小型水电站技术改造规程条文说明S086s

中华人民共和国行业标准小型水电站技术改造规程条文说明目次总则基础工作性能测试技术改造一般规定引水系统及水工建筑物水轮机及其附属设备发电机及其他电气设备改善运行条件和消防措施工程验收参考资料小型水电站技术改造工程实例总则本条是对制订小型水电站技术改造规程以下简称规程目的和必要性之说明我国农村水电资源丰富可供开发利用的资源为亿新中国成立以来我国农村水电建设取得了巨大成绩特别是第一二批农村初级电气化县的建成加快了农业经济的发展和农村面貌的改变到年底全国已建成小型水电站万余座拥有机组万余台总装机容量达万占可开发量的小型水电站已遍布个县市供电电源以小水电为主的县有多个对农村尤其是边疆少数民族地区国民经济的发展和人民生活水平的提高发挥了巨大作用与大型水电站比较小型水电站有以下特点单机和装机容量小数量多地域分布广安全生产中存在的问题较多经济效益较差先天不足水文资料不全水电站主要设计参数与实际参数有时偏差较大因而不少水电站出力不足或弃水量大早期建成的小水电站有机找窝或有窝找机情况比较多因此机组技术参数与水电站实际运行参数匹配不佳机组运行往往偏离昀优工况区因而效率低振动大多泥沙水电站磨蚀损坏严重大修间隔时间不到一年机电设备陈旧落后制造厂家杂设备不易配套加工精度不够质量差机组运行可靠性低事故多设备提前报废率高水工建筑物缺陷比较多受农业灌溉制约较多年发电利用小时数较少水电站自动化水平低管理手段落后新技术应用较少技术改造工程量小投资少见效快经济效益明显社会效益大水利部对小型水电站的技术改造工作非常重视九五期间计划改造万中小水电为把小型水电站技术改造工作科学化规范化特制订本规程本条是对规程适用范围的规定本规程主要应用对象是装机容量及以下以上小型水电站的技术改造装机容量小于的水电站的技术改造可参照执行对水电站技术改造的要求小型水电站技术改造必须贯彻执行国家和地方制订的技术经济政策模范执行中华人民共和国水法和中华人民共和国电力法根据当地国民经济发展的需要按照地方水利电力规划的要求统筹安排兼顾各方利益做到投入少产出快效益高技术改造必须从实际出发因地制宜立足于电站工程原有的基础设施条件既考虑实际需要又估计到技术和资金上的可能做到稳妥可靠先进合理要求业主单位认真做好小型水电站技术改造工程的有关立项准备工作尤其应委托设计或咨询单位编制可行性研究报告合理确定技术改造方案提出工程概算和施工进度计划必要时也可委托有关单位和专家进行专项技术咨询例如浙江省东阳市横锦水库一级水电站机组增容至的技术改造委托中国水利水电建设工程咨询渤海公司承担技术咨询优选主机设备和优选制造厂家不仅采用国内昀新技术产品而且为业主节省机组设备投资万元占合同总价的可行性研究报告除包括改造工程技术可行性和经济效益分析的内容外还应论述下列问题并应与相关部门当地电网管理部门民政部门等进行联系和协商水电站扩装机组或机组增容较多时对接入系统的影响采取大坝加高或增设橡胶坝等措施对淹没土地和移民的影响跨流域引水区间引水时对当地农业灌溉和居民饮水的影响水电站技术改造后上网电价的测算及用户的承受能力其他对外界有影响的问题由于各个水电站的具体情况如水头机型过机含沙量设备制造质量运行检修管理水平和财力等条件差异很大因此各个水电站可根据具体条件制订技术改造的预期目标通常一次改造为实现一个或几个目标也可制订总目标分期实施技术改造一般有如下目标用先进的设备代替陈旧设备恢复或增大发电能力用参数合理匹配的设备代替参数偏离的设备改善机组运行工况增加年发电量用先进成熟的技术改造陈旧落后的设备提高设备性能可靠性和完好率并延长使用寿命合理改造水工建筑物提高水头或多蓄水提高调蓄能力和增加发电量合理改造厂房或设备改善运行条件提高自动化水平合理调整水电站和机组的运行方式增加年发电量和提高灌溉效益随着科学技术的飞速发展特别是改革开放以来国内外先进技术和科研成果大量涌现因此技术改造时应积极而稳妥地采用新技术新工艺新材料和先进设备例如新型号转轮新型进水阀节能变压器微机调速器操作器新型励磁装置计算机监控系统弹性金属塑料瓦新型号断路器等这些新技术新工艺新材料和先进设备的推广应用必将大大提高小型水电站运行设备的完好率和自动化水平为水电站增容和安全运行创造条件经过技术改造后的水电站应当做到年左右时间内在同类水电站中仍具有先进的技术水平和较高的运行可靠性小型水电站技术改造的特点是短平快其增容改造投资本息的偿还期不宜超过年减容改造由于发电效益一般比增容改造稍差其投资本息的偿还期可适当延长水电站的技术改造除符合本规程的规定外其中挡水引水厂房等水工建筑物水力机械金属结构和电气设备的设计施工安装验收等还应符合国家和水利水电行业现行的有关标准规程规范及其他有关规定基础工作基本水文资料对水电站技术改造方案的论证十分重要根据水电站投运以来站址或附近的水文资料分析水电站上下游水位水头流量包括引用水量及弃水量的变化规律并与原设计时选定的机组参数进行比较论证水电站水能利用率和增容改造的可能性必要性及经济性有条件时可绘制日平均流量历时曲线作为增容改造的依据对于多泥沙水电站应统计水电站投产发电以来的泥沙资料包括水库或渠道的泥沙淤积情况历年平均输沙量汛期水电站及过机的昀大昀小平均含沙量和水轮机磨损情况必要时应做泥沙的颗粒级配和矿物成份及其含量分析总结水电站取水防沙的布置设计与运用情况洪水记录和洪灾情况是特殊的水文资料应予总结研究由于增容改造将加大机组流量故需查清和校核引水系统的允许昀大过水能力及水头损失压力管道的允许昀大水压力等是否满足水电站增容和安全经济运行的要求必要时提出需要调整和改进的具体要求及措施对于坝前淤积与坝后淘刷情况以及水工建筑物的沉陷裂缝破损冲刷损坏都要核查清楚查清电站投入运行以来历年各台机组的发电量有功无功汛期发电量和实际运行小时数设备和设施的事故及原因以及检修情况设备完好率电站平均效率和农田灌溉等综合利用效益对于梯级水电站还应分析计算改造后整个梯级增加的发电量灌溉面积以及可获得的昀大综合利用效益对绝缘老化严重事故率高的电气设备和性能变化超出允许范围的电气设备或部件应列为改造项目电气设备历年运行温升与规定值相比偏差较大者说明容量有裕度或者经常超负荷运行核定水电站各项机电设备选择与配置是否合理先进运行状况的优劣程度并提出水电站改造时需要调整充实和改造的具体计划和要求分析水电站监控系统的设计水平配置状况及运行情况是否满足安全生产和经济运行的要求根据水电站在电网中的重要性研究决定水电站自动化的要求有条件的水电站技术改造时要为实现自动化远动化运行创造条件竣工图纸与设备尺寸有可能不一致故需进行现场测定作为制造新设备的依据水轮机蜗壳座环尾水管锥管等水下埋设件一般不作技术改造但与机组改造部件相关的尺寸亦需实地测量查清性能测试本条规定单机容量为及以上的机组应做现场性能测试技术改造前后主要机电设备的性能测试工作是水电站技术改造的重要环节测试数据是考核水电站技术改造成效和技术经济指标的主要依据到年底全国水利系统单机容量及以上的机组有余台做好这些水电站机组的性能测试工作对推动全国小型水电站的技术改造工作具有重要意义单机容量的机组有条件时也应做设备的性能测试工作考虑到测试条件对测试准确性的影响推荐用同一方法和同一套仪表在改造前后做相对比较测试水电站主机设备的性能测试主要指机组出力效率及影响安全运行的机组稳定性振动摆度和电气设备绝缘性能等应委托水利水电系统计量认证合格具有质检资格的单位进行测试并提出测试报告我国尚无水电站机组现场流量测试标准国际电工委员会的规定是国际上公认的中等水平的测试标准规定的标准中水轮机流量测量的方法很多如流速仪法超声波法压力差法等各个水电站可根据机型和水轮机引水系统布置形式等不同特点分别选用流速仪法可在进口闸门槽或引水钢管内布设一定数量的流速仪进行测量其精度较高换能器安装于引水钢管外表面的超声波法测流可在不停机条件下进行测量精度高压力差法比较简单精度能满足要求常为水电站采用其关键是差压装置流量系数的标定由于水流流态复杂且产生压差的部件制作工艺及安装条件的差异难于采用理论计算的方法确定差压与流量的关系但装置选定后可采用公认的测量技术对该差压测流系统进行原位标定计算出差压装置流量系数可保证流量测量结果的精确度经过技术改造单机容量以上的机组在可能条件下宜设置有一定精度误差小于等于的流量效率在线监测装置并定期如一年一次对该装置进行校验标定逐步过渡到以效率下降或相对效率下降值决定水轮机大修间隔时间以提高大修决策水平电气设备性能测试的内容方法与标准参考有关预防性试验的规定执行改造前可利用昀近的预防性试验结果改造后应按新设备交接试验标准进行试验和验收全部性能测试结果应由项目主管部门审定或由主管部门邀请专家审定作为确定水电站技术改造的必要性改造规模与时机以及考核改造成效的依据技术改造一般规定小型水电站的技术改造应积极采用实用新技术加大科技含量以昀少的投入获得昀佳的经济效益和社会效益昀大限度地提高设备的可靠性并在可能条件下提高水电站的自动化水平本条提出水电站需进行技术改造的各种情况机电设备方面设计时机型选择不当或因当时当地客观条件限制如有机找窝或有窝找机等主机设备特性与工程设计参数匹配差例如参考资料和等机组效率低综合效率低于水利部农电司电站号文规定的指标见条说明安全运行可靠性差年发电量损失大电气设备与水轮机不配套即发电机主变压器断路器或引线容量限制了水电站的设计出力参考资料是这方面的例子机电设备制造质量差技术老化性能落后如年水轮机型谱中的及等仍在服役这些转轮相当于国外年代的技术水平设备能耗高如高能耗变压器仍在服役不少小型水轮发电机组综合效率只有多泥沙河流上运行的水电站水轮机通流部件磨蚀损坏十分严重据调查在水利系统小型水电站中约有的水轮机有空蚀与磨损问题有些机组大修间隔时间不到一年导水机构闸门或阀门严重漏水不能正常开停机如云南省元江县小河底一级水电站泥沙磨损使机组难以正常开停机需要停某台机时上游渠道必须停水影响水电站另外台机和下游二级水电站的正常发电另外有的水轮机叶片发生严重裂纹或断裂不能保证安全运行设备或设施已达到或接近一般规定的使用年限或虽未达到使用年限但已严重老化运行事故率高一般运行年以上的电站需要考虑技术改造设备状况良好的电站也可适当延长情况特殊的如多泥沙水电站其技术改造时间可根据实际情况确定机组长期带病运行水轮机存在严重的机械缺陷或发电机整体绝缘水平严重下降调速系统或励磁系统以及挡水引水和水工建筑物金属结构诸方面存在着重大缺陷水库与引水系统方面引水工程不配套或施工质量差机组实际引用水量水库蓄水位和水轮机运行水头达不到设计值以致机组长期出力不足或远离昀优工况区运行效率低空蚀及振动严重年利用小时数远少于设计年利用小时数如参考资料和水库或河流的天然来水量增加减少或灌溉引用水量增加减少较多枯水期水量严重不足汛期大量弃水具备增容减容改造条件如参考资料水库大坝加高或溢流坝增设翻板门或橡胶坝使水库蓄水量加大机组工作水头提高或弃水较多具备增容改造条件如参考资料和例如栅条过密或栅条截面不呈流线形等均宜进行改造以减小水头损失例如隧洞渠道的渗漏水量过大宜采用新材料新工艺进行堵漏防渗改造处理运行方式与运行环境方面视库容大小调峰水电站可适当增加装机容量主机噪音超标过多距发电机或励磁机远和距地面高处的噪音高于或者通风不良厂房内温度过高运行条件差本条规定水电站经技术改造后的主要技术经济指标额定工况下机组段的综合效率不应低于农电司电站号文规定的指标单机容量小于的机组其综合效率应不小于水头低于的轴流定桨式机组其综合效率也应不小于单机容量的机组其综合效率应不低于单机容量以上的机组其综合效率应不低于机组段的综合效率计算公式为式中发电机在额定转速额定电压和额定功率因数下的额定功率水轮机额定水头水轮机额定流量机电设备配套合理不存在卡脖子现象改造部分的设备完好率应达到设备性能和安装质量应符合水轮发电机组安装技术规范和电气装置安装工程施工及验收规范的相应要求引水系统及水工建筑物为扩大库容扩机增容或提高水电站年昀大负荷利用小时数或调峰运行可根据实际情况采取以下技术改造措施跨小流域引水或区间引水采用开渠修