淺談電站的改造研究

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1增容改造的對象分析

1.1水工建筑

水庫工程由水庫大壩、副壩、輸水系統、電站等組成。水庫大壩等水工建筑物，已于2008年進行除險加固，并于2010年通過蓄水驗收。電站廠房因設備改換，需要作局部改造。另外，需要對電站廠房根據改造的要求進行改造與裝飾。

1.2機電設備

水庫電站機電設備已運行25a，超過使用壽命期，從電站運行歷史情況及維修記錄來看，久修不愈，長期帶病運行，比較明顯的如進水主閥漏水嚴重，存在安全隱患，不能保證電站正常和安全運行。而且多數是被國家列為高能耗、低效率的淘汰產品。因此，電站設備安全隱患嚴重，急需改造。

1.3水輪機蝸殼與叉管

通過對水輪機蝸殼和叉管檢查，基本完好。沒有發現漏水、有害變形與振動等安全隱患，局部地方有銹蝕，但沒有超過規范允許值。改造實施時將對水輪機蝸殼和叉管作進一步檢測，并進行除銹涂漆等維修。根據上述分析，電站需要進行改造，重新選擇、安裝設備，可適當提高機組容量，選用高效水輪機，輔助設備以及其它電氣主要設備應選用節能型新設備。水工建筑物基本完好，僅需對電站主、副廠房進行改造和裝飾。水輪機蝸殼和叉管基本完好，改造實施時應進一步檢測與必要的維修。

2增容改造后的機組容量與電能核算

2.1機組容量

水庫電站原來3臺機組總裝機容量為2×1250kW+1×320kW，電站設計多年平均發電量為640×104kW·h，年利用小時數為2270h。本電站設計時的水庫發電死水位為136m，根據水庫1983－2011年共29a運行資料統計，水庫多年平均運行水位為148.4m，根據水庫的調度原則，為了提高灌溉和供水的保證率，水庫發電死水位被調整到150m的水平。由于發電死水位的提高，增大了電站的平均水頭，同時也增加了水庫的棄水概率。為了充分利用水庫的泄洪水量，在電站技改投資增加很少的前提下，適當增加本電站的裝機容量。考慮電站的增容受原有建筑物尺寸、預埋部件、輸水系統和廠房結構等的限制，擴容后的本電站裝機容量為2×1500kW+1×450kW。

2.2電能核算

隨著電站機組的增容改造和發電水位的提高，可以減少水庫的棄水量和水資源的利用效率，因此電站的電能也將發生變化。電站在改造前后兩種情況的電能估算，電站更新增容后主要特性。

3增容改造工作的基本框架

3.1不改變原水工結構，以縮短改造的工期和減少投資

1#、2#、3#機組容量分別增加到1500、1500和450kW。1#、2#水輪機部分更換水輪機轉輪，其它部件基本不變。發電機部分更新定子線圈，采用新的絕緣材料，將絕緣等級從B級提高到F級;定子鐵芯在舊線圈拆除后進行清理、檢查，并進行鐵芯溫度試驗，排除局部短路點，合格后鐵芯表面噴半導體防暈漆，槽內墊條均采用半導體墊條，定子嵌線后，整體澆二次F級絕緣漆。轉子部分更換絕緣材料，將絕緣等級從B級提高到F級，同時增加線圈匝數。3#水輪發電機組全部更換，保留蝸殼進口彎管和尾水管埋件。

3.2機組附屬設備、電站輔助系統主要設備等進行更新換代

水輪機根據水頭和流量重新進行選擇新的轉輪。更換新轉輪后的1#、2#水輪機模型最高效率要達到93.00%以上，3#水輪機最高模型效率要達到93.00%以上，而且新轉輪要適應老水輪機的流道，以減少異形效應。當水頭超過額定水頭，機組允許超出力運行，并且要求發電機在功率因數0.85～0.95范圍內能穩定運行。測量、控制、保護設備采用以機組現地控制保護單元為基礎的電站計算機監控系統。改造原來油、氣、水等公共系統，并滿足與計算機監控系統接口的要求。機組改造后，調保計算要符合要求，即轉速上升率和壓力上升率要符合要求。機組改造后應保證安全、穩定運行，不發生有害的振動，水輪機吸出高度要滿足電站現有的工作條件。

3.3主副廠房改造和裝修

主副廠房結構不變，為改善運行人員工作環境，進行簡單裝修，包括廠房門窗、中控室地板等。

4工程概算與增容改造的經濟性評價

4.1工程概算

本工程概算總投資為811.98萬元。其中建筑工程10.06萬元，機電設備及安裝工程673萬元，獨立費用90.25萬元，基本預備費38.67萬元。

4.2經濟性評價

(1)水電站增效擴容后裝機容量3450kW，年發電量580×104kW·h，電站改造總投資811.98萬元，單位千瓦投資2353.57元。

(2)財務基準收益率Ic=10%的財務凈現值為205.13萬元，大于0;全部投資財務內部收益率13.45%，投資回收期為7.87年，投資利潤率9.99%，投資利稅率14.9%。

(3)本工程經濟內部收益率22.9%，遠大于《小水電建設項目經濟評價規程》(SL16－2010)建議的8%的社會折現率，經濟凈現值1095.46萬元，大于零，修建本工程在經濟上是合理的。

作者：王志平黃維舟朱秋芳單位：永康市飲用水服務站浙江省永康市水利水電勘測設計所永康市楊溪水庫灌溉工程管理局