小型水電站水力發電設備技術改造研究
傅利鋒
摘要:我國是一個幅員遼闊的國家,不同的地區,其自然環境、地質條件也會有較大的差異,在建設小型水電站的過程中應該充分考慮到該區域的經濟發展情況和河流的特點。盡管隨著科技的進步,我國水利事業得到了突飛猛進的發展,但是就小型水電站水力發電設備而言,其依然存在不足和缺陷。本文主要以小型水電站水力發電設備存在的問題為切入點,并提出具體的技術改造措施,僅供參考。
關鍵詞:小型水電站;水力發電設備;技術改造;措施
在最初,為了滿足我國人民不斷增強的物質需求,小型水電站不僅極大地滿足了人們的用電需求,而且也在一定程度上促進了當地的經濟發展。但是經過長時間的使用,有相當一部分小型水電站存在設備殘舊、故障頻發的情況,再加上最初設計和建造小型水電站時由于不合格的制造質量、不恰當的設備選型、缺乏足夠的經驗等因素,極大地影響了小型水電站的正常運行,因此,現階段為了充分發揮小型水電站的重要作用,務必要重視小型水電站水力發電設備技術改造等相關工作的執行和落實。
1 小型水電站水力發電設備技術改進的必要性
1.1 造型不當、設備陳舊
就我國目前的小型水電站而言,其建造時間大多是改革開放之前,經過多年的運行,部分小型水電站已經超出了其正常的使用年限,再加上資金方面的限制,無法定期維護水力發電設備,導致設備老化情況比較嚴重。另外,在當時的技術水平下,存在些許問題的水輪機經過長時間的投入使用,其腐蝕情況較為嚴重,這不僅降低了水電站的工作效率,而且在一定程度上也增加了水電站的運行成本。
小型水電站為了控制其成本,在選型時通常會考慮到自身的實際情況,但是由于當時技術人員比較缺乏,在購買小型水電站水力發電設備時,其購買的依據主要是水輪機的大小及動力水平,在選型不當的情況下,小型水電站的效率可想而知。這些不匹配的選型投入使用之后,盡管相關技術人員也會有所覺察,但是礙于需要大量的資金和時間來更換設備而不了了之。
1.2 水利發電設備質量較低
早期制造商由于其自身的設計水平的原因,在設計水力發電設備時常常會存在不合理的問題,甚至為了謀取經濟效益,對尺寸肆意更改,水輪機各個配件無法協調搭配,對水力性能將會產生不利影響。
1.3 不合理的設備配套
在小型水電站中,時常會出現不合理的設備配置,一方面造成資金浪費,另一方面小型水電站的生產效率遲遲無法提高。例如,小型水電站的水輪機出力設計不符合其設備的最高容量,在運作中就會引發棄水的現象。反之,小型水電站的水輪機出力設計低于設備的最高容量,既增加了設備的運行負擔,而且發電機容量也被浪費掉了。
2 小型水電站水力發電設備技術改進的基本原則
目前來講,針對小型水電站水力發電設備技術改造主要集中在水輪機、水系統、微機控制系統、調速器等方面,為了實現科學合理的技術改造,應遵循以下原則.
2.1 經濟效益原則
小型水電站水利設備技術改造的根本目的就是提高水電站的工作效率,增加經濟效益,所以技術改造首當其沖的就是考慮經濟效益,對其投入和產出比進行分析和研究,盡可能的用最少的成本謀求經濟效益最大化。
2.2 優先改造薄弱環節原則
技術改造的前提是要對當地的用電需求和小型水電站的實際情況進行綜合考慮,并對投入技術改造的資金以及改造后設備所要達到何種運行狀況進行合理預測,對破損嚴重的水力發電設備優先改造,盡可能使設備的發電量得到切實的提高。
2.3 可行性原則
小型水電站水力發電設備技術改造并非易事,單位的操作人員、技術人員都應該參與到事前的討論當中,水電站的一線工作人員應該向技術部門反饋水電站的運行狀態,必要時可以調動水電站的工作人員也參與到討論當中來,技術改造只有建立在充分了解水電站發電設備實際情況的基礎上方能達到預期效果。
2.4 強調適用原則
制造廠商不同,其所出具的設備設計方案、技術指標也不盡相同,因此,在設備選擇的過程中,切忌盲目最求高指標、高性能,要根據實際情況選擇匹配度最高的技術和設備,杜絕浪費,將技術改造的成本控制在合理范圍內。
3 小型水電站水力發電設備技術改造的措施和途徑
為了更好地利用水資源,小型水電站水力發電設備技術改造勢在必行。小型水電站相關管理人員應該遵循上述原則進行技術改造,在設備改造時可采取下列方法:首先,對設備不合理的部分進行檢測,及時調整和修理損壞的設備,在最短的時間內使損壞的設備恢復到最佳工作狀態;其次,將設備合理部分保留下來,引進市面上與之匹配的、先進的部件進行技術改進;最后,徹底改造陳舊設備等等。接下來具體介紹小型水電站水力發電設備技術改造的措施。
3.1 采用無油無維護新技術
現代水電站水輪機最常用的技術就是無油無維護技術,其中無油指的是將油壓裝置去掉,采用電力驅動的方式和機電一體化元件;無維護技術指的是在設備摩擦運動部位使用高質量的潤滑油或采用耐磨性較強的材料。小型水電站所處地區水質不同以及其實際運行情況不同,采用合適的潤滑油和耐磨材料,可以最大限度的降低設備檢修和維護的頻率。
3.2 采用可靠、實用的技術改造老機組
小型水電站的水力發電設備在推力瓦溫度過高的情況下,很容易被燒壞,導致停機,因此,在經濟條件允許的情況下,可以采用先進的彈性金屬塑料推力瓦,充分發揮其耐高溫的性能,使水力發電設備的性能得到較大的提升。
3.3 采用微機變壓器保護裝置
相較于傳統的差動繼電器而言,微機變壓器保護裝置的優勢非常之明顯,其不僅具備差動繼電器的功能,而且制動所產生的電流穩態值也可以徹底消除,使內部故障的檢測靈敏度得到較大的提升;此外,發電機停機和開機的過程中時常存在的靈敏度差、復合不穩定等問題也可以得以妥善的解決,從而提高小型水電站的運行效率。
3.4 提高發電機組的效率
發電機組的效率如何,在很大程度上取決于發電機效率和水輪機效率如何,通常來講前者的效率變化幅度并不明顯,因此,發電機組的效率主要取決于水輪機的效率。若小型水電站發電機組的流量和工作水頭無較大變化,為了使發電機組的工作效率得以提高,在選擇水輪機時應注重其性能。此外,在長時間的工作狀態下,水輪機組會出現磨損、腐蝕等問題,在這種情況下應該及時更換水輪機。當水輪機不匹配可利用水量時,應該根據實際水量來選擇水輪機的型號。
4 結語
隨著我國社會經濟和科學技術的深入發展,發電形式也逐漸呈現多樣化的趨勢,其中無損耗、無污染的發電形式已經得到了大范圍的推廣和應用。小型水電站多分布在我國偏遠地區、農村地區,因此由于技術、人員等方面的限制,時常會出現水資源浪費嚴重、工作效率低等問題,希望通過本文的論述,可以為后續的小型水電站水力發電設備技術改造提供參考意見,為我國水利事業的可持續發展貢獻一份力量。
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