金黨水輪泵站水輪發電機組技改問題探討

摘要：為了充分利用水資源，讓有限的水能源發揮更大的效益，必須盡量提高水輪發電機組的工作效率。使水輪機的高效率工作點盡量與實際工作情況相接近。在不需大改動的情況下，投資小，見效快，是技改成功與否的關鍵。

關鍵詞：水輪泵站；發電機組；技術改造

中圖分類號：TV734文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）12-0179-02

針對現存問題，進行增效技術改造。依據實際運行狀況，重新設計水輪機轉輪，提高水輪機出力，達到技改的目的。

一、概況

金黨水輪泵站始建于1966年12月，是灌溉與發電綜合利用的水利工程。閘壩上游集雨面積760平方公里，引水閘后安裝60-6型水輪機12臺和4×200kW水輪發電機組。由于渠道工程尚未完成，只能灌溉附近200多畝農田。因此，金黨水輪泵站實際是以發電為主灌溉為輔的綜合利用水利工程。1、2、3號發電機組分別于1979年、1980年運行發電，4號發電機組1992年運行發電。經過長時間的不斷運行發電，4臺發電機組已嚴重老化，特別是水輪機銹蝕，轉輪汽蝕、磨損嚴重，轉輪出力不足，在一定程度上影響單位經濟的增長，進行技術改造很有必要。

二、發電機組主要存在的問題和解決的方法

（一）1、2號發電機組主要存在的問題

1．水輪機為ZD560-LH-120，型號老，出力不足，轉輪汽蝕，轉葉磨損嚴重，間隙過大，影響水輪機正常出力。這樣的情況必須更換水輪機轉輪，然后對其他磨損和老化的部分進行維修，或者更換整臺水輪機。

2．由于水輪機是六七十年代的產品，啟閉不完善，操作十分困難，造成進水不足。那就需要更換和完善操作系統，并加強對員工的技術和文化的培訓。

3．中導軸承經常損壞，影響水輪機正常出力和增加維修成本。

4．發電機絕緣老化。更換老化的絕緣部分，并在一定程度上對發電機內部進行改造和調整，保證人身和生產的安全。

5．發電機至開關屏母線為鋁線，線徑偏小，發熱嚴重，線損比較大。加大線徑就比較經濟和安全。

（二）3、4號發電機組主要存在的問題

1．水輪機轉輪為ZD760-LH-120，出力嚴重不足，轉輪出現汽蝕，轉葉磨損嚴重，間隙過大。所以也必須更換轉葉片。

2．發電機絕緣老化。更換老化的絕緣部分，并在一定程度上對發電機內部進行改造和調整，保證人身和生產的安全。

3．水輪機銹蝕嚴重。需要進行除銹工作。

三、針對問題提出來的方案

2008年底，站領導班子根據本站的經濟狀況和有關水電專家的技術論證，決定先改造1號發電機組。

（一）水輪機轉輪改造

轉輪體，泄水錐用回原來的，只改造葉片部分，改造為ZDT03-LH-120型的轉輪。

（二）中導軸承改造

改中導軸承為主軸法蘭連接，取消中導軸承，直徑120mm的主軸改為用直徑150mm主軸。

（三）改造的費用

改造水輪機轉輪和主軸的材料費為12900元，更換發電機機油600元，人工補助，吃食等7500元。

（四）改造的效果

經改造后的1號發電機組單機出力由原來185kW提高到235kW，出力比原來提高27%。當四臺發電機組滿發時，上下游水位發生了變化，1號發電機組出力由原來165 kW提高到195kW，出力提高了18.2%。以滿發時提高30 kW計算，4個月多發部分可全部收回成本。

如果經濟條件允許，改造2號發電機組的轉輪和中導軸承，理論上單機發電超240 kW，四臺發電機滿發可發200 kW。3、4號發電機組只改造轉輪，單機發電可超250 kW，四臺發電機滿發可發210～215 kW，如果我站四臺發電機全部改造則可以提高120～130 kW，每年可多發電40～50萬度，經濟收入可多收10～12.5萬元（現行的上網電價為0.25元/度）。

四、技改效益

（一）提高電站的經濟效益

由于技改工程建設期短，投入針對性強，充分利用原有的設備，在不需大改動的情況下，投資小，見效快，一般在短時間內可回收全部投資。如果能像其他省市一樣報廢重建的電站享受新電價，擴容機組增加部分享受新電價，地方財政給予比新電站更加優惠的補助政策，投資回收更快。

（二）增加了社會效益

首先，確保了金黨水輪泵站的安全運行，更換后設備保證了供電的質量；其次，擴容電站能更加充分利用豐水期的水能源，多發電，多收入；最后，提高了運行工的技術素質，技改過程中運行人員一般全過程參與，特別是機修方面，使他們對機組設備有更加感性的認識，掌握了最新的技術動態。

（三）技改工作的思路與對策

1．加強與上級勾通，爭取有關部門和領導對小型水電行業的支持。爭取小水電技改項目。在有資金的前提下，盡量淘汰技術落后，效率低下的發電機組；更換為技術先進，效率高，維護方便，運行成本低的發電機組；甚至是無人值班的發電機組。宣傳通過技改保安全、出效益的典型例子，引起上級主管部門和主管領導的重視，統一了對技改的緊迫性和必要性的認識，為水電站技改政策出臺打下伏筆。

2．通過調研，制定技改規劃，真抓實干。通過對電站安全生產的檢查，對電站的水工建筑物、機電設備、運行管理等方面分門別類，解決規劃的落實和實施，針對實際我們從解決以下四個關鍵性問題入手：一是在統一思想認識的基礎上，將此水電站發電機技改列為發展計劃與財政投入建設項目，使財政對小水電的優惠補助政策得以延續，提高小水電技改的積極性；二是根據總目標和任務，分解制訂出具體實施的年度計劃，變規劃總目標為逐年的實施任務，實施力度為技改其他發電機，同時逐步更新和改造小網自供區的電力設施；三是建立由水利局具體負責技改建設的管理組織，對技改工程的規劃安排實行統一領導；四是建立完善的工程質量驗收標準與驗收制度。

3．對列入計劃的技改電站，享受新建電站電價政策。一方面可提高電站對技改的積極性，吸引社會多渠道投入，加快技改的步伐；另一方面可以加快技術和工藝升級，推動技術進步。

4．加強電站的科學化規范化管理。技改的真正目的是提高電站經濟效益，管理水平低，業務素質不高等現象，嚴重影響其效益的發揮。通過技改機器等提高職工業務素質和操作技能，規范操作程序，提高電站自動化水平；另外充分發揮水電運行的靈活性，合理調度提高水量利用率，提高經濟效益。

小型水電站在進行技術改造前，必須查清存在哪些問題，包括實際運行時的水頭、來水量、棄水量、機電設備狀況、水工建筑物及金屬結構運行狀況等，只有徹底摸清問題，才能有針對性地進行技術改造，取得實實在在的改造成果。

（四）優化設計，獲取最大的經濟效益

為了做好小型水電站的技術改造，一定要委托有資質的單位進行技術咨詢并做到優化設計，還要請專家對改造設計方案進行審查，因為一個好的設計方案，可以出水平出效益，反之，不重視設計，容易出紕漏而造成不必要的返工和經濟損失。

（五）一定要重視竣工驗收

為了檢驗小水電機組增容改造成果，應作技改前后性能對比測試；為保證技改工程質量，一定要做機組起動驗收，起動驗收合格后才能進行試生產運行；只有經過試生產運行合格并且遺留問題都已處理完畢，才能最終進行改造工程的竣工驗收，確保長期高效安全運行。

五、技術改造的途徑

小型水電站的技術改造，必須貫徹“四性”原則，即先進性、合理性、經濟性和特殊性。應該針對金黨水輪泵站的具體情況，因地制宜，進行優化設計。所謂先進性就是要擇優選用一個性能先進、技術成熟的好轉輪和配套性能先進、運行可靠的水輪發電機及其輔助設備；合理性就是要緊密結合和妥善處理本電站的不可變更或不宜變更的制約條件；經濟性就是要在有限的投資情況下，盡量增加年發電量，提高水電站的經濟效益；特殊性就是特殊問題用特殊辦法處理。金黨水輪泵站采取以下幾種方式，采用更新改造或增容改造方式。改進過流部件型線與結構。其目的在于提高水輪機的運行效率、增容，增加年發電量。更換了發電機定子和轉子的老化繞組并提高了絕緣等。當水輪機功率確定之后，都需要為其配套相應功率的水輪發電機。對輔助設備也要進行核算，以決定是否更換。

由于水輪機和發電機是兩個不同范疇的對象，其技術發展階段不同；也由于水輪機在水輪發電機組中處于原動機的地位，故水輪機運行效率高低影響顯著；水輪機的選型技術難度較大，影響參數也多，在水電站實際運行中出現的問題也比較多，這是符合客觀規律的。因此，必須分清主次，首先要抓住水輪機的改造，從而帶動水輪發電機和整個水電站機電設備及水工金屬結構的技術改造，這是應當遵循的原則。

六、結語

隨著科技的發展，社會的進步，不斷的升級的機器和設備，那么，舊的數據和設備都必須得更新，為了能改進技術和設備，與現代的科技接軌，所以，換取新的設備是必要的。才能保證在降低成本的同時，也能提高利潤和效率，保證正常的工作。

作者簡介：譚鑑成（1964- ），男，廣西興業人，興業縣小水電管理站助理工程師，研究方向：水利水電工程的規劃、設計，施工管理，水政執法等。