小水电站增效扩容改造极其施工难点与要点研究--中国期刊网

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小水电站增效扩容改造极其施工难点与要点研究

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：曾峰

[导读] 摘要：我国许多水电站兴建于上世纪70年代，由于工艺水平较差、制造能力有限，在经过长时间的运行之后部分小水电站的效率低下，设备落后，对小水电的健康发展产生的影响，因此需要重视加强小水电站的增效扩容改造工作。

        福建省龙岩市上杭县水利局 364200
        摘要：我国许多水电站兴建于上世纪70年代，由于工艺水平较差、制造能力有限，在经过长时间的运行之后部分小水电站的效率低下，设备落后，对小水电的健康发展产生的影响，因此需要重视加强小水电站的增效扩容改造工作。本文以南阳镇峰燕岩水电站增效扩容改造项目为基础，阐述小水电站增效扩容改造极其施工中的难点和要点，以供参考。
        关键词：增效扩容；水电站；改造施工；难点；要点
        1案例分析
        1.1原有水电站的基本情况
        峰燕岩电站建于南阳溪下游，坝址以上集雨面积180km2。上杭县峰燕岩电站属股份制电站，电站类型为径流式开发水电站。电站坝址位于南阳镇射山村村尾，厂址位于射山村下游2.3km处。该水电站首期于1976年建成并投入运行，装机容量2×200kw，随后，于2004年在原厂房左侧（检修间）新增装机1台250kw水轮发电机组，紧接着在2006年又在厂房左侧扩建厂房新增装机1台630kw。本次(2017年9月-2018年2月)改造前共装有4台水轮发电机组，设计水头24.0m，最大水头26.0m,引水发电流量7.47m3/s，总装机1280kw（2×200+250+630kw），2006年技改初设报告设计多年平均发电量550万kwh。近5年发电量平均530万kwh。该电站主要建筑物有拦河坝、引水渠道、隧洞、压力前池、压力管道、厂房和开压站组成。
        发电厂房现有尺寸为长×宽×高＝32.7×6.75×6.54m。厂房内安装有水轮发电机组四套，1#、2#水轮机型号均为HL260-WJ-42，额定出力200KW,配套发电机型号为TSW74/29-6；3#水轮机型号为HL260-WJ-50，额定出力250KW,配套发电机型号为SFW250-8/850；4#水轮机型号为HL260-WJ-71，额定出力630KW，配套发电机型号为SFW630-12/1180。另有控制系统、进水管道、进水闸阀（蝶阀）等设备。2006年改造后,发现丰水期仍有大量水资源没有得到利用，机组老旧破损，工况效率低下，出线发热严重，再次增效扩容非常必要。
        1.2电站主要改造内容
        1）技改后大坝进水闸过水能力不足，增加一个进水闸，将现进水闸旁的排砂闸改建成进水闸，在排砂闸左侧新建一个排砂闸（在溢流坝段）。2）隧洞全线修整、洞壁挖填并举，洞底用C15砼铺底。3）前池进水闸改造，重新布设新φ155cm压力钢管。4）原2#水轮发电机组200kw更换为630kw，更新机组一体化屏。5）更换进水闸阀一台（型号Z941H-6.DN1000）。6）增设机组相配套可编程微机调速器。7）更换节能型的S13-800/35和S13-1250/35各一台变压器。8）外引和增加敷设接地网。9）厂房防渗处理，门窗更换，墙面修缮。10）增设原脱水河段生态用水设施。
        2.小水电站增效扩容改造施工难点与要点
        峰燕岩电站增容技改中，碰到的改造极其施工难点与要点论述如下。
        2.1现场勘查的重点和难点
        首先在施工阶段需要注意分析设计方案，并且积极与设计单位之间进行沟通，对一些细节进行优化，使整个方案更为清晰完整。全面勘察施工现场的具体情况，主要包含了小水电站的设备设施情况、改造设计的具体要求、周边的地质情况和水文情况，以此为基础进行施工。在施工的过程中优先建立施工风险预估报告，对各个项目进行分解，委派专门人员对相关问题进行处理，建立完善的奖惩机制，使操作人员在施工的过程中具有较强的责任心。
        2.2改造的目的和要求分析
        当前中小电站的设施相对较为陈旧，由于历史因素的影响以及建造技术的落后，某些机组往往出现严重老化，甚至有些设备超期服役，导致设备本身功能弱化。在此过程中对小水电站进行改造时，需要重视维护原有设备或者直接对一些损耗较大的设备进行更换，这样才能保证改造后的发电站内部系统可以符合运行的要求，提升运行的效率。小水电站的自动化水平往往不高，无法与快速发展的电子信息技术相融合，因此还需要进行现代化改造，通过自动化系统进行控制时，需要使系统具有较强的冗余性、稳定性，即使出现某些部件损坏，发电机依然能够保持基础操作，以便让电站的可靠性、安全性和利用水能的效果得到提升。

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        2.3施工的要求分析
        需要对小水电站的功能进行重视，小水电站在机组选择和设备改造过程中要依照原有的要求和功能，适当增加或更换设备，对基础设施进行完善，这样才能起到增效扩容的目的，让水能转化效率提升，保证地区供电的稳定性提高。在此过程中需要通过科学的方式对方案进行评估，进一步优化小水电站充分利用水资源的功能。在改造的过程中加强管理，以保证改造工作的有效展开。小水电站在改造的过程中需要充分考虑环境、经济等因素，改造项目需要尽量减少对周边自然环境的影响，维持原有的自然风貌，改造方案当中还需要增加一些新技术和高能效设施，如采用先进的机组一体化屏，高效节能变压器，更换且增大原发热的发电机出线等，这样可以进一步推进运行系统的改进，提高水电站发、变、输电效率。
        2.4改造对环境的影响分析
        在改造的过程中，施工所需要材料设备的准备以及后续配套物品的运输和发电设备的使用都有可能会对周边的环境产生影响。电站在自身改造的过程中也会影响河流的情况，不管是蓄水区上游的地下水位还是下游的含水量都可能会产生变化，因此在电站改造前需要充分了解改造方案，以保证其符合生态环境保护的要求。如在本次峰燕岩电站改造中，采用了以多年平均流量的10%，0.6m3/s的水作为电站坝头最小下泄流量，全年不间断放水，补偿近2.3公里大坝下游河道的减水脱水影响生态问题。
        2.5施工技术管理中的难点和重点
        中小型水电站由于设备陈旧，在改造的过程中面临的重点和难点不单单是设计方案当中的各种要求，还包括现场的实际情况，需要重视掌握设备的采购工作，并且对设计方案的细节进行充分的分析。在此条件下依照设计要求进行方案的拟定，在特殊情况下还可以适当调整方案，保证施工成本进度的有效控制，全面对施工流程进行掌握，并且实现工程的预期目标。在实践当中不能过分关注一个方面的内容，要统筹大局，否则可能会导致工程在改造中出现非良性结果。在设计阶段还需要进一步规避一些问题和风险，在扩建改建的过程中需要注意改变小水电站的定位格局，逐步加强土方开挖、回填、浇注等各项施工的工艺水平，加强技术管控，避免周边环境受到破坏。
        2.6现场管理过程中的重点和难点
        在现场管理过程中需要依照相关要求进行施工交底，并且定期进行安全生产培训，建立完善的监督体系，进行动态化的现场管理，需要依照改造项目的特点和小水电站的环境情况选择相应的施工工艺。尤其是在吊装施工时，需要对吊装防护措施和稳固措施进行检查，避免出现物体坠落的情况，使用专业的切割钻孔设备，需要加强防护，不得让无关人员和非专人员触碰相关设备和配件，不得随意进入危险工作区域，避免现场出现无伤火灾触电的事故。另外，在施工时需要重视加强质量控制，尤其需要对混凝土、钢筋等材料的强度进行校核，并且测定电站设备的局部功能，以检测的数据为基础进行施工和后期的验收，以保证施工质量符合要求。
        3改造的结果
        电站改造后规模及效益：通过增容改造和更新改造，改善电站设施及设备的性能，提高电站的效率和安全可靠性，增加了生态环境保护的措施，更好的保护了河道生态，峰燕岩电站技术改造后的总装机容量为1710kw（200+630+250+630kw），设计年发电量732万kwh，比原设计年均发电量550万kwh增加182万kwh，增加33%。新增电能单位电能投资1.81元／kwh。
        结束语
        总而言之，随着农村水电事业的发展，小水电站增效扩容改造势在必行，需要对水电站改建的难点与要点进行分析，让水电站的改造和施工效率大幅度提升，保证水电站改建的质量。
        参考文献
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        [2]黄煜君.小型水电站低压机组增效扩容改造工程的关键问题[J].文摘版:自然科学,2015(5):55-55.
        [3]陈武箕.小型水电站增效扩容改造的主要问题及解决措施[J].技术与市场,2017(4).532-534
        [4]薛鹏,王鑫,田娅娟,等.中小水电站增效扩容改造的主要问题及解决方案[J].中国农村水利水电,2014.（13）：141-143