河南省農(nóng)村水電站技術(shù)改造問題的探討

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河南省農(nóng)村水電站技術(shù)改造問題的探討
河南省水利水電實業(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90年代前，經(jīng)過長期運行，無論水工建筑物或是機電設(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題和技改的注意事項，對今后河南省農(nóng)村水電站實施技術(shù)改造具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞 水電站  技術(shù)改造  問題   探討
 
 
一、河南省農(nóng)村水電發(fā)展歷程
河南省位于我國中西結(jié)合部，總面積16.7萬平方公里，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)村水電可開發(fā)量為106.7萬千瓦，主要分布在西部、南部貧困山區(qū)和革命老區(qū)。農(nóng)村水電開發(fā)在河南起步較晚，至1949年建國時，全省只有一座裝機48千瓦的西峽縣蓮花水電站。新中國成立50年來，特別是改革開放以來，全省各級水利部門結(jié)合江河治理、防洪灌溉，堅持治水辦電相結(jié)合，農(nóng)村水電從小到大，從獨立供電到并網(wǎng)運行，直到建設(shè)中國特色的水電農(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，全省建成各類農(nóng)村水電站700余座，總裝機33萬千瓦，年發(fā)電量8億千瓦時，農(nóng)村水電對促進貧困山區(qū)和革命老區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展，促進脫貧致富步伐，保護和改善山區(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)過了以下幾個階段。
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10年發(fā)展，至1970年底，全省農(nóng)村水電站總裝機達到1.9萬千瓦，也為今后發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗，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。進入20世紀70年代，中央為了滿足農(nóng)村地區(qū)尤其是偏遠山區(qū)對電力日益增長的需求，出臺了一系列鼓勵農(nóng)村水電發(fā)展的政策措施，掀起了水電建設(shè)的高潮。河南省也加大了對農(nóng)村水電的資金支持力度，平均每年僅省級財政投入就達1000萬元以上，最多的年份超過3000萬元。這期間除建成了昭平臺、陸渾、青天河、薄山、鲇魚山、窄口等水庫電站外，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)村水電總裝機達到23萬千瓦。這15年間，平均每年新增裝機1.4萬千瓦，其中1976年至1980年5年，每年新增裝機更是超過2.5萬千瓦，是河南省水電史上發(fā)展最快的一個時期。但在重視速度的同時，也在一定程度上忽視了對質(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)為標志的健康穩(wěn)定發(fā)展階段。這期間，經(jīng)國務(wù)院批準，河南省先后有盧氏、洛寧、欒川、西峽、新縣等16個縣（市）實施了以發(fā)展用電、扶貧開發(fā)、生態(tài)保護為主要目標的水電農(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、武當(dāng)山、河口等骨干水電站，不少電站還通過股份制多元化籌集建設(shè)資金。至2005年底，全省農(nóng)村水電總裝機超過33萬千瓦。這是50多年來河南省農(nóng)村水電總投入最多、發(fā)展最穩(wěn)定、質(zhì)量最好的一個階段。
二、河南省農(nóng)村水電站存在的主要問題
經(jīng)過50多年的不懈努力，河南省農(nóng)村水電事業(yè)得到了長足的發(fā)展，已建電站總裝機已占到總可開發(fā)量的30%以上。但由于在發(fā)展過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)了一些問題。即使1986年以來建設(shè)的部分電站也難以適應(yīng)水電現(xiàn)代化和電網(wǎng)調(diào)度自動化的需要，還直接影響了電站經(jīng)濟效益安全運行。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1、規(guī)劃設(shè)計不合理
由于發(fā)展初期規(guī)劃設(shè)計經(jīng)驗不足，實測水文資料系列較短，地質(zhì)勘測工作深度不夠，加上快速發(fā)展階段因過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)計上存在先天不足。如有的水庫電站水輪機使用水頭與電站實際水頭不符造成機組效率低下；徑流電站裝機規(guī)模和機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法利用；引水式電站渠首壩設(shè)計標準偏低或沖砂設(shè)施不合理形成安全隱患和汛期大量泥砂進入渠道和電站；引水渠道和渠系建筑物實際過水能力不足，對泥砂淤積問題考慮不夠，沒有有效的沉砂排砂設(shè)施，嚴重影響渠道正常引水；壓力前池溢流沖砂設(shè)施設(shè)計不合理不能滿足溢流沖砂需要影響安全運行；水輪機安裝高程確定不合理造成轉(zhuǎn)輪葉片汽蝕和運行時機組振動；此外還有廠房布置不合理、廠房防洪標準低等問題。這些存在的諸多問題中有的已經(jīng)造成十分嚴重的后果，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水能力不足只能達到設(shè)計發(fā)電量的60%，龍王莊水電站曾于1994年發(fā)生低于設(shè)計標準洪水翻過防洪墻淹沒廠房的事故，后寨電站曾因雷擊跳閘而前池溢流堰泄流不及來水漫過池墻淹沒廠房的事故，都造成了較大經(jīng)濟損失，幸而因撤退及時沒有造成人員損失。
2、設(shè)備嚴重老化、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)運行20年以上，其中部分上世紀60、70年代建成的電站已經(jīng)運行30年以上，遠超過機電設(shè)備的正常使用年限，且建成以來沒有進行全面的技術(shù)更新改造，再加上當(dāng)時設(shè)備制造水平所限，這些電站普遍存在設(shè)備老化、自動化程度低、效率低下、安全性差、配件困難等問題，嚴重影響到電站的正常生產(chǎn)運行，有的電站綜合效率僅50%，有的已瀕臨報廢。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轉(zhuǎn)輪的出現(xiàn)，原有設(shè)備難以滿足電網(wǎng)調(diào)度自動化的要求，低效率的機組實際已經(jīng)不具備經(jīng)濟運行價值。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)濟效益的問題。由于當(dāng)時條件限制，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)量問題，經(jīng)過長期帶病運行，有的建筑物已不堪重負，其中主要問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。近年來全省不時發(fā)生電站引水渠因基礎(chǔ)塌方?jīng)_毀下游農(nóng)田的事故，給電站帶來經(jīng)濟損失。