试论小型水电站技术改造要点
广西水电资源丰富，特别是小水电资源，主要分布在红水河、右江及左江上游，全区拥有单河理论蕴藏量10000kW以上的河流246条，技术可开发量约为2000万kW，年发电量820kW·h。到2012年底，广西已建成的中小型水电站有2400余座，总装机容量接近600万kW，占我国农村水电资源可开发总量的20%以上。
摘要：文章结合广西地区小型水电站技术改造实际情况，提出小型水电站技术改造的几个较为重要的问题及施工管理注意要点，为广大小型水电站运行维护人员提供参考。
关键词：小型水电站,技术改造,施工管理
1广西小型水电站状况综述
其中运行超过30a的小型水电站的装机容量约35万kW，运行了超过20a的小型水电站装机容量180万kW。这部分小型水电站普遍存在装机容量小、台数多、设备较为陈旧，电气设施严重老化，其绝缘性较差，且控制保护方式也比较落后，其中振动及噪音大，故障率较高，发电效率较低是机组的通病。另外还存在质量较差的设备制造、留下较多安全隐患等问题。特别是一些私人投资的容量100kW以下的微型电站，防洪标准低，运行人员技术素质差，缺乏检修知识，电站未能及时进行维护和维修，设备损坏严重。据统计，1981～1990年的10年中，广西共报废装机容量100kW以下的微型小水电站11410座，总装机容量150656kW。
但是面对目前广西水能资源开发程度较高的情况，大部分老电站的改造增容潜力巨大，可以使用相应的技术改造手段让这部分电站继续发挥余热，为广西经济建设服务。因此，除了新增大中型电站建设外，应当将小型水电站的技术改造列为重点，通过对老电站的技术改造，提高现有电站的资源利用效率，优化水资源配置，发挥水能水资源的最大利用率。
2广西小型水电站存在的主要问题分析
根据对广西大部分地区小型水电站进行调查发现，小型水电站普遍存在以下主要问题：
①发电机组设备存在缺陷，不适应新的水能及水力运转条件。由于大部分小型水电站建造时，当时发电机组设备制造技术水平较低，存在着盲目上马、选型马虎的情况。有一些电站在初步设计时由于缺少必要的水文地质参考资料，导致电站建成后的来水量和水头与原设计值有较大偏差；或由于一些类似泥沙淤积等原因，导致下游水位提高，降低了电站的发电水头，导致机组的运行对比最优工况出现了偏离。随着河流干流水资源情况的变动，这些设备已经不适应于新的水资源及水能情况，存在水力不足、运转效率低的情况。加上一些私人投资的小型水电站，对于电站的维修护理资金投入不理想，导致电站的发电机组运转不良，其整体故障率较高，导致相应的发电能力下降。
②二次设备陈旧、缺少自动控制系统。部分建设于二十世纪七八十年代的小型水电站，其电气二次设备技术陈旧、依旧使用无线电通讯，未能实现数字化中央控制，存在着技术瓶颈。而部分小型水电站已经超期运行，电气设备老化严重，不仅绝缘性差，而且厂家已经不再生产相应的产品，导致备品备件更换困难，一旦发生事故将处于无法解决、只得报废的现状。
③电站运行管理的技术和方法较为落后，监控、操作、记录等工序均为人工进行，自动化程度较低。当机组不能正常运行、状态发生改变或参数超限的时候，不能报警及时，其安全可靠性令人担忧。
④电站工作人员管理技术相对陈旧，信息封闭，缺少相应的培训，导致先进的管理经验和经济实用的新材料技术和设备在实际工作中得不到最优的运用。
⑤水工结构等存在病态运行情况。二十世纪七八十年代建设的小型水电站，部分拦河坝体多为浆砌石或者大石混凝土结构，由于施工条件差、施工水平低等原因，导致大坝坝基渗漏严重，出现部分坝体被洪水冲毁等情况。而且二十世纪九十年代建设的部分小型水电站，由于为承包施工，施工单位偷工减料的情况越发严重，导致大坝建成后质量问题层出不穷，大坝整体处于病态运行阶段，水工结构存在较大的安全隐患。
⑥金属结构部分出现故障及问题，直接影响闸门承载能力。部分水电站前池采用大石砌筑，压力管采用钢筋混凝土砌筑，但是随着长期使用，导致砌筑抹灰出现裂缝和孔洞，钢筋裸露、压力钢管生锈情况严重，继续带病使用则容易出现爆裂情况。部分水电站的启闭闸门腐坏松动，最终导致进水口闸门承载能力不足，容易造成安全事故。
3小型水电站技术改造实施要点
①对小水电站的现状进行全面调查评估。针对小型水电站的实际情况进行技术改造建议并逐步落实。建议水利主管部门倡导，会同地方各行业主管部门对各地小水电站进行注册登记，并组织技术专家组对发电站的设备状况、技术水平以及存在安全隐患等开展全面调查及评估。编制符合实际、具较好可操作性的老电站进行技术改造规划，建议参照水库大坝评估方法，将我区小水电站分为一、二、三类存在问题的类型和严重程度的登记，对于问题较为严重的电站，应要求限期进行相应的技术改造。
②根据国家的《小型水电站技术改造规程》逐一落实小水电站技术改造，做好三类小型水电站技术改造前的基础资料搜集工作，制定相应的技术改造方案，引入一体化设计的新理念，注重生态环境的改善，合理改造老水电，和谐开发水资源。
③借鉴病险水库除险加固的办法，鼓励投资流向老电站技术改造，大坝出险与水电运行技术改造同步进行。
④优化设计方案，获取最大的经济效益。聘请有相应资质的设计单位进行技术咨询，并且邀请相关的专家进行最优方案的选择。
⑤重视技术改造效果评估及验收。技术改造完成后，上级主管部门应会同地方行业主管部门，组织有关专家及时对完成技术改造后电站的运行效果进行评估和验收。
4小型水电站水轮机组技术改造措施要点大部分的小型水电站的技术改造主要针对水轮机组的改造为主，下面就针对几个较为典型的情况阐述水轮机组技术改造措施：
①对于水头、流量与原设计变化不大，而水轮机设备陈旧、性能落后的水电站，可采用重新选型或增容改造方式。重新选型的水轮机转轮应选用该水头段导水叶相对高度相同或相近的新型转轮，如无合适的新型转轮，则应重新设计转轮或者更改选型，或者改进过流部件型线与结构。这部分的技术改造也可以和增容扩建相结合，通过增加机组和更换机组的方式，提高水轮机的运行效率，增容，增加年发电量。
②对于相对原设计的水头、流量减少了的水电站，建议采取减容等改造方式。即根据该地实际的水头和流量，选用合适的新型转轮或重新设计转轮，将水轮机调整到最优工况区运行，相应的提高了运行效率，年发电量有了一定的提升。
③对比原设计水头、流量比增大了的水电站，应采取增容改造方式。根据实际运行水头和流量增大的量，将水轮机的额定水头适当提高，额定输出功率相应增加，选用合适的新型转轮或者重新设计转轮，应使水轮机运行在较高效率区。通过这样的改造，不仅提升了水轮机的运行效率还提高了单机容量，发电量也增加不少。
5小型水电站技术改造施工管理
①技术改造施工过程必须严格遵循电站运行指导，采用关停施工或者继续运行施工作业票等多种方式配合，严格划分电站运行及施工作业面，避免交叉作业面引发的安全事故。
②技术改造施工全过程必须遵循《小型水电站技术改造规程》及水电站施工管理规定，严格执行国家及行业的施工标准，采用业主驻守、监理全监督的模式做好技术改造工作。
③重视竣工的验收，对技术改造效果进行严格评估。对单机容量5MW及以上的水轮机，对比测试技改前后的性能；为了使技改工程质量得到保障，机组起动验收一定要合格才能开展试生产运行；只有所有问题都已处理完毕，才能最终进行改造工程的竣工验收，确保电站可以在较长的时间内安全运行。
④分期改造工程每期完成后，应分别进行竣工验收。水电站改造工程的每一台机组及其附属设备安装完毕，并具备起动试运行条件后，必须进行机组起动验收。验收合格后，方可委托生产单位进行试生产运行。
⑤竣工验收委员会在验收过程中，可到现场对新建筑物和新设备的运行状况进行检查，并可进行机组开、停机和带负荷试验，核查主要机电设备的性能参数。竣工验收鉴定书应经竣工验收委员会（小组）成员签字和主持验收单位加盖公章后方能生效，并作为固定资产移交给生产单位的依据。交接双方应在15d内办理移交手续。竣工验收鉴定书和机组起动验收鉴定书正本各一式6份，应报送项目主管部门各1份，其余分送业主、设计、施工、安装和生产单位各1份。
⑥相关工程验收的主要内容、组织管理、工程质量评定、验收费用、竣工决算及其报告编制内容、机组起动验收、竣工初验小组和竣工验收委员会的主要工作，以及竣工验收鉴定书、竣工验收鉴定表等，按照SLl68～96《小型水电站建设工程验收规程》的规定执行。
6结语
广西的小型水电站覆盖面广、水轮机组数量巨大，技术改造工作刻不容缓。因此要在国家及自治区的总体规划下，分次分批的做好小型水电站的技术改造工作，优化设计，选用成熟的研究成果，选择技术先进、性能良好、质量可靠、效率高、损耗低的机电设备，确保我区小型水电站技术改造后，小型水电站机组可以安全可靠的运行，促进我区小水电事业的健康发展。
参考文献：
[1]杨静.广西中小水电站更新技改研究[J].小水电，2010，（2）.
[2]徐宗波.小型水电站的技改重点[J].科技创新导报，2009，（7）.
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