水电站增效扩容改造过程中常见问题分析

发表时间:2021/7/20   来源:《当代电力文化》2021年9期   作者:肖仁智
[导读] 水电站增效扩容改造是系统工程,工程建设管理包括多方面工作
        肖仁智
        新疆伊犁河流域开发建设管理局   新疆伊宁市   835000
         
        摘要:水电站增效扩容改造是系统工程,工程建设管理包括多方面工作,需要考虑环境、预算、目标、工期、设备现况以及管理模式等多种因素,管理工作贯穿工程的全过程,内容涵盖全方位。关键词:水电站增效扩容;建设工程;管理引言目前,很多既有水电站运行了很长时间,由于在建造时期技术水平相对较低,加之长时间的连续运行,部分电站的设备严重老化,出力无法满足实际要求,导致事故频发,对电站安全生产及经济效益都造成很大影响。针对这种情况,应加快速度开展增效扩容改造,制定合理可行的增效扩容改造实施方案。
        1增效扩容改造的意义
        根据国家统计局的数据显示:2019年我国水资源的总量超过2.86万亿m3,总体分布为南多北少,其中以云南、西藏、四川等地水电资源最为丰富,约占全国总量的2/3,而全国水电装机总容量约为35600万kW·h,相较于2018年增长12%,至2019年水电投资规模可突破800亿元。根据十九大以来国家发展战略方针,水利基础设施网络建设成为重要工作,完善和升级小水电站也是其中不可忽视的一环,因为小水电站首先广泛覆盖于水电资源丰富的地区,是当前水电网络的重要组成部分,在优势利用小型水源的同时,也对供电网络提供了重要的辅助,降低了区域供电压力,实现了电力资源的优势补充。但对既有的小水电站进行重建不仅工程量大,且浪费成本,因此选择增效扩容改造是最佳方案,而要想保障增效扩容改造工程质量,还需要对相关施工难点与要点进行分析,降低风险发生概率。对小水电站的增效扩容改造,最终目的是为了提高电站工作效率,以匹配地区用电需求,辅助地区生活和生产活动,创造更高的供电企业效益。在技术方面,通过优化机组、设备、线路等各个方面的配置,提升供电线路的功能,保障电站主体和配套设备运行平稳,降低各类运行风险和功能弊病。根据小水电站在工作期间表现出的一贯问题或者规律,采取专门的措施进行完善和风险规避,以维护和维修为基点,反推小水电站既有系统的不足,改良经常性问题并降低后期维护难度,实现小水电站技术突破,同时降低运行和维护成本,实现水电站效益的二次优化,这也是供电系统中的一次技术升级过程。在经济方面以提高小水电站功能为根本,为地区提供稳定的电力能源供给,在抗旱、供电、供水等方面提高服务质量,并保护地区生态环境,增加综合经济效益。
        2水电站增效扩容改造策略
        2.1自动化监控系统
        为实现水电站的自动化监控功能,减少人工浪费,并提升电站的管理工作效率,扩容改建后的水电站将采用自动化计算机监控系统。系统经调试设置后,可对水电站的运行状态、故障报错等进行及时有效的管理。计算机监控系统由两层组成:电站控制层和LCU层,通过光缆和以太网交换机组成的以太网进行有机连接。电站的控制层由主机、工作站以及不间断电源等组成,电站控制层主要负责协调和管理各项LCU工作,收集相关信息,并进行相应的处理和存储。自动监控系统可通过计算机进行必要的修改、设置。LCU层(本地控制单元)是系统中的核心基础,由三套机组本地控制单元、一套开关本地控制单元以及一套公共控制单元组成。水电站自动化控制系统主要功能是:①对机组的运行数据进行采集、分析、处理,对机组的运行状态进行安全监控以及调试,并对水电站运行中的各种事件进行实时记录;②对设备进行自主诊断和故障修复,当机组出现非系统问题时,系统将会指导操作人员对故障进行排除、维修;③监控设备运行状态、对设备进行定期维护管理等功能。


        2.2深入开展安全复核
        对水电站进行增效扩容的方法主要包含下列几方面:其一,选取合适的新转轮,保证效率;其二,增加设计水头;其三,提高机组的引用流量;其四,对上述几方面同时进行考虑。从现有水电站角度讲,除了原设计不满足要求,通常不会增大水头,减小水头的情况比较常见,但它并不能有效加快转轮效率。因此,想要实现增效扩容目标,需在保证运行安全的基础上,提高引用流量;与此同时,更换转轮实现发电机的扩容之后,各项技术参数将发生明显变化。为了使电站的运行依然正常、安全,需在设计中以改造之后的各项参数为依据,对包含机墩、厂房及引水系统在内的各个部位进行分析和安全复核,确认能否满足安全要求,若无法满足要求,需进行有效加固处理,也可采取其他可行的措施。以确保计算结果为依据,结合各项参数,复核引水系统,确定它的压力管道、过流能力与引用流量等能否达到要求,同时采取技术经济对比的方法,制定合理可行的方案,证明在实施了增效扩容之后,不会使水工建筑受到影响而产生危险,使其安全可靠运行。若通过复核计算认为增效扩容可能对水工建筑造成较大影响,则需要开始论证,切勿盲目开展增效扩容,达到预期目标即可。部分单位及个人过度追求增效扩容效果,认为水量的不断增加能有效提高机组容量,忽视对安全的考虑,安全复核工作敷衍了事,使之后的正式实施工作面临很大的困难,并产生不同程度和类型的安全隐患。
        2.3更换局部设备
        目前所使用的发电机组大多是以前的旧发电机组,其中所包含的很多设备都已经老化。为了有效提升发电机组的效率,须更换机组设备。水力发电机组所耗费的资金较多,在其更换过程中花费的时间和金钱也较多,因此要科学合理地更换。要对机组设备进行仔细检查,从中找到有问题的设备并及时进行维修或更换。一般来讲,发电机组设备的更换是从转轮开始的。转轮是影响能量转换的关键性部件,转轮性能的好坏会直接对机组的振动造成影响,直接对能量转换的效率造成影响。我国最新的转轮效率比老转轮效率高5%左右。
        2.4现场管理
        根据前期指定的安全管理相关制度和电力生产企业相关标准进行,定期开展安全生产培训,建立岗位安全责任与奖惩制度,并组建专门的安全生产监督对,在现场完成安全生产的动态监督。根据改造项目和小水电站的特点,在现场采取可靠的安全措施,通过使用大型吊装设备完成机组大件或大型施工材料和设备的调运,吊装时必须检查吊装防护措施和稳固措施,防止物体坠落。在使用钻孔、切割、校位等机械设备时,需要加强防护,非专业人员和无关人员不得触碰设备和相关配件,也不得随意进入作业区,防止现场出现触电、火灾、误伤等事故。机组在较小空间就位后,开始进行喷漆,需要做好呼吸防护,由预设施工人员着专业的防护设备进行喷漆处理,此外包括某些添加剂在室内使用时,也需要做好防范工作,避免危险材料泄露或人员误伤。可考虑安全监督小组同步开展技术监督工作,对现场的施工细节进行监督,并适时采取质量检验措施,如检查目标项目的外观、尺寸,机组就位情况和安装的正确性,混凝土、钢筋等材料的强度,电站设备的局部功能测定等,将此检测作为项目施工验收的参考数据,参考标准包括国家制定的相关水电站技术规定、工程建设质量与施工标准、设备的安装制作指南等。
        结语
        水电站在经过增效扩容改造后运行效率有所提升,机组所具备的各方面性能和安全性也得到提升,发电机组在运行中出现安全事故的可能性降低,进一步排除了不安全因素。同时,对机组设备的维修更换降低了其出现故障的概率,延长了机组发电设备的维修周期,水电站的经济效益和使用价值得到了充分发挥。
参考文献
[1]叶永,牟玉池.农村水电站增效扩容改造设计探讨[J].中国农村水利水电,2016(7):184-186.
[2]穆建军.农村水电站增效扩容改造关键技术问题的探讨[J].小水电,2012(5):116-118,254.
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