农村水电站增效扩容改造方案及评价

农村水电站增效扩容改造方案及评价

黄次宝

贵港市达开水库管理局537100

摘要：农村水电站属于我国农村基础电力供应系统的关键组成部分，同时也是农村地区实现对于地方水资源和自然环境保护的有效手段及措施。在改造农村水电站的过程当中，由于客观条件较为复杂，因而农村水电站的改造设计难免会存在一定的困难性。本文基于我国农村水电站的现状出发，从多个角度提出了农村水电站改造设计的具体内容。

关键词：农村水电站；增效扩容；改造方案

引言

农村水电站一般为小规模水电站，其往往承担着保证农村区域电力供应的基本任务，并对农村建设及农村经济发展付出了不可磨灭的贡献。我国农村小型水电站的建设数量较多，目前已经超过4.5万座，其年发电站约站我国水电全年发电量的三分之一左右。大部分农村水电站的建设年限较早，由于受到建设阶段时的技术和理念等多个层面的限制，目前普遍出了机组设备老化、发电效率低、能源浪费等诸多的问题。为了实现对于农村水电站的优化升级，充分利用农村水利资源，就必须有计划、有目的、有针对性的对农村水电站进行扩容改造，促使农村水电站发挥出真正的作用价值。

一、案例分析

达开水库位于马来河中下游，是一座以灌溉为主，兼顾发电、养殖等综合利用效益的大（2）型水利工程。达开水库于1958年9月动工兴建，1965年8月建成并投入运行。但是，由于运营时间较长，达开水电站现阶段存在着诸多的问题，达开水电站机组从投产运行至今已经近四十年，且达开水电站并未设置供电区，从而造成水库经济十分困难。正因如此，在开展达开水电站增效扩容工作之前，相关工作人员需要全面落实资料收集及分析工作，这不仅仅是改造计划设计的基础要求，更能帮助工作人员正确认识到达开水电站的现状及实际情况。达开水电站的资料收集内容主要包括以下几点：一是水文气象资料。在收集水文气象资料时，工作人员可以与地方气象部门进行联系，并尽可能收集到较多的水文气象资料。二是水库的特征水位。特征水位资料的收集可以参考水库的管理资料。三是坝顶、溢洪道堰顶的高程。工作人员需要参考以往的高程资料以及现在的高程资料，并在综合各项影响因素的基础上做出正确的分析。四是引水系统的尺寸及衬砌形式，一般采取现场测量的资料收集形式。五是达开水电站厂房的基本建筑信息及现状。六是建筑物和机组设备所存在的问题。达开水电站的两套机组设备为1972出厂的产品，其运行时间超过了40年，存在设备严重老化、安全性下降等问题；机组调速器型号较老，且在长期运行后出现了不同程度的反应迟钝问题，其整体运行效果不稳定；励磁系统整体性能下降，抗冲压效果不佳，极易造成内部构件的损坏问题，如二极管等。

二、建筑物的加固

（一）建筑物的安全评估

设计单位需要根据建筑物的实际安全情况作出客观的评估分析，并适当对建筑物改建或调整。当建筑物存在一定的安全隐患问题或者出现表面损坏情况时，只需要对其进行简单的修复处理；若建筑物整体结构稳定，但存在局部损坏严重情况时，需要对其损坏部位进行维修；若建筑物结构遭到损坏，并属于危房的序列，则应当采取拆除重建的措施。

（二）引水系统的改造

引水系统是保证农村水电站发电效率的关键部位，设计单位需要对引水系统的过流能力进行综合性的评估，若其不符合预期的标准及要求，则应当优先从经济角度进行考虑后，再设计改造计划。

（三）压力管道的复核

压力管道一般为钢制，长期使用后难免会出现锈蚀现象，且不同应用区域的压力管道改造方式也会存在一定的差异。锈蚀现象较轻、整体无破损的压力管道仅需对其进行简单的保养即可。而对于锈蚀较为严重、明显老化以及存在开裂现象的压力管道则需要进行更换处理。除了压力管道之外，起到承载作用的支墩也会因为使用年限的增加而出现老化情况，其一般表现为底部不均匀沉降，若沉降现象较为严重，则需要拆除重建。

（四）厂房环境的更新

在对厂房环境进行更新时，设计需要充分考虑机电设备的运行环境，并在条件允许的情况下适当减少厂房的数量，将多个机电设备合并管理，从而达到提高后期管理效率的目的。鉴于达开水电站厂房存在屋顶漏水问题，故在修复厂房屋顶时添加了额外的防水层。

三、水电机械的改造

（一）问题评估

从本质来看，农村水电站增效扩容工作的核心在于对水电机械的改造。为达成这一目标，就必须认清农村水电站水电机械现阶段所存在的诸多问题，并制定针对性较强的改造计划。水轮机各项参数与农村水电站的实际需求存在偏差的问题最为常见，水轮机的使用寿命较长，且多数农村水电站的水轮机存在老化问题严重的情况。由于农村水电站建设初期受困于技术落后的影响，从而导致部分水轮机存在额定水头选择错误的情况，进而影响到机组的具体运行参数。从某种角度来看，水量的变化取决于水电站上流的淤积情况，当水电站上流流域淤积问题较为严重时，就会知道水轮机的工作参数与实际存在偏差，致使其工作效率无法在最大程度上得到发挥。这种现象的存在不仅仅会降低水轮机的运行效率，更会直接造成水资源和电力资源的浪费，甚至还会降低水轮机的使用寿命。

（二）改造应用

在对水电机械进行改造时，工作人员需要调整局部零件及设计，从而提高水电机械的效率、安全性、稳定性以及节能性，其改造原则包括以下几点：一综合考虑水电机械的型号及布局设计，充分利用原有的预埋件以及水电站建筑的可用价值，从而实现对于改造成本的有效控制。若改造后的水电机械能够创造更高的经济效益，则可以进一步改造其转轮或者更换新型的水电机械；二是复核水电机械的各项参数，工作人员需要全方位复核水电机械的运行参数，对相关辅助提供进行检查维修，并从经济合理性的角度适当采取增效扩容措施；三是复核水电站厂房的起重设备，若水电站起重设备所吊运的对象超过了其额定起重量时，为保证吊运的安全性，则需要在改良升级后才可进行使用。

四、水轮发电机的改造

在改造水轮发电机时，工作人员应当优先对其通风冷却系统及子线圈、发电机等部分进行改良，若水轮发电机老化问题严重无法长期使用时再考虑整体更换的问题。达开水电站的水轮机改造主要为更新式的修复，发电机分别按3800kW和2200kW进行增容改造，并对转轮、调速器、各类管道等相关配套设备进行适当的调整及更新。此外，在改造励磁装置时，工作人员需要以安全性、稳定性以及自动化程度作为评估励磁装置性能的主要标准，更换时应当优先考虑新的励磁装置是否具有自动调节的功能。若在条件允许的情况下，任何一个零部件及设备的更换都应当将环保节能效果视为主要的选择标准，且要坚决杜绝使用高能耗及具有污染性的机械设备。

五、金属结构的改造

农村水电站的金属结构的主要作用在于提高稳定性与安全性。在对金属结构进行升级时，应当优先考虑金属结构能够承担机组扩容后所形成的压力影响，若无法得到实际使用需求，曾应当适当根据机组扩容情况增加金属结构。此外，施工单位还需要对现有的金属结构进行安全性检查，排除安全隐患，并解决金属结构长期使用后所暴露出的腐蚀问题、形变问题以及漏水问题。

六、结语

综合来看，农村水电站增效扩容改造工作的核心在于提高水电站的综合效益，其工作重点集中在水轮机的改造工作以及相关配套设施的维护和更新方面。在设计增效扩容改造计划时，需要从农村水电站的实际情况出发，坚持因地制宜的原则，不断根据改造进度适当调整改造计划，以确保改造计划的合理性与实用性。只有当农村水电站实现了效率提高、容量增加，才能够体现自身的价值作用，带动农村经济的持续发展。

参考文献

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