浅谈电站的改造研究
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1增容改造的对象分析
1.1水工建筑
水库工程由水库大坝、副坝、输水系统、电站等组成。水库大坝等水工建筑物，已于2008年进行除险加固，并于2010年通过蓄水验收。电站厂房因设备改换，需要作局部改造。另外，需要对电站厂房根据改造的要求进行改造与装饰。
1.2机电设备
水库电站机电设备已运行25a，超过使用寿命期，从电站运行历史情况及维修记录来看，久修不愈，长期带病运行，比较明显的如进水主阀漏水严重，存在安全隐患，不能保证电站正常和安全运行。而且多数是被国家列为高能耗、低效率的淘汰产品。因此，电站设备安全隐患严重，急需改造。
1.3水轮机蜗壳与叉管
通过对水轮机蜗壳和叉管检查，基本完好。没有发现漏水、有害变形与振动等安全隐患，局部地方有锈蚀，但没有超过规范允许值。改造实施时将对水轮机蜗壳和叉管作进一步检测，并进行除锈涂漆等维修。根据上述分析，电站需要进行改造，重新选择、安装设备，可适当提高机组容量，选用高效水轮机，辅助设备以及其它电气主要设备应选用节能型新设备。水工建筑物基本完好，仅需对电站主、副厂房进行改造和装饰。水轮机蜗壳和叉管基本完好，改造实施时应进一步检测与必要的维修。
2增容改造后的机组容量与电能核算
2.1机组容量
水库电站原来3台机组总装机容量为2×1250kW+1×320kW，电站设计多年平均发电量为640×104kW·h，年利用小时数为2270h。本电站设计时的水库发电死水位为136m，根据水库1983－2011年共29a运行资料统计，水库多年平均运行水位为148.4m，根据水库的调度原则，为了提高灌溉和供水的保证率，水库发电死水位被调整到150m的水平。由于发电死水位的提高，增大了电站的平均水头，同时也增加了水库的弃水概率。为了充分利用水库的泄洪水量，在电站技改投资增加很少的前提下，适当增加本电站的装机容量。考虑电站的增容受原有建筑物尺寸、预埋部件、输水系统和厂房结构等的限制，扩容后的本电站装机容量为2×1500kW+1×450kW。
2.2电能核算
随着电站机组的增容改造和发电水位的提高，可以减少水库的弃水量和水资源的利用效率，因此电站的电能也将发生变化。电站在改造前后两种情况的电能估算，电站更新增容后主要特性。
3增容改造工作的基本框架
3.1不改变原水工结构，以缩短改造的工期和减少投资
1#、2#、3#机组容量分别增加到1500、1500和450kW。1#、2#水轮机部分更换水轮机转轮，其它部件基本不变。发电机部分更新定子线圈，采用新的绝缘材料，将绝缘等级从B级提高到F级;定子铁芯在旧线圈拆除后进行清理、检查，并进行铁芯温度试验，排除局部短路点，合格后铁芯表面喷半导体防晕漆，槽内垫条均采用半导体垫条，定子嵌线后，整体浇二次F级绝缘漆。转子部分更换绝缘材料，将绝缘等级从B级提高到F级，同时增加线圈匝数。3#水轮发电机组全部更换，保留蜗壳进口弯管和尾水管埋件。
3.2机组附属设备、电站辅助系统主要设备等进行更新换代
水轮机根据水头和流量重新进行选择新的转轮。更换新转轮后的1#、2#水轮机模型最高效率要达到93.00%以上，3#水轮机最高模型效率要达到93.00%以上，而且新转轮要适应老水轮机的流道，以减少异形效应。当水头超过额定水头，机组允许超出力运行，并且要求发电机在功率因数0.85～0.95范围内能稳定运行。测量、控制、保护设备采用以机组现地控制保护单元为基础的电站计算机监控系统。改造原来油、气、水等公共系统，并满足与计算机监控系统接口的要求。机组改造后，调保计算要符合要求，即转速上升率和压力上升率要符合要求。机组改造后应保证安全、稳定运行，不发生有害的振动，水轮机吸出高度要满足电站现有的工作条件。
3.3主副厂房改造和装修
主副厂房结构不变，为改善运行人员工作环境，进行简单装修，包括厂房门窗、中控室地板等。
4工程概算与增容改造的经济性评价
4.1工程概算
本工程概算总投资为811.98万元。其中建筑工程10.06万元，机电设备及安装工程673万元，独立费用90.25万元，基本预备费38.67万元。
4.2经济性评价
(1)水电站增效扩容后装机容量3450kW，年发电量580×104kW·h，电站改造总投资811.98万元，单位千瓦投资2353.57元。
(2)财务基准收益率Ic=10%的财务净现值为205.13万元，大于0;全部投资财务内部收益率13.45%，投资回收期为7.87年，投资利润率9.99%，投资利税率14.9%。
(3)本工程经济内部收益率22.9%，远大于《小水电建设项目经济评价规程》(SL16－2010)建议的8%的社会折现率，经济净现值1095.46万元，大于零，修建本工程在经济上是合理的。
作者：王志平黄维舟朱秋芳单位：永康市饮用水服务站浙江省永康市水利水电勘测设计所永康市杨溪水库灌溉工程管理局
