农村水电增效扩容改造项目技术审查要点的探讨

戴灵辉

（湖南省水利厅农电局，长沙 410007）

农村水电增效扩容改造是通过对老旧电站进行技术更新改造，实现增加效益、消除安全隐患和促进节能减排的目的。对项目初步设计进行技术把关，直接关系到电站改造的成效。

我省老旧水电站数量多、装机规模大，纳入改造规划的老旧水电站近1000座，改造规模占全国1/6。完成技术设计的时间紧、任务重，我省各级水行政主管部门在对初步设计进行审查时，遇到了各种政策和技术问题。因此，对技术审查工作进行比较系统的总结，有利于促进增效扩容改造工作顺利推进。

1 技术设计应遵循的基本原则

农村水电增效扩容改造，不同于新建项目，免除项目建议书和可行性研究报告环节，可直接进入初步设计阶段。在对增效扩容改造项目进行技术设计审查时，应遵循的主要原则如下：

（1）效益优先。改造后实现增效，电量增幅应达到规定的指标要求。

（2）技术先进。采用新技术、新材料、新工艺和先进设备，实现电站技术现代化目的。

（3）安全可靠。从安全的角度，对应力、强度和防洪进行复核，确保改造安全。

（4）经济合理。技改电站单位千瓦造价和单位度电投资，应控制在适度的范围之内。

2 技术审查的要点分析

首先，应从项目申报条件入手，审查项目是否可以纳入国家政策支持范围其次，从水能资源利用角度，初步判断挖潜增效的可能性是否存在，确定大方案是否可行最后，对技术改造细节进行审查，确定技改方案是否科学合理。

2.1 资料收集和分析

资料收集是设计的基础工作。项目法人应协助设计单位，收集并补齐原工程设计、验收和运行资料、水文和泥沙资料、大修和检测记录，以及以往技改资料、施工单位、制造厂家技术资料等。此外，单机容量在1万千瓦及以上的水轮发电机组，还应提供现场性能对比测试数据。值得注意的是，某些电站原始设计参数与现状实际有变化，设计单位和生产制造厂家应到现场实测，对原设计数据进行校正。

2.2 水文水能

水文资料是确定电站增效扩容潜力和装机规模大小的主要依据，是进行科学设计的前提条件。

1）收集和分析水文资料。设计单位应收集全面的水文资料，并尽可能采用实测数据。部分电站水库已进行过除险加固，可直接采用其设计成果。延长水文系列时，应选择2个以上的点实测数据进行校核。水文分析应对径流、洪水及水库特征水位等进行复核。工程特性表中应当分别列出原设计、现状、改造后三个阶段水文水能主要参数。

2）对水能利用现状进行分析和评估。首先，对河流规划和综合利用功能进行复核。增效扩容改造必须符合流域规划，不能改变水库灌溉、供水等综合利用功能；其次，分析水能资源利用情况。充分考虑上下游梯级衔接及流量匹配关系，计算可利用弃水量，对增效扩容潜力进行判断。

3）比选确定装机规模。在不增加机组台数的前提下，选择多个装机规模进行比选，充分考虑下游顶托的影响。单机容量和总装机规模确定，还应考虑全部机组同时满发时水头受阻工况。

4）合理选择转轮。水轮机转轮选择时，应优先选择新型高效转轮。

5）对回水、泥沙及防洪安全进行复核。增效扩容改造不应增加淹没和移民，泥沙对水轮机的影响应充分考虑。在对防洪安全进行复核时，重点对厂房防洪安全进行校核。

2.3 水工建筑物

农村水电增效扩容改造，是以水电站机电设备更新改造为主，不改变电站现有挡水、泄水、引水和厂房等水工设施，原则上保留原有的预埋件和结构，即不涉及水工建筑物主体结构的改变。首先，对引水系统过流能力和水头损失进行复核，达不到设计要求的，提出处理措施。其次，对厂房、机墩等承重部分的受力和安全强度进行复核，考虑在不同的典型荷载组合下，对厂房的抗滑、抗浮稳定及基底压应力值，是否在《水电站厂房设计规范》允许值内。引水式高水头电站，对压力管道和前池等水工设施进行检测和分析，达不到安全要求的提出补强加固措施。对机组机墩的最大水推力和机组重量，行车起重机轨道梁等受力部位，进行应力和强度复核计算，不符合安全要求的采取补强措施。

2.4 水轮机和发电机

在保证安全的前提下，有潜力的老旧电站，可通过复核设计水头、加大机组过流量、提高机组效率等手段，实现增效扩容改造目的。

1）水轮机改造是增效扩容改造的关键。首先，在对水轮机改造方案比选时，应列出水轮机的主要技术参数，包括水头、效率、额定流量、空化系数、导叶相对高度值等，并选取3种及以上的转轮型号进行比选；其次，水轮机改造应尽量保留尾水管、座环、机坑里衬及埋入管路等原有的预埋部分不动，可更换导水机构、转动部件（转轮、泄水锥、主轴等）、调速机构、主轴密封、自动化元件、明管等；再次，增效扩容改造时，需考虑按照电站设计尾水位复核安装高程，并确保改造后机组安装高程不低于原安装高程。此外，为确保水电站改造后机组安全运行，需对水轮机飞逸转速进行校核，对机组调节保证进行重新计算，确定机组突甩满负荷时最大转速上升率、蜗壳最大压力上升值满足要求，并对机组过流能力进行分析计算，使新机型满足过流能力和安全要求。

2）发电机改造应与水轮机改造同步进行。对较大容量的发电机，可对发电机定子绕组及相关部件、通风系统等进行改造，增大电机容量；对较小容量的发电机，可采用整体更换的方式，达到与水轮机增容相匹配的目的。

3）机组综合效率及发电量指标应科学合理。改造后的机组综合效率，需满足《农村水电增效扩容改造项目机电设备选用指导意见》的要求。从我省以往电站技改的经验来看，发电机的单机容量增幅，一般不会超过25%，超发量一般不会超过10%。此外，发电量指标是投资主管部门进行绩效考核的重要指标之一，必须严格达标。

2.5 辅助系统和电气设备

对于老旧的主阀以及励磁、调速器等辅助设备，也要做配套改造，尤其应更换、淘汰高耗能和落后产品。对老式机组控制装置和电磁式保护装置，应采用微机监控系统和微机保护系统，全面提高运行自运化程度。对主变、电气主接线、短路电流计算和接地等，都应进行复核计算，合理布置和优化选择设备。为了确保运行和防洪安全，应对闸门、启闭机及桥机进行复核，要求配置2套以上保安电源。此外，对辅助的供水、通风和冷却等设备进行必要的改造，可以提高电站运行安全和可靠性。

2.6 工程概算和经济评价

工程概算书、图册都应编制成单行本，作为初步设计报告的一部分，工程造价和设备单价应合理控制。增效扩容项目的中央投资不能超过总投资的50%。在进行项目经济评价时，采用新增电量作为计算参数，电价可以采用影子价格。对于改造后效益的计算，应与改造前的统计口径保持一致，具备可比性。比如下游有顶托补偿的电站，应将补偿的效益折算成电量计入改造后的效益。此外，在对增效扩容改造项目进行财务经济评价时，对其经济内部收益率的评价指标，不局限于8%的社会折现率限制条件。

2.7 环境和生态

对跨流域引水的项目，设计报告中必须有环保章节和水土保持章节，其设计内容深度要满足行政主管部门的要求。对原来没有考虑下泄流量的引水式电站，增设下泄流量出口。除保证生态基流外，还需满足脱水段区间的农业生产和生活用水需求，一般要求其下泄流量为坝址多年平均流量的10%左右。

2.8 施工组织设计

增效扩容改造项目的工期一般为2年。施工尽可能安排在枯水期进行。对于电站多台机组的改造，宜先改造一台，待第一台机改造成功后再改造其它机组。

2.9 设计报告书

设计报告书把需要进行改造的部分，改造前的现状分析、改造目的和如何改逐一描述清楚，其设计文本编写格式不同于新建项目的表述方式。水行政主管部门应将初步设计报告备案，作为工程建设、验收和审计的依据。

3 结语

本文结合增效扩容改造工作的实际，对申报项目进行初步设计审查的技术要点，进行了比较系统的分析总结，对规范增效扩容改造项目初步设计审查工作有一点借鉴作用。

[1]GB/T 50700-2011 小型水电站技术改造规范.

[2]国家电网公司.水力发电厂安全性评价[M].北京: 中国电力出版社, 2009.