小水电站增效扩容改造施工难点与要点研究

小水电站增效扩容改造施工难点与要点研究

韦树和

广西壮族自治区来宾市武宣县水利工程管理站 广西 来宾 545900

摘要：水电作为电能来源的一部分，尤其是小水电，对于当地社会发展起着不可忽视的作用，但由于大多数小水电站建于20世纪80—90年代，运行时间长，且受当时设计、施工工艺、设备水平的限制，运行效率偏低，影响了小水电站的效益发挥。水电站改造技术应用是决定工程投资成败和运行效能高低的核心因素和关键环节。在经济快速发展的背景下，小水电建设和改造在多方面存在问题。本文在对问题形成原因进行深入分析的基础上，从小水电站改造完成后的经济效益角度出发，提出技术研究方案，希望为小水电站建设与改造工程提供参考。

关键词：小水电站；增效扩容；施工难点；要点研究

引言

近年来，随着小型水电站在农村地区的覆盖性建设，农村用电问题得到有效解决，水电站一方面保护着当地的生态环境;另一方面对地区的经济发展起到了重要的推动作用。但通过分析与观察当前大部分农村水电站的实际应用情况可以发现，老化的设备、落后的维修养护技术等都对其运行效率的提升带来制约与阻碍，要想充分发挥水电站的实用性功能，需要对增效扩容改造工作予以重点关注。

1小水电站增效扩容改造施工难点现状

1.1自动化程度低

设备锈蚀、卡组、破损，自动化程度低，运行费用高。受当时设计的技术条件限制，小水电站运行主要靠运行人员监控、管理，虽后期增加视频监控系统，但仍不能满足电站自动化控制的要求，加之闸门各部位均出现锈蚀严重、密封破坏及漏水量大等问题，启闭设备螺杆损坏、传动部件卡阻、限位装置破坏，造成检修频次增加，需投入大量人力物力，电站运行费用偏高。

1.2机组制造先天不足

运行环境复杂，沙蚀汽蚀严重，机组制造先天不足。小水电站建站之初所采用的机组，由于厂家整合重组，机组制造属赶工产品，存在一定的缺陷，没有充分考虑汽蚀、泥沙对机组的不良影响，没有采取必要的技术措施;电站建成后由于水质差、含沙量大等原因，导致机组汽蚀严重，各部振动、摆度严重超标，对机组各部位零部件造成较大的损害，严重威胁机组的安全运行。虽经多次小范围修复，安全运行得到了一定的保障，但仍未从根本上解决问题。

1.3施工材料的质量问题

小水电站工程施工材料的质量问题存在多方面的影响因素。以水泥为例，作为小水电站工程的重要施工材料，若其出现质量问题，将会影响小水电站工程的正常使用，甚至会触发大量的危机和隐患。例如，选用材料质量不合格的建筑材料，会导致工程的施工质量等级无法满足相应的要求，进而会在一些突发情况下，使小水电站工程项目出现无法想象的事故的问题。以水电站为例，溃坝、溢流等事故都会对水电站下游造成巨大的经济影响。小水电站工程的质量问题需要从各个环节着手，不同的施工材料需要有不同的质量检测标准，从根本上减少材料带来的隐患和不良影响。

1.4机电设备老化，效率降低

经过多年运行，机电设备老化，效率降低，主体工程问题众多。存在机组效率降低、转动部件磨损严重、发电机绝缘老化、自动化程度低等问题，尤其是电站发电用水为高泥沙水，机组磨损严重，电站已达不到设计效率，出力下降，降低了电站发电收益。

2小水电站增效扩容改造施工要点优化

2.1加强设计目标和原则

改造方案设计以技术先进、安全适用、经济合理、质量可靠、节能环保的理念，并实现“无人值班、少人值守”为目标；以提高水能资源利用、增加发电效益，消除安全隐患，淘汰性能落后产品和修复取水口以下河道生态环境为原则。改造内容主要包括水工建筑物、金属结构、机电设备、特种设备、送出工程等，并对影响安全生产的消防、安健环、照明、通信等设施进行改造。同时增加生态流量泄放措施和设施的设计内容。更换机组并扩容的新机组综合效率80%及以上，保留机组增效以电量计算增效20%及以上。

2.2水力机械优化

电站建设时间较早，机组设备在结构和性能方面都已陈旧、技术落后、事故多发、检修频繁。特别是由于当时条件限制，电站的水轮机制造技术落后，效率较低，过流能力差，总的能量指标偏低。扩容机组机型和布置，应充分考虑并保留原压力钢管、厂房和起重设备，节省改造成本；根据水质、水头和引用流量，选用耐磨材料、能效指标高、空化特性优良、运行稳定性好的水轮机，并复核水轮机吸出高度；对机组和压力钢管道的调节保证参数进行复核计算，对辅机、监控和励磁系统以及油、水、气等辅助设备作相应复核，按照技术先进、经济合理的原则纳入改造设计范围，并根据水轮机性能参数复核调速器性能参数；按最重起吊单件对厂内起重设备及其支撑结构进行复核。

2.3在小型水电站建设中使用自动网井装置

从小型水电站建设角度来看，需要保证各施工环节的连接效果。在小型水电站投入建设后，不仅需要考虑电网连接问题，还需要分析耗水情况。新电站运行之后，需要对设备进行全方位检查，并且生成准确的数据。要不断提升综合人员的个人能力，为电站正常运行创造稳定基础。在工作人员出现违规操作的背景下，可能造成严重的资源浪费，对电站的运行稳定性产生直接影响。为解决以上问题，在小型水电站建设过程中，可以合理应用自动化设备，通过网络技术对系统的缺陷进行弥补，逐渐降低损耗问题。通过了解电站运行情况得出，在应用自动化管理系统后，各项数据指标都得到了合理的优化，资源节约效果相对明显。

2.4提高小水电站工程施工材料的质量标准

要对小水电站工程的建设材料从多个渠道进行把关和严控。首先，要从材料选择、采购、运输、进场管理及使用等不同阶段进行分析和研究，针对各个阶段进行必要的材料质量管理。以材料运输为例，在运输过程中可能会因运输环境不适宜引起材料变质，如在运输过程中出现水泥受潮及水泥硬化等现象，这既说明了运输环节存在一定的疏漏和问题，同时也说明在运输车量和材料管控等环节中未能落实相应的管控标准。材料的质量影响因素多种多样，需要施工企业从具体的环节执行和落实，并且对各个材料质量影响因素进行剖析和探索，减少不利因素对材料质量的影响，并且开展一系列保障措施和管控策略，保障材料的施工质量。

2.5根据小水电站特点，选择合适的设备种类

在小水电站建设角度来看，设备质量影响最终的运行质量。在相关设备的影响之下，需要采用多元的设备管理方法，对设备进行合理分类，保证设备时刻处于稳定运行状态。不同设备有着不同的评测标准，需要根据建设现实需求选择设备类型，保证设备满足工程需求和技术需求。在确定工程投资比例时，首先需要对技术需求进行分析，提出设备工作效率要求，在符合标准的工作环境中，不断增加设备运行性能，增强小水电站建设质量。其次，建设符合标准的设备机组，从而满足不同的水体流量需求，保证设备效率不断提升，为水电站后期运行创造稳定基础。

结束语

水电站的增效扩容改造是一个再创造的过程，在改造设计的过程中，受制约的因素较多，影响参数也很多，如何寻找到一个突破口来达到电站增效扩容的目的是关键所在。对老旧电站进行增效扩容改造，不仅可以提高水能资源利用效率，保护河流生态环境，还可消除公共安全隐患，调整能源结构，促进节能减排，贯彻落实可持续发展的建设理念。

参考文献

[1]徐素云，金慧芬.小型水电站增效扩容改造技术要点分析.珠江水运，2015（8）：90-91.

[2]叶永，周胜，牟玉池，等.小型水电站增效扩容改造方案研究[J].人民长江，2017（7）：88-91.

[3]邓增录．水电站提高水机抗磨蚀能力的措施［J］．中国水能及电气化，2010(3):35-37．

作者简介：韦树和（1964–），男，工程师，主要从事水利建设施工管理工作。