論節能減排項目——增效擴容改造

□潘永全(鎮遠縣水利局)

論節能減排項目
——增效擴容改造

□潘永全(鎮遠縣水利局)

農村水電增效擴容改造是中共中央、國務院為了加快水利改革的發展，提高水能資源利用效率，保障農村用電需要，促進農村水電持續有序發展而做出的一項重大舉措。本文主要闡述了貴州省水電站增效擴容改造項目的意義和要求，并且實例探討了貴州省水電站水輪機組的增效擴容改造工程。

節能；水電站；增效；擴容；改造

0 引言

我國農村水電裝機世界第一，2011年前達4.50萬座，總裝機容量達到6200萬kW，在建裝機1000多萬kW，年發電量2000多億kW·h，為農村電力發展及人民群眾生活水平的提高起到了很大的促進作用。但是很多水電站由于運行多年，加上當時的設計水平、施工安裝技術水平、設備制造水平及材料的限制，目前出現技術落后、設備老化、出力不足、效率低下、超期服役及機電設備不配套、事故隱患日益增加等問題，嚴重影響電站的經濟效益和安全生產，因而必須對農村水電站進行擴容改造。

1 貴州省實施農村水電增效擴容改造的重要意義

1.1 農村水電是貴州電力工業的重要組成部分

貴州省農村水電資源豐富，技術可開發量733.50萬kW，改革開放以來，貴州省農村水電建設蓬勃發展，目前全省已建成農村水電站1408座，總裝機容量259萬kW，在建農村水電站115座，裝機容量77萬kW。多年來，在水利部的關心、支持和指導下，貴州省共建成達標驗收了21個農村初級電氣化縣和34個水電農村電氣化縣，自2003年開展小水電代燃料試點以來，共建設了30個代燃料項目。農村水電在促進地方經濟發展、惠及“三農”等方面做出了重要貢獻。

1.2 實施農村水電增效擴容改造的必要性

1.2.1 是發展可再生能源、促進節能減排的迫切需要

農村水電增效擴容改造不需移民，不增加環境負擔，開發成本和電能質量均優于風能、太陽能等同類能源。全面實施農村水電增效擴容改造，不僅可鞏固全省需要改造電站的發電能力，還可較大規模地新增水電發電量。

1.2.2 是消除工程安全隱患、保障公共安全的迫切需要

貴州省農村水電多建于20世紀50-70年代。這個時期建設的農村水電站普遍存在設計標準低、建筑質量差、設備制造水平及技術性能低等問題。經過多年的運行，設備老化嚴重，安全隱患多。通過增效擴容改造，可消除工程安全隱患，保障公共安全。

1.2.3 是服務“三農”、促進社會主義新農村建設的需要

農村水電是當地農民、農村集體經濟組織的重要收入來源和農村公益事業的主要支柱。實施增效擴容改造，將直接惠及當地農民，并對鞏固農村基層政權、加強農村基礎設施建設、壯大農村集體經濟具有重要作用。

1.2.4 是進一步發揮財政資金作用、提高病險水庫除險加固整體效益的需要

目前貴州省許多水庫附屬小水電站的機電設備均未實施更新改造，因此，實施農村水電增效擴容改造，不僅可以促進可再生能源的發展，還能進一步發揮財政資金作用、提高病險水庫除險加固整體效益，促進水庫良性運行。

2 貴州農村水電增效擴容改造的總體要求

2.1 農村水電增效擴容改造的必備條件

水利部、財政部聯合下發的《農村水電增效擴容改造財政補助資金管理暫行辦法》，是指導做好農村水電增效擴容改造工作的基礎和依據。結合貴州農村水電實際，納入《貴州省農村水電增效擴容改造實施方案》的電站必須具備以下條件：

符合河流綜合利用規劃、防洪規劃和河流水能資源開發規劃,1995年及以前投運的，單站裝機容量5萬kW及以下的農村水電站，且不屬于“十二五”時期水電新農村電氣化或2009-2015年小水電代燃料項目。項目前期工作基礎較好，綜合效益突出，地方政府和業主積極性高，具備較強的籌融資能力，能夠保證項目按時實施完成。對已實施水庫除險加固、民族地區、貧困地區和具有水利綜合利用功能的電站，優先考慮納入增效擴容改造范圍。電站已按照水利部、工商總局、安監總局和電監會《關于加強小水電站安全監管工作的通知》（水電〔2009〕585號）的要求，落實農村水電安全生產“雙責任”主體，法人機制與管理制度健全，基本建設手續完備，產權明晰，管理規范，改造后能實現長期穩定運行。以電量計算的增效擴容潛力原則上需達到20%以上，對支農惠農作用明顯和綜合效益較大的項目，增效擴容潛力不低于10%。

增效擴容改造后額定工況下水輪發電機組的綜合效率將分別達到以下指標:單機功率<3000kW：75%以上；單機功率3000～10000kW：81%以上；單機功率10000kW以上：88%以上。改造后發電年利用小時原則上不低于3300h，有綜合利用功能的原則上不低于3000h；按改造后裝機容量計算，單位千瓦改造投資不超過4000元/kW，新增電量改造投資不超過4元/kW·h。

2.2 農村水電增效擴容改造基本情況

2.2.1 預期計劃

納入實施方案的增效擴容改造電站163座，改造前裝機17.57萬kW，年發電量6.50億kW·h，改造后裝機24.76萬kW，年發電量10.39億kW·h，改造后增加裝機7.18萬kW，增加發電量3.89億kW·h，改造總投資約7.80億元，單位千瓦投資3154元/kW，新增單位電能投資2元/kW·h。

2.2.2 資金籌措

增效擴容改造共需資金7.80億元，申請中央補助約3億元，申請省級配套補助資金1.40億元，項目單位自籌1.70億元，銀行貸款1.70億元。

2.2.3 進度安排

項目實施按兩年分兩批次安排開工。第一年安排實施100個項目，完成總投資5.20億元；第二年安排實施63個項目，完成總投資2.60億元。

3 水電站水輪機組增效擴容改造案例分析

3.1 水電站機組基本參數

貴州某水電站裝有3臺混流式水輪發電機組，額定水頭50.50m，工作水頭變幅40～63m。其中2臺單機額定出力1600kW，電站計劃改造增容到2000kW，目前在可研立項階段。表1為該水電站水輪機設備技術參數。

3.2 機組運行情況

該水電站投產以來，相繼發生水輪機振動、轉輪葉片大量裂紋且頻繁出現、轉輪空蝕及磨損嚴重、下導軸瓦松動，加上長期補焊整型，其葉片型線、葉片厚度和葉片開口值等均遠遠偏離設計值，導致3臺機組水輪機效率和機組出力大幅度下降，穩定性也很差，已嚴重威脅機組的安全穩定運行。這些問題的產生與制造的質量有關，更重要的原因很有可能就是因為水輪機的設計選型不當。

3.3 改造目標

在50.50m額定水頭條件下，增容改造后達到額定出力2000kW，在較高水頭下運行，機組應保證穩定性能滿足要求。

3.4 水輪機增容改造方案

表1 水輪機設備技術參數表

通過全面分析該電站增容改造的條件和實際需求，推薦HL2517型轉輪應用于本站改造。改造轉輪滿足以下技術指標，見表2。

表2 HL2517-71轉輪改造后技術指標表

采用HL2517-71轉輪改造后，水輪機額定流量可以由改造前的4m3/s增加到改造后的4.80m3/s，增加最大幅度為20%；額定點運行效率提高1%左右。改造后的機組額定出力能夠達到2000kW，空化系數與HL220基本相同。經校核，改造后水輪機的水力性能和機械性能完全滿足安全穩定運行的要求。

綜上所述，HL2517-71轉輪是計劃增容改造電站機組增容改造比較理想的轉輪。

3.5 改造效益初步估算

本站機組改造后，水輪機效率將有一定提高，在相同來水量的條件下可增加發電量。平均效率由改造前的87%提高到改造后的88%，可年增電量約26萬kW·h。改造后由于水輪機過流能力提高，兩臺機組額定出力可以提高800kW左右，如按滿負荷運行8000h計算，可年增發電量640萬kW·h。

4 結語

在水電站改造工程中，所謂增效擴容改造就是對原本水電站損壞或者舊項目進行改造，這樣做的主要目的是為了對水能資源進行充分利用，并且能夠對河流生態環境進行有效保護。在實際工程施工中，需要根據工程的具體情況，對發現的問題進行詳細的研究，找出有效的解決措施，這是既減少發電損失又能按時完成水電站增效擴容改造任務的關鍵。

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2013-12-20

趙 鑫）