水电站增效扩容改造过程中常见问题分析

张发珍

（甘肃省和政县水务局，甘肃和政731200）

随着社会经济的发展和工业规模的扩大以及人们生活用电需求量的增加，水力发电机组在实际运转过程中所承载的负荷越来越大，为了使发电机组能够进一步提高自身的发电量，满足人们的日常需求和工业需要，应对水电站进行增效扩容改造，对水力发电机组的运行结构进行调整和优化，使发电机组的发电效率得到进一步提升，也通过对水能资源科学合理地调控来提高人们的生活水平。

1 水力发电机组运行时存在的问题

一般来讲，水力发电机组运行受3 个因素影响。一是技术。水电站的发电效率主要取决于水电站所具备的能量转换技术水平的高低，能量转换过程需要平衡好电能、动能、水能三者之间的关系，在此基础上能量进行高效率转换。一些老水电站在建设初期受当时技术水平的影响以及水轮机调控技术的限制，已经不能适应现代发电的需求，且发电的及时性也无法达到现在的发电运行标准。所以水电站的水能资源利用效率非常低，导致水能资源被浪费，水电站的经济效益也逐步降低。

二是水电站发电机组的选型。每个地区水文条件存在差异，这就决定了在水电站建设过程中建设条件以及施工方案存在差异，选择发电机组时应根据实际需要。相匹配的机组运行效率高，而不相匹配的机组运行效率低。老水电站的修建时间比较久远，当时社会经济发展速度慢，社会用电量和工业用电量都不大，电网规模不大，智能化程度也比较低，基本上是靠人工进行维修管理工作。单一的电网格局造成了机组配置与水电站机组实际需要不匹配的现象，导致大量的水能在机组运转过程中被浪费。随着人们的用电量和工业用电量不断增加，这些老旧水电站所具有的装机容量与现代社会用电需求之间存在缺口，应将水电站装机容量进一步开发和利用，使水电站能够满足社会用电需求。应对水电站装机容量进行增效扩容改造，使其经济效益和社会价值能够得到充分发挥[1]。

三是发电机组的日常运行状态。水轮机的实际工作状态会对整个水电站的运行效率造成影响，因此在水电站运行过程中，水力发电机组要保持良好的运行状态。水力发电机组的质量、结构和作业环境都会对其运行状态造成影响。如果机组在高负荷状态下长期运转，机组的内部零件就会被严重磨损，进而降低实际运行效率，也有可能增加设备出现故障的概率。此外，一部分能量也会从磨损的机组中流失，发电成本提升，发电站取得的经济效益降低。

2 水电站增效扩容改造过程中的注意事项

2.1 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。

2.2 更换整机设备

对于一些水文资料收集不全面且在实际运行过程中水资源浪费严重的老水电站，需要更换整机设备。要对水电站周围的情况进行调查和研究，重新收集水文资料，根据水电站周围的实际情况对水轮发电机组进行合理配置，使水能资源能够被充分利用，进一步提高水电站的发电效率[2]。此外，对于一些水电机组使用时间过长，基本上已经超出了使用年限且老化非常严重的水电站，也可以更换整机设备。

2.3 其他开发

为了使水库容量达到最佳状态，要对水电站的机组进行合理搭配，选择不同容量的机组，通过合理搭配使水电站丰水期和枯水期水能进行有效调配，水能资源被有效利用，尽可能减少损耗。发电机组转速控制水平会对机组的实际运行效率产生影响。在对水电站进行增效扩容改造后，闭环控制是控制发电机组转速的主要方法，机组发出频率信号会传输到控制系统中，通过控制和调节导叶开合角度的方法来达到控制功率输出的目的。

3 结束语

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。