隆昌縣漁箭水電站增效擴容改造施工設(shè)計

彭祥英（隆昌縣沱灌工程管理處，四川　內(nèi)江　642150）

隆昌縣漁箭水電站增效擴容改造施工設(shè)計

彭祥英
（隆昌縣沱灌工程管理處，四川內(nèi)江642150）

我縣擁有農(nóng)村小水電站三座，都建于20世紀80年代，經(jīng)過幾十年運行，這些小水電站設(shè)備陳舊，電氣老化嚴重，絕緣性差，控制保護方式落后，機組振動及噪音大，整體故障率高，能量轉(zhuǎn)換效率低，甚至存在嚴重安全隱患，嚴重威脅著電站職工的身心健康和生命安全，急需進行技術(shù)改造。該文對隆昌縣漁箭水電站改造前存在的問題、改造實施項目、改造后效益進行分析。

水電站；增效擴容；效益

漁箭水電站修于隆昌縣漁箭河中游，利用黑水凼水庫蓄水發(fā)電，本電站于1982年竣工投產(chǎn)發(fā)電，該電站存在水輪發(fā)電機組運行時間長達31年，電氣設(shè)備老化，誤動作頻繁，造成機組開停機頻繁，設(shè)備檢修時間較多，近10年平均發(fā)電量僅60萬kW·h，達不到原設(shè)計年發(fā)電量，年利用小時僅1752h。水輪發(fā)電機組效率低下，運行噪音偏大，安全可靠性差，水機輔助設(shè)備老化，技術(shù)落后，電氣設(shè)備和控制系統(tǒng)技術(shù)落后、存在安全隱患、運行管理人員過多、運行成本較高等一系列問題，因此，漁箭水電站急待進行增效擴容改造，以保證漁箭河中下游工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水安全。

一、工程改造前狀況及歷年運行情況

（一）工程改造前狀況

漁箭水電站位于隆昌縣漁箭鎮(zhèn)黑水凼村。是利用黑水凼水庫蓄水發(fā)電，于1979年底正式開工興建電站。電站設(shè)計平均水頭20.1m，設(shè)計引用流量每秒2.118m3，裝機3×100kW的臥式混流式水輪發(fā)電機組。設(shè)計年發(fā)電量為100kW·h，設(shè)計年利用小時為2920h，實際發(fā)電量多年平均為60萬kW·h，年利用小時為1752h。電站總投資為68萬元。電站經(jīng)10kV專線并入國家電網(wǎng)運行。

（二）歷年運行情況

1原放水口閘門無自動裝置，啟閉困難，攔污柵嚴重銹蝕，損壞（欄污柵水位差無信號顯示）。

2原勵磁系統(tǒng)為勵磁機提供勵磁和復(fù)式勵磁方式，由于運行時間過長，運行年限已有27年，勵磁機整流子車削多次后整流子直徑變小。其物理中性線變化較大，勵磁調(diào)整效果較差，碳刷火花較大，勵磁電流不穩(wěn)定變化較大，且經(jīng)常剩磁消失需充磁，操作極其不方便。

二、改造前情況

（一）水工建筑物問題

1擋水建筑物

經(jīng)過31年的運行，大壩壩體出現(xiàn)裂縫滲水，特別是經(jīng)過洪水沖刷，已出現(xiàn)安全問題。經(jīng)簡單整治，基本滿足電站運行要求。

2廠區(qū)建筑物

廠區(qū)建筑物包括廠房、升壓站、引水渠、尾水渠及生活區(qū)房屋建筑。由于電站建于80年代中期，因設(shè)計和資金問題，廠房及廠區(qū)辦公、職工住宿比較簡陋，經(jīng)過20多年的運行，已經(jīng)出現(xiàn)房屋漏水門窗破損，墻體風化等系列問題，已嚴重影響電站的安全運行。引水渠、尾水渠經(jīng)幾次洪水沖刷已出現(xiàn)底板滲漏墻體風化等系列問題。經(jīng)簡單整治，基本滿足電站要求。

（二）機電設(shè)備問題

1水輪機

原水輪機轉(zhuǎn)輪模型技術(shù)落后，效率偏低，碳鋼制造，水輪機轉(zhuǎn)軸運行時間長，轉(zhuǎn)輪銹蝕嚴重掉邊，經(jīng)過多次檢修后共轉(zhuǎn)輪葉片線型發(fā)生了較大的變化，效率低下，出力減少。原用軸導(dǎo)瓦，推力瓦為巴氏合金，由于運行時間長，檢修次數(shù)多，巴氏合金變薄，軸瓦間隙過大，軸瓦溫度高，冷卻效果差。軸瓦容易燒毀。測溫系統(tǒng)原采用扇型溫度計，誤差大。軸瓦檢修維護極為不方便。

2調(diào)速器

首先，調(diào)速器運行時間長，調(diào)節(jié)不靈活。其次，技術(shù)落后，自動化水平低，運行、檢修、維護成本較高。

3電氣部分

（1）電氣一次部分

（a）主變壓器

電站原設(shè)三臺主變器，型號為S5-125此臺變壓器分別于1982年投運，運行時間已久，外殼出現(xiàn)漏油痕跡，加上原來的生產(chǎn)工藝上的問題，實際運行中發(fā)現(xiàn)變壓器的空載和負載損耗較大，超過相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求。

（b）一次高壓電纜

經(jīng)多年運行，老化嚴重。一次高壓電纜直流泄漏電流大，絕緣下降。

（c）低壓配電柜

原廠用電屏設(shè)備嚴重老化。

（2）電氣二次部分

本電站的監(jiān)控保護系統(tǒng)采用常規(guī)繼電器產(chǎn)品，這種保護在運行中存在以下缺點：

（a）占用空間大，安裝不方便；（b）采用繼電器觸點多，大大降低了保護靈敏性和可靠性；

（c）調(diào)試、檢修復(fù)雜，一般要停電才能進行，影響正常生產(chǎn)；

（d）使用壽命太短，由于繼電器線圈的老化直接影響保護的可靠動作；

（e）繼電器保護功能單一，要安裝各種表記才能觀察實時負荷；

（f）數(shù)據(jù)不能遠方監(jiān)控，無法實現(xiàn)遠程控制。

三、工程任務(wù)

電站主要利用黑水凼水庫蓄水發(fā)電，電站本次增效擴容改造未涉及水工建筑的改造，水輪發(fā)電機臺數(shù)不變。容量增加，由總裝機300kW增加到600kW。

（一）裝機容量選擇

根據(jù)漁箭水電站運行的現(xiàn)狀，機組運行情況較差，本次技改中增加裝機容量300kW，總裝機為3×200kW。

（二）水輪發(fā)電機組及其輔助設(shè)備

電站本次增效擴容改造更換水輪發(fā)電機組，提高電站自動化水平，做到“無人值班，少人值守”。

（三）改造前后水輪機性能比較

水輪機轉(zhuǎn)輪改造前和改造后性能比較見表1。

從表1中看出，水輪機機組改造后，在額定點效率增加的同時，提高了水能利用率，改建后的水輪機轉(zhuǎn)輪整體采用06Cr13Ni4Mo材質(zhì)的不銹鋼轉(zhuǎn)輪，因此，大幅度提高了水輪機的抗氣蝕、抗泥沙磨損的性能。

（四）水機輔助設(shè)備改造

調(diào)速系統(tǒng)改造：原電站調(diào)速器為手動調(diào)速器，操作較為費力，不夠靈活，本次擴容改造將電站調(diào)速器改為微機數(shù)字閥液壓調(diào)速器。

根據(jù)水輪機型號及電站的水頭、流量等參數(shù)，選數(shù)字閥液壓調(diào)速器，操作油壓為16MPa，調(diào)速器型號為YT -300。選用帶有油壓裝置的組合式調(diào)速器。

（五）自動化系統(tǒng)

1監(jiān)控系統(tǒng)

按照《繼電保護和自動裝置技術(shù)規(guī)程》的要求配置并采用微機型。具體配置為：發(fā)電機保護、10kV線路保護以及主變保護。

2電氣測量

按電氣測量儀表裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程要求監(jiān)測的有關(guān)電氣量均進入本電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)予以監(jiān)測，主要監(jiān)測量是：發(fā)電機、10kV線路、10kV母線、變壓器、直流系統(tǒng)。

3非電量測量

本電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)除對前述電氣量進行監(jiān)測外，還將對非電氣量進行監(jiān)測，如水位、油位、壓力、流量、開度、溫度、水頭、壓差、效率、轉(zhuǎn)速等。

四、效益分析

（一）經(jīng)濟效益

隆昌縣漁箭水電站增效擴容改造工程完成后，避免了漁箭水電站原有水電設(shè)備、設(shè)施報廢，提高發(fā)電、輸電能力。避免報廢減少發(fā)電量，增效擴容改造后新增了水電發(fā)電量140萬kW·h，漁箭水電站增效擴容改造每年可增加經(jīng)濟效益27.72（含稅）萬元。

漁箭水電站增效擴容改造帶動了隆昌縣建材、機電設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展，拉動內(nèi)需，增加農(nóng)村水電裝備制造行業(yè)和相關(guān)行業(yè)大量就業(yè)崗位，產(chǎn)生十分明顯的間接經(jīng)濟效益。增加了漁箭當?shù)剞r(nóng)民收入，特別是水電站以電養(yǎng)水的灌區(qū)，每年總共增加農(nóng)民收入1800萬元以上。

（二）生態(tài)效益

農(nóng)村水電是清潔可再生能源，不會產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳和其它有害氣體和廢物。漁箭水電站增效擴容改造的效益電量替代燃煤火電廠發(fā)電，可產(chǎn)生巨大的減排效益，每年將節(jié)約標準原煤565t，每年減少二氧化碳向大氣排放總量1395t，對大氣排放做出極大的貢獻和產(chǎn)生較好經(jīng)濟效益。

（三）社會效益

農(nóng)村水電是農(nóng)村重要的基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施，通過實施漁箭水電站增效擴容改造工程，消除了安全隱患，提高了可靠性，增強了農(nóng)村水電為“三農(nóng)”服務(wù)的能力，促進了我國社會主義新農(nóng)村建設(shè)。實施漁箭水電站增效擴容改造工程，顯著提高了隆昌縣農(nóng)村水電站的現(xiàn)代化水平，提高了安全生產(chǎn)的技術(shù)保障條件。有效保障了農(nóng)村水電站的防洪安全，在充分發(fā)揮防洪、灌溉效益的同時，改變了隆昌縣農(nóng)村水電帶病運行的狀況將起到極大的作用。漁箭水電站增效擴容改造工程提高了災(zāi)害性氣候條件下或大電網(wǎng)故障解列時隆昌縣的供電保障能力；有效降低農(nóng)村電價，促進家電下鄉(xiāng)；同時通過經(jīng)營管理創(chuàng)新，使得隆昌縣漁箭鎮(zhèn)集體經(jīng)濟組織和農(nóng)民直接受益。

[1]劉承.龍頭山水電站增效擴容改造探討[J].中國水能及電氣化，2013（01）：116-118.

[2]薛鵬，王鑫，田婭娟，等.中小水電站增效擴容改造的主要問題及解決方案[J].中國農(nóng)村水利水電，2014（02）：133-136，141.

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