水电站增效扩容改造过程中常见问题分析

水电站增效扩容改造过程中常见问题分析

辜利

四川省都江堰黑龙滩电厂 620500

摘要：当前，我国许多水电站都在积极进行增效扩容改造，这样可以显著提高其发电效率，增加经济效益，对推动我国水电行业迅速发展都有着重要意义。基于此，本文介绍了当前水电站增效扩容改造过程中存在的常见问题，而且分析了水电站增效扩容改造过程中的注意事项，以供大家学习和参考。

关键词：水电站；增效扩容改造；问题

近年来，在社会经济迅速发展的背景下，不管是生产企业还是人们平时生活中，用电量都越来越大，而且水力发电机组也有更大的负荷量，已经无法真正满足具体需求，要想将该问题有效解决，有关人员必须要对水电站实施增效扩容改造，进而提高发电机组运行的安全性和稳定性，突出水电资源调控的科学性和合理性，实现企业正常生产，人们正常生活。

一、当前水电站增效扩容改造过程中存在的常见问题

（一）技术方面

水电站的发电效率容易受到水电站具有的能量转化技术水平影响，能量转换中必须要对电能、水能以及动能之间的关系进行平衡，以这个为基础来有效转换能量。许多老水电站在刚刚建设时由于受到多个方面的约束，比如：当时技术水平，还有水轮机调控技术等等，已经远远无法适应现代发电的实际需求，而且发电时效性也明显不符合现行的发电运行标准要求。因此，水电站的水能资源不能得到合理利用，造成浪费大量的水能资源，水电站也不再具有可观的经济效益。

（二）选型方面

不同的地区有着不同的水文条件，所以自然而然在水电站建设中有着不同的建设条件和施工方案，对发电机组进行选择时必须要充分考虑到具体需求。如果选择的机组相当匹配，运行效率必定很高，反之，如果选择的机组不匹配，运行效率必定很低。有些老水电站由于在很早以前修建，那时社会不能迅速发展，不管是社会用电量还是工业用电量，都是很小的，电网规模也相当小，而且智能化水平不高，几乎都是依赖人力完成维修管理工作。缺乏多样化的电网格局导致机组配置不能满足水电站机组具体需求，造成机组运行中浪费许多水能。伴随着人们用电量以及工业用电量越来越多，这些老水电站具备的装机容量已经无法满足现代化社会用电需求，需要积极开发与合理利用水电站装机容量，以确保水电站可以满足社会用电实际需求。需要对水电站装机容量实施增效扩容改造，这样才可以全面发挥其社会价值。

（三）运行状态方面

水轮机的工作状况直接关乎到水电站是否正常运行，所以在水电站运行中水力发电机组必须要确保正常运行^[1]。一般来说，其运行状态容易受到水力发电机组的很多因素影响，比如：质量，还有作业环境等等。若机组长时间处于高负荷情况下，机组部分内部零件磨损情况就会越来越严重，进而导致其不能高效运行，甚至会导致设备频繁发生故障。除此之外，在磨损的机组中往往会流失很多能量，增加发电成本，使得发电站不能获得良好的经济效益。

（四）外界环境方面

许多水电站都是处于偏远的位置，水轮机组在实际运行中容易受到自然条件影响，投入使用久了，内部结构难免会受到破坏，尤其是一些主要结构，比如：定子，还有转子等等，容易磨损，减少能量转换水平。大量的研究结果显示，由于环境因素导致的发电量减少到约15%，所以发电站运行成本必定增加。

二、水电站增效扩容改造过程中的注意事项

（一）部分设备的更换

因为发电机组中有不同型号、不同种类的设备，要想都更换，必须要投入许多时间以及成本，而且有些设备正常运行，所以不需要更换，就工作效率不高的水电站来讲，必须要认真检查机组设备，一旦发现某个设备存在问题，需要及时更换部分设备，以达到增效扩容改造的目的。第一，对转轮进行更换。对于能量转换而言，其是重要部件，转换性能对机组汽蚀以及振动都有不同程度的影响，在科技不断发展的背景下，现阶段，市场上转轮效率远远高于老转轮，而且叶片汽蚀补焊后容易出现变形的情况，导致汽蚀以及振动情况越来越严重，机组总体运行水平低下，所以尽量要及时将转轮更换^[2]。第二，对发电机绕组进行更换，由于其在出现老化情况后很有可能磨损，导致其不能正常运行，比如：有些地区的水电站机组是1×150KW，此机组由于受到雷击，所以线圈出现毁坏的情况，即便进行修补，机组出力也下降到90KW，在增效扩容改造过程中通过对绕组进行更换，可以使运行效率得到明显的提高，出力超过200KW。第三，若水电站没有很好的水质，含砂量偏大，在转轮更换过程中不能将这些条件直接忽略，尽量选用不锈钢材料制作的转轮，使其具有较强的耐磨性，降低磨损程度。

（二）整机设备的更换

许多老水电站在实际设计过程中不能全方位搜集水文资料，所以在水电站实际运行中容易出现浪费大量水资源的情况，此情况并非将机组的其中一个设备更换就能将问题解决，可以再次对水文资料信息进行收集，结合具体环境配置合适的水轮发电机组，提高水能资源的有效利用率，保证其稳定运行

^[3]。并且许多机组由于投入使用久了，远远超过规定的使用年限，老化情况十分严重，运行效果不高，内部设备出现故障的几率相当大，面对该问题，也能够采用整机更换的方法。

（三）后期维修养护

在水电站改扩建中增容改造仅仅是其中一部分而已，在投入使用后依旧要合理安排值班人员进行后期维修养护，这在增容改建中不受重视。一般来说，在增容改造后期必须要从不同的角度、不同的侧面来整改水轮机组，特别是对水轮机部件进行修复以及改造，这样能够确保机组长时间稳定运行。

（四）其他开发

若水电站中的机组数量超过两组，而水库不能有效调节容量，这时应该科学搭配容量不一样的机组，这样可以对丰水期的水能进行合理利用，防止浪费不必要的水能资源^[4]。比如：有些地区对水电站进行设计时通过全面分析用电需求和当地水文环境得出，必须要选用3×1200KW，然而要想达到多发峰电的目的，必须要进行综合考虑，明确模式是两个机组相结合，就峰电期间来讲，应该选用大功率机组；就谷电期间来讲，应该选用小机组，直接对剩余库容进行充分运用，以确保水电站获得更多的总体效益。并且转速控制效率是影响水轮机组运行效率的主要因素，如果转速控制率高，就说明水轮机组运行效率高，反之，如果转速控制率低，就说明水轮机组运行效率低。在进行增效扩容改造后，尽量采用闭环控制手段对转速进行科学控制，简单来说，是从机组中将频率信号发射出来，再向机组控制系统传播信号，进而对导叶开合角度进行适当调节，以严格控制输出功率^[5]。此外，对调速装置进行性设置时需要结合机组的具体容量，尽量选择最新的微机型调速装置。

结语：

总而言之，就现代电力生产来讲，利用水能资源发电是主要途径，不仅能够合理利用水能资源带动产业经济建设，而且促使区域环境朝着生态化的方向不断发展。由于市场电能供需关系不是一成不变，而是日益发展变化，所以需要对水电站实施增容改造处理，这样可以使水力发电机组工作效率得到显著提高，将大量的电能资源输送给社会各行各业。在进行水电站增效扩容改造后，不仅保证发电安全，而且增加产业收益，建立新型的水电站发电作业模式。

参考文献：

[1]张发珍.水电站增效扩容改造过程中常见问题分析[J].农业科技与信息,2020(16):74-75.

[2]潘昊. 江西省农村水电增效扩容改造成效研究[D].南昌大学,2018.

[3]严明.农村水电增效扩容改造的相关问题及应对措施[J].智能城市,2017,3(08):135.

[4]陈文丽.水电站增效扩容改造过程中常见问题分析[J].科技与企业,2015(23):212.

[5]杨圭武.水电站增效扩容改造过程中常见问题分析[J].黑龙江水利科技,2014,42(08):113-115.