论节能减排项目——增效扩容改造

□潘永全(镇远县水利局)

论节能减排项目
——增效扩容改造

□潘永全(镇远县水利局)

农村水电增效扩容改造是中共中央、国务院为了加快水利改革的发展，提高水能资源利用效率，保障农村用电需要，促进农村水电持续有序发展而做出的一项重大举措。本文主要阐述了贵州省水电站增效扩容改造项目的意义和要求，并且实例探讨了贵州省水电站水轮机组的增效扩容改造工程。

节能；水电站；增效；扩容；改造

0 引言

我国农村水电装机世界第一，2011年前达4.50万座，总装机容量达到6200万kW，在建装机1000多万kW，年发电量2000多亿kW·h，为农村电力发展及人民群众生活水平的提高起到了很大的促进作用。但是很多水电站由于运行多年，加上当时的设计水平、施工安装技术水平、设备制造水平及材料的限制，目前出现技术落后、设备老化、出力不足、效率低下、超期服役及机电设备不配套、事故隐患日益增加等问题，严重影响电站的经济效益和安全生产，因而必须对农村水电站进行扩容改造。

1 贵州省实施农村水电增效扩容改造的重要意义

1.1 农村水电是贵州电力工业的重要组成部分

贵州省农村水电资源丰富，技术可开发量733.50万kW，改革开放以来，贵州省农村水电建设蓬勃发展，目前全省已建成农村水电站1408座，总装机容量259万kW，在建农村水电站115座，装机容量77万kW。多年来，在水利部的关心、支持和指导下，贵州省共建成达标验收了21个农村初级电气化县和34个水电农村电气化县，自2003年开展小水电代燃料试点以来，共建设了30个代燃料项目。农村水电在促进地方经济发展、惠及“三农”等方面做出了重要贡献。

1.2 实施农村水电增效扩容改造的必要性

1.2.1 是发展可再生能源、促进节能减排的迫切需要

农村水电增效扩容改造不需移民，不增加环境负担，开发成本和电能质量均优于风能、太阳能等同类能源。全面实施农村水电增效扩容改造，不仅可巩固全省需要改造电站的发电能力，还可较大规模地新增水电发电量。

1.2.2 是消除工程安全隐患、保障公共安全的迫切需要

贵州省农村水电多建于20世纪50-70年代。这个时期建设的农村水电站普遍存在设计标准低、建筑质量差、设备制造水平及技术性能低等问题。经过多年的运行，设备老化严重，安全隐患多。通过增效扩容改造，可消除工程安全隐患，保障公共安全。

1.2.3 是服务“三农”、促进社会主义新农村建设的需要

农村水电是当地农民、农村集体经济组织的重要收入来源和农村公益事业的主要支柱。实施增效扩容改造，将直接惠及当地农民，并对巩固农村基层政权、加强农村基础设施建设、壮大农村集体经济具有重要作用。

1.2.4 是进一步发挥财政资金作用、提高病险水库除险加固整体效益的需要

目前贵州省许多水库附属小水电站的机电设备均未实施更新改造，因此，实施农村水电增效扩容改造，不仅可以促进可再生能源的发展，还能进一步发挥财政资金作用、提高病险水库除险加固整体效益，促进水库良性运行。

2 贵州农村水电增效扩容改造的总体要求

2.1 农村水电增效扩容改造的必备条件

水利部、财政部联合下发的《农村水电增效扩容改造财政补助资金管理暂行办法》，是指导做好农村水电增效扩容改造工作的基础和依据。结合贵州农村水电实际，纳入《贵州省农村水电增效扩容改造实施方案》的电站必须具备以下条件：

符合河流综合利用规划、防洪规划和河流水能资源开发规划,1995年及以前投运的，单站装机容量5万kW及以下的农村水电站，且不属于“十二五”时期水电新农村电气化或2009-2015年小水电代燃料项目。项目前期工作基础较好，综合效益突出，地方政府和业主积极性高，具备较强的筹融资能力，能够保证项目按时实施完成。对已实施水库除险加固、民族地区、贫困地区和具有水利综合利用功能的电站，优先考虑纳入增效扩容改造范围。电站已按照水利部、工商总局、安监总局和电监会《关于加强小水电站安全监管工作的通知》（水电〔2009〕585号）的要求，落实农村水电安全生产“双责任”主体，法人机制与管理制度健全，基本建设手续完备，产权明晰，管理规范，改造后能实现长期稳定运行。以电量计算的增效扩容潜力原则上需达到20%以上，对支农惠农作用明显和综合效益较大的项目，增效扩容潜力不低于10%。

增效扩容改造后额定工况下水轮发电机组的综合效率将分别达到以下指标:单机功率<3000kW：75%以上；单机功率3000～10000kW：81%以上；单机功率10000kW以上：88%以上。改造后发电年利用小时原则上不低于3300h，有综合利用功能的原则上不低于3000h；按改造后装机容量计算，单位千瓦改造投资不超过4000元/kW，新增电量改造投资不超过4元/kW·h。

2.2 农村水电增效扩容改造基本情况

2.2.1 预期计划

纳入实施方案的增效扩容改造电站163座，改造前装机17.57万kW，年发电量6.50亿kW·h，改造后装机24.76万kW，年发电量10.39亿kW·h，改造后增加装机7.18万kW，增加发电量3.89亿kW·h，改造总投资约7.80亿元，单位千瓦投资3154元/kW，新增单位电能投资2元/kW·h。

2.2.2 资金筹措

增效扩容改造共需资金7.80亿元，申请中央补助约3亿元，申请省级配套补助资金1.40亿元，项目单位自筹1.70亿元，银行贷款1.70亿元。

2.2.3 进度安排

项目实施按两年分两批次安排开工。第一年安排实施100个项目，完成总投资5.20亿元；第二年安排实施63个项目，完成总投资2.60亿元。

3 水电站水轮机组增效扩容改造案例分析

3.1 水电站机组基本参数

贵州某水电站装有3台混流式水轮发电机组，额定水头50.50m，工作水头变幅40～63m。其中2台单机额定出力1600kW，电站计划改造增容到2000kW，目前在可研立项阶段。表1为该水电站水轮机设备技术参数。

3.2 机组运行情况

该水电站投产以来，相继发生水轮机振动、转轮叶片大量裂纹且频繁出现、转轮空蚀及磨损严重、下导轴瓦松动，加上长期补焊整型，其叶片型线、叶片厚度和叶片开口值等均远远偏离设计值，导致3台机组水轮机效率和机组出力大幅度下降，稳定性也很差，已严重威胁机组的安全稳定运行。这些问题的产生与制造的质量有关，更重要的原因很有可能就是因为水轮机的设计选型不当。

3.3 改造目标

在50.50m额定水头条件下，增容改造后达到额定出力2000kW，在较高水头下运行，机组应保证稳定性能满足要求。

3.4 水轮机增容改造方案

表1 水轮机设备技术参数表

通过全面分析该电站增容改造的条件和实际需求，推荐HL2517型转轮应用于本站改造。改造转轮满足以下技术指标，见表2。

表2 HL2517-71转轮改造后技术指标表

采用HL2517-71转轮改造后，水轮机额定流量可以由改造前的4m3/s增加到改造后的4.80m3/s，增加最大幅度为20%；额定点运行效率提高1%左右。改造后的机组额定出力能够达到2000kW，空化系数与HL220基本相同。经校核，改造后水轮机的水力性能和机械性能完全满足安全稳定运行的要求。

综上所述，HL2517-71转轮是计划增容改造电站机组增容改造比较理想的转轮。

3.5 改造效益初步估算

本站机组改造后，水轮机效率将有一定提高，在相同来水量的条件下可增加发电量。平均效率由改造前的87%提高到改造后的88%，可年增电量约26万kW·h。改造后由于水轮机过流能力提高，两台机组额定出力可以提高800kW左右，如按满负荷运行8000h计算，可年增发电量640万kW·h。

4 结语

在水电站改造工程中，所谓增效扩容改造就是对原本水电站损坏或者旧项目进行改造，这样做的主要目的是为了对水能资源进行充分利用，并且能够对河流生态环境进行有效保护。在实际工程施工中，需要根据工程的具体情况，对发现的问题进行详细的研究，找出有效的解决措施，这是既减少发电损失又能按时完成水电站增效扩容改造任务的关键。

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2013-12-20

赵 鑫）