印度水电站改造工程概述

［印度］ O.P.拉伊 等

1 概述

印度水力发电始于100多年前的1898年，当时第一台发电机组安装在西孟加拉邦的大吉岭。1947年印度独立时，全国装机容量仅为1360 MW。截止2011年8月 31日，该国总装机容量已达181.56 GW。其中，水电装机容量约为38.21 GW，占总装机容量的21.04%;火电约为118.41 GW，占总容量的65.22%。据政府机构提供的信息，在火力发电中，燃煤发电装机容量约为99.5 GW，燃气发电装机容量约为17.71 GW，燃油发电装机容量为1.20 GW。核电所占比例约为2.63%，装机容量为4780 MW，其他可再生能源装机容量约为20.16 GW，占总装机容量的11.11%。

与以往能获得的电力相比，现在的电力供应情况良好。但随着近几年工业、商业及生活服务部门用电量的大幅增长，电力需求量迅速增长，提高发电能力刻不容缓。今后10 a电力需求量将达到过去60 a的总发电量。据中央电力管理局进行的第16次电力调查，预计第十个五年计划末高峰电力需求约为115.71 GW，到第十一个五年计划末，电力需求将会达到157.11GW左右。

在第十个五年计划期间，印度制定了一个新增装机容量41.11 GW的中期发展目标。但由于种种原因(如缺乏资金与项目规划)而使该目标难以实现。因此装机容量仅能增加约18 GW，距离既定目标尚有23 GW的缺口。

2 水电站现状

印度水电蕴藏总量估计达150 GW(按负荷率为60%计算，相当于84.04 GW)，据现有文献记载，迄今为止，其中仅有26.91 GW得以开发利用。计划在第十一个五年计划期间使新增水电容量超过20 GW。然而，水电需要巨大的金融投资。按目前价格估计，20 GW水电装机容量共需要259.79亿美元，这是一项难度较大的任务。这会涉及大面积森林砍伐、土地淹没、生态环境发生改变、移民安置、溶解氧水平低、泥沙淤积等问题。因此只有在别无选择的时候才能考虑修建新水电站。目前最佳方案是对现有水电站进行扩容改造。

老旧水电站的翻新改造对于提高系统运行稳定性、效益成本比率，实现印度电力政策中水电、火电比例的合理设想具有重大意义。印度水电站面临的主要问题出在喜马拉雅地区，设备在季风季节中运行产生冲蚀，水中夹带含有石英的泥沙对运行的转轮叶片、导叶及水下部件造成冲蚀磨损，从而大大缩短了设备使用寿命。

3 改造理由

基于以上分析，认为对现有水电站进行扩容改造是一个重要的比选方案，理由如下:

(1)对最近几年发电机组的运行和维修记录进行了分析，结果表明，在机组可用率、运行及维修成本、被迫停机和收益损失等方面都存在一定问题。

(2)现代绝缘材料更薄、占用空间更小、耐热强度更高，且能承受更高的电压，有利于提高设备运行效率。

(3)耐磨性更好的材料可满足更高的抗擦伤要求，解决空蚀问题，并能提高转轮性能，从而增加使用寿命。此外，水轮机升级改造后能提高水中溶解氧水平。

(4)新建大型水电站属于资本密集型，需要较长时间。

(5)采用磁芯设计，水轮机系统及绝缘材料领域最先进的工艺水平，能使发电设施的稳定性得到较大改善，达到发电多，成本低的目的。

(6)改变用水等运行工况，可获得超额的电力，但要求采用额定出力更高的发电机、水轮机及其他部件。

(7)发电机及水轮机支承结构的抗震标准是电站升级改造中需要考虑的主要问题之一。

4 案例分析

巴克拉水电站左、右两岸均有发电厂房，每个厂房各设5台发电机组。由巴拉克-比阿斯管委会(BBMB)运营。右岸厂房每台机组从120 MW扩容到132 MW，左岸厂房每台机组从90 MW扩容到108 MW。该电站改造升级期间所更换的主要部件包括:①水轮机转轮，水轮机轴及导向轴承;②整个定子，包括线圈及转子磁极;③静止励磁系统;④控制及仪表面板;⑤母线槽;⑥水轮机叶片涂层;⑦将B级绝缘层更换为F级。

此次升级后，电站装机容量从1050 MW上升到1200 MW，项目耗资9061万美元，远低于修建1座装机容量为150 MW的新电站成本。此外，电站使用寿命也延长25～30 a。此次扩容改造采取分期的方式实施，左、右发电厂改造各耗时5 a，以保证总发电量不会减少。此次改造升级的可行性研究由巴拉特大型电力工程设备公司(BHEL)完成。

5 结语

对现有水电站进行扩容改造比修建新电站更为经济可行。因此，可寻求开发利用水资源的新方法，并改进设计方法，对老旧水电站进行扩容改造。