15年浙江水电站增效扩容改造
陶兆美
一、工程概况
那打水电站位于武鸣县北部，所在流域为武鸣河支流府城河上游。地理位置东经108?11?45″，北纬23?27?22″，那打水电站距离府城镇政府所在地4km，距离武鸣县区政府所在地36km，属水库拦河大坝的坝后式电站， 装机660kW，年平均发电量117万kW·h 左右。水库是以灌溉、发电、防洪为主的综合利用工程，属中型水库，具有季调节能力，水库坝址以上集雨面积140km2，多年平均年径流量7679万m3，多年平均流量2.4 m3/s，最大月流量为24.74 m3/s（1979年6月），目前引用流量6.6m3/s左右。总库容2647 m3，有效库容1474 m3，水库设计灌溉面积4.1万亩，实灌面积3.08。
二、 水电站的现状
那打水电站主要建筑物由大坝、放水塔、压力管、厂房和升压站组成。那打水库大坝为均质土坝，最大坝高37.50m，坝顶高程172.50m，防浪墙顶高程173.4m，坝顶长度248m，坝顶宽度5.0m。大坝左岸设有隧洞，进水口设有放水塔，进水闸和拦污栅，隧洞洞径1.5m，全长106m。放水塔工作闸闸底高程149.50m，设有卷扬式启闭机一台。发电厂房现有尺寸为长×宽×高=32.85×7.5×5.5m。原设备非常陈旧，厂内安装有水轮发电机组四套，F1水轮机型号HL260-WJ-60，F1发电机型号TSWN85/89-14，为1992年湖南邵阳市电机厂产品；F2、F3水轮机型号HL-300-WJ-50，1975年柳州市水轮机厂产品。F2、F3发电机型号TSWN-S，玉林市水电设备厂产品；F4水轮机型号ZD661-LH-80，1978年灵山水电设备厂产品，F4发电机型号SF250-12/99，2008年广东省德庆县水电设备厂产品。
那打电站机组经历多次更换维修，1#机组于1974年投入运行，装机容量为50kw，但由于当时发电机的励磁方式为可控硅自动恒温压励磁方式，与农村电网无法同步，不能并网，到1975年2#、3#机组投入运行后，1#机组基本上退出运行。直到1980年对1#机组进行改造，装机容量改为80kw，但该机组使用的是别的电站丢弃的旧机组，试用后活动部位漏水严重，不能正常运行，直至生锈报废。2#、3#机组容量各为125kw。
至1991年，又投入资金对1#机组进行改造，把原80kw更换为160kw。2008年，增加一条压力管，增设4#机组，容量为250kw。采用立式低水头大流量机组，其放水流量大，效率低。
那打水电站装机共4台，总容量为660kw，年发电量约117万kW·h。
1.设备设施老化，发电效率逐年下降
那打电站运行 30 多年来， 主要设备严重老化， 机械性能逐年衰减， 经济效益越来越差， 造成单位无经济实力进行设备改造， 使得电站机电设备存在的问题犹显突出， 水轮机调速采用手动操作机构， 靈敏度较差， 水轮机开度打开至 100%时发电机出力达不到满发， 励磁机经常出现火花， 故障频繁。水轮机的转轮严重气蚀， 导水叶间隙偏大， 严重漏水， 发电机绝缘老化， 高压开关柜及配电装置均属于国家淘汰产品， 性能差， 继电保护装置均为电磁式继电器保护方式， 为独立单元保护， 已不能满足快速、 灵敏、 选择性的要求， 且维护量大， 需经常停运检修， 不能适应当前水电站的安全运行的要求，电站的更新改造是当务之急。
2.水轮机参数性能落后，工作效率低
那打水电站建成于1974 年，在施工工艺和设备设施方面相当落后，其中水轮机水力模型开发十分落后，相比较现在的科学技术水平而言，以往的水轮机在容量和转速等方面功效很低，同时它的稳定性和安全性较差。
3.水工建筑物问题
（1） 拦水、泄水建筑现状。那打水库主坝为均质土坝， 最大坝高37.5米，坝长244米、坝顶高程172.5米，坝顶宽度5米。1991年水库水坝进行了除险加固，消除了安全隐患。本次不进行坝体改造。
（2）尾水管现状。目前电站尾水管接入水利渠道，为提高水轮发电机出力及水轮机转轮改造后的气蚀性能更好，因此改造水轮发电机尾水管。
三、水电站开展增效扩容的必要性
那打水电站现状已经对水利资源和安全经济运行造成了重要的影响， 所以开展小水电站增效扩容性改造工程是安全运行，节能减排的需要。是社会发展，解决地方电力短缺和社会稳定的有效途径，是企业生存发展和提高地方财政收入的需要。
1.提高地方的经济效益
实际水轮发电机组总最大出力达860kW，比改造前增加出力200kW，经与同期比较测算，改造后实际年发电量由由改造前的多年平均发电量117 万kW·h 增加到156.9 万kW·h，每年可增加发电量约39.9 万kW·h。按照我县现行农村水电平均上网电价0.29 元/ kW·h 计算，每年直接经济效益可增加11 万元，具有良好的经济效益。
2.提高生态效益
那打水电站增效扩容改造项目工程完成后， 电站年发电量将显著增加，水能得以充分利用，提高电站自动化水平，生产效能大幅提高，得到的清洁能源将可替代部分火电电能，起到节能减排的作用，通过增效扩容改造，进一步促进水资源的综合利用，改善了电站周边生态环境。
3.提高社会效益
电站增效扩容改造为武鸣县工农业得以迅速发展， 当地广大农村居民的用电提供能源保障。在一定程度上改善了当地群众生产生活条件，提高人民生活水平，保障了周边农村的农田灌溉，提高了防洪抗旱、旱涝保收能力，促进了农业增产、农民增收，加快了农民脱贫致富步伐，提高了社会效益。
四、小水电站增效扩容改造的措施分析
根据那打水电站存在的问题，并根据当地的发展，本次的改造主要是以提高发电的效益为主要问题，解决民生问题， 促进当地经济的发展和提高小水电站增效扩容改造技术的创新。
1.水轮发电机组设计参数的选择
那打水电站增效扩容改造后电站装机容量为1×250kW+1×200kW+1×160kW+1×250kW，总装机860kW，主变容量为2×630kVA，厂用变容量为50kVA，改造后多年平均发电量为156.9万kWh。
2.水轮发电机组技术改造的目标
那打水电站进行增效扩容改造，对电站主副厂房和升压站进行维修和重新装修，新建1间中控室，更换4台水轮机和3台发电机，更换调速器及励磁，更换部分水机辅助设备；更换厂用系统、升压变电设备和微机保护系统等；电站控制保护系统更换微机综合自动化监控系统，使电站满足少人值守的自动化要求。增效扩容改造必将有力促进那打电站安全型电站的建设改造老旧电站、 淘汰落后设备， 采用新技术、 新材料、 新工艺， 全面提升自动化程度，本身就是解决存在问题和消除安全隐患的过程， 安全就是企业的生命线， 安全就是效益， 效益必须依靠安全。本次增效扩容改造不但没有改变电站原来的工程特性， 对生态和环境保护有促进作用， 而且能充分利用水能资源转化为清洁能源， 大幅度提高设备的效率， 提升电站安全生产等级和自动化程度， 有力地保证电站的安全运行和可持续发展。
五、小水电增效扩容改造中的建议
1.加强组织领导，落实工程责任
建立项目工程工作领导小组，由总经理任组长，分管经理及相关部门负责人为成员， 内设管理机构办公室、财务部，工程部，并配备相关管理人员，明确了增效扩容改造的目标任务、工作职责。
2.加强建设管理，把握时间节点
一是抓好前期工作。及时派员考察了区内外多家水轮发电设备厂家，提前与有投标意向的供货商对接，提出了技术要求、设备供货和安装调试时间节点。
3.落实资金筹措，规范使用资金
足额落实自筹资金，沟通积极筹措自筹资金，根据项目进展情况确保自筹资金按时到位；中央及县财政部门大力支持。县财政局及时拨付到位中央补助资金和自治区配套资金， 确保了水电站增效扩容项目建设顺利推进。
4.抓好督促检查，确保安全施工
（1） 加强安全检查力度。对那打水电站增效扩容改造项目由监理单位人员进行全过程跟踪检查，项目法定代表人和安全生产负责人每周2 次现场检查，分管领导每月进行一次现场抽查。
（2）加强现场安全把关。对项目设备到货或施工关键部位， 项目部负责人必须现场把关安全，落实专人指挥，切实做好安全防护措施，严防安全事故发生。
（3）做好隐患整改工作。对检查中发现存在不按设计施工或安全防护措施不到位的，采取了责令施工单位停工整改措施，执行复工许可的安全监督措施，保证了工程的顺利进行。
5.落实质量监督，保证工程质量。
（1）贯彻执行监督机制。及时申报质量和安全监督有关手续， 落实工程质量与安全监督措施，明确和落实参建各方的质量和安全职责，主动接受监督。
（2）落实工程质监措施。督促参建单位严格按照批准的设计文件、图纸和有关技术标准组织施工。对重要隐蔽或关键部位单元工程，工程監理和现场技术员应及时按照规程规范要求验收签证，确保工程质量安全。
六、结语
不同水电站的水流量、水流速度以及机组台数是不一样的，所以对水轮机的要求也各有不同，因此要因地制宜的选择最佳的设计规划，结合国内外先进的科学技术，使水电站的增效扩容改造得以实施，解决地方国民经济电力紧缺问题，促进当地经济社会可持续发展，提高农村水电为“三农”服务的能力。
参考文献：
[1]那打水库水电站增效扩容改造工程初步设计报告.
