關于做好農村水電增效擴容改造工作的幾點思考

陳炳漢

摘要：從改革開放之后，我國的水電建設的發展速度越來越快，取得了巨大的成就，而我國的小水電資源在經濟發展中也起到了非常關鍵的作用，有效的讓污染物的排放減少。但必須要對水電進行增效擴容改造才能夠讓電站的工作更好的進行下去。文章實際的案例來分析了如何做好農村水電增效擴容改造工作。

關鍵詞：農村；水電；增效擴容改造

一、前言

農村水電是國家農村經濟社會發展的重要基礎設施，自建國以來，在國家的大力支持，農村水電建設蓬勃發展，為地方經濟和農村經濟的發展做出了重大貢獻。但是，由于早期興建的農村小水電站，多數是獨立或區域小網的運行方式，在規劃或設計上，偏重考慮年利用小時，電站裝機偏小，以致豐水期棄水較多，浪費了水能資源，所以要對其改造擴容，將獲得較大的增效，提高水能資源的利用。

二、案例分析

博白縣老虎頭水庫壩后電站是老虎頭水庫梯級電站的第一級，屬水庫調洪電站。位于主壩外坡腳，為壩后式電站，于1985年10月建成，設計裝機容量4×320 kw。壩后電站投產已26年，原設計年均發電量478萬kw.h，實際多年平均發電量328.9萬kw.h，最多1995年400多萬kw.h，從未達到發電量設計值。

按照2011年中央1號文件精神和國務院 “十二五”節能減排總體部署，2011年，財政部、水利部對浙江、重慶、湖北、湖南、廣西和陜西等6個省（區、市）1995年年底以前建成的農村水電站，組織實施了增效擴容改造試點，博白縣老虎頭水庫壩后電站被列入廣西農村水電增效擴容改造工程36個試點項目之一。

2011年9月7日，自治區水利廳以桂水計[2011]184號《關于玉林市博白縣老虎頭水庫壩后電站增效擴容改造工程初步設計報告的批復》批復工程總投資418.22萬元。建設任務為：對廠房、升壓站維修加固，水力機械改造，電氣工程改造，金屬結構改造。為加快推進試點工作，我處與縣水利局、參建單位簽訂了責任書，分解目標任務，逐級落實工作責任，形成了一級抓一級，層層抓落實的工作格局。制訂工程安全施工措施及施工倒排計劃，精心組織施工，經過上級有關部門及參建單位三個多月努力、支持、幫助下，于10月12日土建工程基本完工、10月23日主變、控制屏、發電機組安裝完成。于11月1日在廠家技術員的指導下開啟1#、2#機組并網調試運行72 h；11月3日開啟3#、4#機組并網調試運行72 h，單機達額定出力320kw。

于2012年11月19日，由自治區水利廳、財政廳組織的廣西農村水電增效擴容改造工程試點項目機組啟動和完工驗收會在博白城區舉行，博白縣老虎頭水庫壩后電站主要建設內容已按初設批復基本完成，工程質量合格，機組啟動運行正常，工程檔案資料基本齊全，同意通過機組啟動和完工驗收。

試點實踐表明，對老舊農村水電站進行增效擴容改造，不僅進一步提升電站安全運行水平，減少噪聲，能消除安全隱患，提高水能資源利用效率，促進節能減排，還能改善河流生態，惠及當地群眾和地方發展。在增效擴容改造中，各地廣泛采用新技術、新材料、新工藝和新設備，實現了電站設備設施的升級換代，自動化、信息化和現代化水平全面提高，能效和發電能力大幅度提升。通過改造更新了機電設備，促進了安全生產；加固了水工設施，消除了安全隱患；改造后，根據有關政策，我處上網電價相應得到了提高，增加了單位的經濟收入。

三、現農村水電站的主要問題

我市水電站大多建于上世紀八十年代，個別早的建設于上世紀七十代未，遲的也就建于上世紀九十年代初，大多數電站都經過二十年以上的運行，普遍存在以下問題：

1、設備老化，綜合效率低

由于受當時的技術水平和經濟條件限制，水輪機蝸殼銹蝕、轉輪氣蝕；活動導葉、導水機構磨損；發電機絕緣老化；部分發電機勵磁系統備品備件無從購買等，這些水電站機組設備大多老化嚴重或已超過使用年限，個別機組存在安全隱患，造成水輪發電機組平均綜合效率低于65%，如通過增效改造，增效潛力將可達到20%。

2、安全隱患多和水資源利用率低下

某縣為農業大縣，受當時經濟條件制約，大多數國有和集體電站通過銀行代款融資建設，受當時設計水平，施工技術條件等影響制約，水電站設計標準普遍偏低，加上二十多年的生產運行，存在著水工建設物、金屬結構和機電設備老化，擋水建筑物、引水渠道和壓力管道、伸縮節等跑、冒、滴、漏和機組溫度過高長期存在，通過擴容改造優化設計，增加20%的容量沒有問題。

四、我單位增效擴容改造的主要技術內容

農村水電增效擴容的主要目的是實現增加容量或者提高效率，為此應組織專家對電站進行調查論證，因地制宜地找到適合電站實際的增效擴容改造內容。根據實際情況，農村水電站增效擴容改造的主要內容有：改造水工建筑物；改造金屬結構；改造機電設備。

1、水工建筑物的改造

我單位在現有建筑物的基礎上進行改造，其中大壩、壓力管和進廠公路不進行改造，電站廠房、變壓器進行維修加固。

2、金屬結構的改造

金屬結構的改造主要目的是提高水量利用率，同時提高電站的安全性，改造的主要內容有：

⑴更換10t橋式起重機；

⑵更換蝶閥4臺和伸縮節，減少滲漏；

⑶對攔污柵的結構進行改造，減少輸水系統的水頭損失；

⑷更換閘門，減少漏水。

3、機電設備的改造

⑴水輪機的改造

水輪機的改造主要有水輪機整體更換和水輪機部分機件更換二種。對于水輪機整體更換的，水輪機的選型就非常重要，選型不好，直接影響到發電機組的出力，以前水輪機的設計均是通過模型試驗進行開發、優化，這已成為行業設計的標準做法了，但模型試驗技術成本高昂，所需時間長。這次壩后電站，經過設計采用4臺HLA551E-WJ-50混流式水輪機。其特點是結構緊湊，空化系數小，效率高，配套320kw發電機，其88%高效率圈相應水頭為22～30m，覆蓋了壩后電站22～29m的水頭變化范圍。HLA551E-WJ-50臥軸水輪機單機額定流量1.53m3/s，水輪機額定水頭為26m，額定點效率88%，單機額定出力343kw。

⑵發電機的改造

發電機的增效改造方法有三種，一是更換發電機，將原有刷勵磁系統改為無刷勵磁系統，這樣可以實現增效的同時，解決原發電機繞組絕緣老化的問題，這種方法投資大點。二是改造原發電機定子繞組，我們可以通過加大繞組的線徑，提高發電機的槽滿率，采用環氧粉云母做絕緣材料，用高性能導磁材料做發電機槽楔，改善通風結構降低溫升等，通過這些改造可以減少發電機銅損、鐵損，提高定子的額安電流，從而增加發電機出力。三是通過無功電容器補償的方法提高功率因數，減少無功電流的同時增加有功出力。壩后電站這次改造為電機型號為SFW320-8/850。其額定電壓采用0.4kv，額定電流577.3A，額定頻率50HZ，額定功率因數0.8，額定轉速750r/min，飛逸轉速1500 r/min，定、轉子采用B級絕緣。

⑶水輪發電機組附屬設備的改造

水輪發電機組附屬設備的改造主要包括調速器、勵磁設備等的改造。調速器目前我單位采用的是型號為GKT-300微機調速器，該型調速器運行安全可靠，大大減少了運行人員的工作量。由于發電機炭刷、換向器易于磨損，配件購買困難，我單位配用靜止可控硅勵磁裝置。

⑷變壓器的改造

由于參加農村水電增郊擴容改造項目的單位運行時間較久，很多變壓器已經老化，有的是工業和信息化部公布的高能耗落后淘汰的變壓器。變壓器的更換應更換成新的低損耗節能式升壓變壓器。根據電站裝機容量及接入系統方式，采用2臺發電機接一臺變壓器的擴大單元接線，電站共4臺機組，設兩臺主變，型號為SJL7-800/10采用單母線接線，出線一回。

四、如何落實農村水電增效擴容改造

雖然試點中各地都調整了農村水電上網電價，但仍是各類電能中最低的，甚至不足其他可再生能源上網電價的一半，普遍存在調價難、調價滯后等問題，國家要求“實現水電全額上網，同網同價”的政策得不到有效執行，既沒有體現出國家鼓勵可再生能源發展的政策導向，又嚴重制約了農村水電健康發展和良性運行，影響了農村水電服務“三農”的能力。還要發揮市場的資源配置作用，引導金融機構和社會力量對增效擴容改造項目給予支持。處理好項目改造與河流規劃調整完善的關系，通過增效擴容改造，促進河流規劃的調整完善，按照人與自然和諧、人與水和諧的生態文明理念，統籌好發電與防洪、灌溉、供水、生態等水資源綜合利用，做好中小河流水能資源開發規劃工作。

五、確保實施效果，突出抓好五項工作

一要加強組織領導。要細化實施方案，完善協調機制、落實責任分工，明確具體措施，形成一級抓一級、層層抓落實的工作格局。

二要及時落實資金。水利部門要積極配合財政部門協調落實配套資金，協助并督促項目單位落實自籌資金，確保改造資金及時足額到位。

三要積極做好指導服務。要認真研判項目實施各階段的工作重點和制約工期的主要因素，幫助項目單位制定科學的項目改造流程，指導做好施工組織、設備安裝調試、項目法人驗收和績效評價等工作。

四要加強監督檢查。各級水利部門要會同財政部門加強監督檢查，確保工程進度、質量和安全，加強財政資金管理，確保資金安全。

五要做好績效評價。各地要對改造工作組織、建設管理、資金管理、工程驗收、改造效果及長效機制落實情況進行定性定量評價，并實行相應的獎懲。

六、結束語

全面推進農村水電增效擴容改造，有利于節能減排和生態文明建設，是財政部、水利部貫徹十八大精神的一項具體行動。因此我們要以高度的責任感和使命感，開拓創新，狠抓落實，力爭用兩到三年時間，全面完成農村水電增效擴容改造工作，推進節能減排，加強生態文明建設，使農村水電工作邁上新臺階。

參考文獻：

[1]田中興.小水電的新使命——在第一屆“中國小水電論壇”上的主旨講話[J].中國水能及電氣化，2010（05）.

[2]楊靜.關于廣西“十二五”農村水電發展的思考[J].中國水能及電氣化，2010（10）.

[3]戴靈輝.農村水電增效擴容改造項目技術審查要點的探討[J].中國水能及電氣化，2013（Z1）.