电收入可达325万元。年效益为224.2万元。 3、生态效益。电站技改增容后，可有效改善当地群众的生产、生活条件，提高生活质量。清洁能源的利用，进一步改善生态环境，降低森林植被的砍伐，减少二氧化碳气体的排放，同时，缓解农村生产生活用电紧张状况，对促进受益区社会主义新农村建设将起到积极的推动作用。

五、几点体会

1、水电站技术、增容、更新改造，不仅是在原来的技术水平上以新换老，而且是一个再创造的过程。水电站搞技改、增容、更新改造也能出效益，而且投资少，见效快，只要经济及财务指标可行就可以筹措资金运作。

2、对我省水电站的现状进行全面普查。结合我省目前水电站的实际情况，对全省水电站进行注册登记，并组织有关专家对电站的设备状况（包括检修及事故停机时间）、技术水平（机组的先进性和运行管理现代化程度）、能量转换效率和安全隐患等进行全面普查。在此基础上，编制切实可行的老电站技术更新改造规划。对花钱少，效益好的改造项目应优先考虑，对具体某个电站来说，首先要查出问题的所在，然后确定改造内容（水工、机械、电气等），认真分析改造的可行性（技术、经济、安全等）和改造方案。当然，对于安全隐患严重，无法实施技术改造的老电站，也可拆除重建、甚至报废，防止盲目改造和改造不改效的情况发生。 3、水电站设计中要认真论证选用的机电设备，充分利用已成熟的科研成果，选择技术先进、性能良好、质量可靠、效率高、损耗底的设备。例如：选择运行范围好、高效率的水轮发电机组，充分利用水力资源提高电站效益。

4、加强管理，提高运行管理水平和职工技术水平，是充分发挥技改、更新改造效益的保证。

水电行业部门应采取多种形式加强水电规划、设计、施工和管理人员的技术培训工作，切实引导先进的规划设计理念、先进的运行管理方法以及先进实用的新材料、新技术、新设备，在水电建设和管理中推广应用。

5、加大监督和检查力度。水电行业主管部门应对各地老电站技改、增容、更新改造规划、国家相关政策执行情况及国家财政资金使用情况加大监督和检查力度，并会同地方行业主管部门，组织有关专家及时对完成技改、增容、更新改造后电站的运行效果进行评估和验收，推进农村水电行业现代化的建设进程。

6、制定相关优惠政策，支持水电站技改、增容、更新改造。实践证明，老电站改造后，平均效率提高较大，有利于高效利用水电资源，有利于节约型社会的建设。同时，老电站技改、增容、更新改造几乎不会对生态环境造成任何破坏，反而会有利于生态环境的改善。目前，经济发达省份，老电站技改、增容、更新改造工作进展较好，而经济欠发达省份老电站技改、增容、更新改造工作进展较慢，究其原因主要是政策和观念问题。建议由国家出台相关优惠政策，如：中央财政补助、税收优惠和提高上网电价政策等，鼓励投资流向老电站技改、增容、更新改造。

7、多方筹措资金，摸索技改、更新改造路子。加快投融资体制改革，在继续争取各级财政对水电投资的同时，进一步解放思想，努力拓宽引进外资、银行举贷、市场融资等渠道，逐步建立起多元化、多渠道的水电投融资体制。 六、结束语

结合我省水电站的实际情况，因地制宜的对老电站进行技改、增容、更新改造，以社会经济发展对水电的要求为动力，以先进的科学技术为依托，采取多种综合技术措施，达到节省资金，见效快捷，提高经济效益的目的，确保农村水电站的高性能、高质量和安全可靠运行，以更好的促进我省水电事业的蓬勃发展。

作者简介：张君，男，2005年毕业于河海大学工程管理专业 助理工程师。