河南省農(nóng)村水電站技術(shù)改造問(wèn)題的探討

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河南省農(nóng)村水電站技術(shù)改造問(wèn)題的探討
河南省水利水電實(shí)業(yè)公司   苗玉霞
 
摘  要  河南省農(nóng)村水電站大部分建于上世紀(jì)90年代前，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，無(wú)論水工建筑物或是機(jī)電設(shè)備都不同程度存在年久失修、技術(shù)落后、效率低下、安全性差等諸多問(wèn)題。本文在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，指出了目前全省水電站存在的主要問(wèn)題和技改的注意事項(xiàng)，對(duì)今后河南省農(nóng)村水電站實(shí)施技術(shù)改造具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞 水電站  技術(shù)改造  問(wèn)題   探討
 
 
一、河南省農(nóng)村水電發(fā)展歷程
河南省位于我國(guó)中西結(jié)合部，總面積16.7萬(wàn)平方公里，其中山區(qū)丘陵區(qū)占總面積的46.8%。全省地跨長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域，農(nóng)村水電資源比較豐富。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委最新水力資源復(fù)查結(jié)果，全省農(nóng)村水電可開(kāi)發(fā)量為106.7萬(wàn)千瓦，主要分布在西部、南部貧困山區(qū)和革命老區(qū)。農(nóng)村水電開(kāi)發(fā)在河南起步較晚，至1949年建國(guó)時(shí)，全省只有一座裝機(jī)48千瓦的西峽縣蓮花水電站。新中國(guó)成立50年來(lái)，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，全省各級(jí)水利部門(mén)結(jié)合江河治理、防洪灌溉，堅(jiān)持治水辦電相結(jié)合，農(nóng)村水電從小到大，從獨(dú)立供電到并網(wǎng)運(yùn)行，直到建設(shè)中國(guó)特色的水電農(nóng)村電氣化，河南省農(nóng)村水電事業(yè)不斷發(fā)展壯大。截至2005年底，全省建成各類(lèi)農(nóng)村水電站700余座，總裝機(jī)33萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量8億千瓦時(shí)，農(nóng)村水電對(duì)促進(jìn)貧困山區(qū)和革命老區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，促進(jìn)脫貧致富步伐，保護(hù)和改善山區(qū)生態(tài)環(huán)境都起到了重要作用。河南省農(nóng)村水電發(fā)展大體經(jīng)過(guò)了以下幾個(gè)階段。
1949年至1970年為起步階段。這一階段一是結(jié)合大型水利工程的建設(shè)配套建成了南灣水電站、鴨河口水電站等骨干電站；二是結(jié)合灌區(qū)發(fā)展建設(shè)了分水嶺水電站、河頭水電站等小型電站。經(jīng)過(guò)10年發(fā)展，至1970年底，全省農(nóng)村水電站總裝機(jī)達(dá)到1.9萬(wàn)千瓦，也為今后發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并培養(yǎng)鍛煉了一批建設(shè)管理人才。
1971年至1985年為快速發(fā)展階段。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，中央為了滿(mǎn)足農(nóng)村地區(qū)尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)對(duì)電力日益增長(zhǎng)的需求，出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)農(nóng)村水電發(fā)展的政策措施，掀起了水電建設(shè)的高潮。河南省也加大了對(duì)農(nóng)村水電的資金支持力度，平均每年僅省級(jí)財(cái)政投入就達(dá)1000萬(wàn)元以上，最多的年份超過(guò)3000萬(wàn)元。這期間除建成了昭平臺(tái)、陸渾、青天河、薄山、鲇魚(yú)山、窄口等水庫(kù)電站外，還有一大批引水徑流式電站相繼投產(chǎn)，如火炎城、栗子坪、鋪溝、張村、紅英匯流、潭頭等水電站。至1985年底，全省農(nóng)村水電總裝機(jī)達(dá)到23萬(wàn)千瓦。這15年間，平均每年新增裝機(jī)1.4萬(wàn)千瓦，其中1976年至1980年5年，每年新增裝機(jī)更是超過(guò)2.5萬(wàn)千瓦，是河南省水電史上發(fā)展最快的一個(gè)時(shí)期。但在重視速度的同時(shí)，也在一定程度上忽視了對(duì)質(zhì)量的要求和管理。
1986年至2005年是以連續(xù)四批水電農(nóng)村電氣化縣建設(shè)為標(biāo)志的健康穩(wěn)定發(fā)展階段。這期間，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，河南省先后有盧氏、洛寧、欒川、西峽、新縣等16個(gè)縣（市）實(shí)施了以發(fā)展用電、扶貧開(kāi)發(fā)、生態(tài)保護(hù)為主要目標(biāo)的水電農(nóng)村電氣化建設(shè)，先后建成了曲里村、石墻根、崛山、撥云嶺、石門(mén)、武當(dāng)山、河口等骨干水電站，不少電站還通過(guò)股份制多元化籌集建設(shè)資金。至2005年底，全省農(nóng)村水電總裝機(jī)超過(guò)33萬(wàn)千瓦。這是50多年來(lái)河南省農(nóng)村水電總投入最多、發(fā)展最穩(wěn)定、質(zhì)量最好的一個(gè)階段。
二、河南省農(nóng)村水電站存在的主要問(wèn)題
經(jīng)過(guò)50多年的不懈努力，河南省農(nóng)村水電事業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，已建電站總裝機(jī)已占到總可開(kāi)發(fā)量的30%以上。但由于在發(fā)展過(guò)程中各種客觀條件的限制和不斷變化，現(xiàn)有的很多電站尤其是上世紀(jì)70、80年代快速發(fā)展階段投產(chǎn)的電站都不同程度出現(xiàn)了一些問(wèn)題。即使1986年以來(lái)建設(shè)的部分電站也難以適應(yīng)水電現(xiàn)代化和電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的需要，還直接影響了電站經(jīng)濟(jì)效益安全運(yùn)行。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1、規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理
由于發(fā)展初期規(guī)劃設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，實(shí)測(cè)水文資料系列較短，地質(zhì)勘測(cè)工作深度不夠，加上快速發(fā)展階段因過(guò)分追求速度而放松了前期工作的管理，導(dǎo)致部分電站在規(guī)劃設(shè)計(jì)上存在先天不足。如有的水庫(kù)電站水輪機(jī)使用水頭與電站實(shí)際水頭不符造成機(jī)組效率低下；徑流電站裝機(jī)規(guī)模和機(jī)組選型與天然徑流不匹配造成豐水期大量棄水或枯水流量無(wú)法利用；引水式電站渠首壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低或沖砂設(shè)施不合理形成安全隱患和汛期大量泥砂進(jìn)入渠道和電站；引水渠道和渠系建筑物實(shí)際過(guò)水能力不足，對(duì)泥砂淤積問(wèn)題考慮不夠，沒(méi)有有效的沉砂排砂設(shè)施，嚴(yán)重影響渠道正常引水；壓力前池溢流沖砂設(shè)施設(shè)計(jì)不合理不能滿(mǎn)足溢流沖砂需要影響安全運(yùn)行；水輪機(jī)安裝高程確定不合理造成轉(zhuǎn)輪葉片汽蝕和運(yùn)行時(shí)機(jī)組振動(dòng)；此外還有廠房布置不合理、廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)低等問(wèn)題。這些存在的諸多問(wèn)題中有的已經(jīng)造成十分嚴(yán)重的后果，甚至威脅到了下游群眾和電站生產(chǎn)人員的生命安全。如鋪溝電站因渠道過(guò)水能力不足只能達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電量的60%，龍王莊水電站曾于1994年發(fā)生低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水翻過(guò)防洪墻淹沒(méi)廠房的事故，后寨電站曾因雷擊跳閘而前池溢流堰泄流不及來(lái)水漫過(guò)池墻淹沒(méi)廠房的事故，都造成了較大經(jīng)濟(jì)損失，幸而因撤退及時(shí)沒(méi)有造成人員損失。
2、設(shè)備嚴(yán)重老化、建筑物年久失修
河南省大部分已建農(nóng)村水電站都已經(jīng)運(yùn)行20年以上，其中部分上世紀(jì)60、70年代建成的電站已經(jīng)運(yùn)行30年以上，遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)電設(shè)備的正常使用年限，且建成以來(lái)沒(méi)有進(jìn)行全面的技術(shù)更新改造，再加上當(dāng)時(shí)設(shè)備制造水平所限，這些電站普遍存在設(shè)備老化、自動(dòng)化程度低、效率低下、安全性差、配件困難等問(wèn)題，嚴(yán)重影響到電站的正常生產(chǎn)運(yùn)行，有的電站綜合效率僅50%，有的已瀕臨報(bào)廢。一到每年汛期，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備跳閘而停止發(fā)電的現(xiàn)象，有的甚至危及到運(yùn)行人員生命安全。另一方面，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和新型高效水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的出現(xiàn)，原有設(shè)備難以滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的要求，低效率的機(jī)組實(shí)際已經(jīng)不具備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行價(jià)值。而電站水工建筑物同樣存在很多因年久失修影響電站安全和經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題。由于當(dāng)時(shí)條件限制，這些電站大都依靠當(dāng)?shù)厝罕姷牧α渴┕ぃ喈?dāng)一部分電站不同程度存在質(zhì)量問(wèn)題，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，有的建筑物已不堪重負(fù)，其中主要問(wèn)題是渠首壩壩體和防滲、防沖設(shè)施損壞，引水渠道道滲漏嚴(yán)重，部分建在不良地基上的渠段存在突出的安全隱患，此外有的電站壓力管道存在銹蝕、風(fēng)化、剝落等危及廠房安全的現(xiàn)象。近年來(lái)全省不時(shí)發(fā)生電站引水渠因基礎(chǔ)塌方?jīng)_毀下游農(nóng)田的事故，給電站帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。