小型水电站水力发电设备技术改造研究

摘要：我国是一个幅员辽阔的国家，不同的地区，其自然环境、地质条件也会有较大的差异，在建设小型水电站的过程中应该充分考虑到该区域的经济发展情况和河流的特点。尽管随着科技的进步，我国水利事业得到了突飞猛进的发展，但是就小型水电站水力发电设备而言，其依然存在不足和缺陷。本文主要以小型水电站水力发电设备存在的问题为切入点，并提出具体的技术改造措施，仅供参考。

关键词：小型水电站；水力发电设备；技术改造；措施

在最初，为了满足我国人民不断增强的物质需求，小型水电站不仅极大地满足了人们的用电需求，而且也在一定程度上促进了当地的经济发展。但是经过长时间的使用，有相当一部分小型水电站存在设备残旧、故障频发的情况，再加上最初设计和建造小型水电站时由于不合格的制造质量、不恰当的设备选型、缺乏足够的经验等因素，极大地影响了小型水电站的正常运行，因此，现阶段为了充分发挥小型水电站的重要作用，务必要重视小型水电站水力发电设备技术改造等相关工作的执行和落实。

1 小型水电站水力发电设备技术改进的必要性

1.1 造型不当、设备陈旧

就我国目前的小型水电站而言，其建造时间大多是改革开放之前，经过多年的运行，部分小型水电站已经超出了其正常的使用年限，再加上资金方面的限制，无法定期维护水力发电设备，导致设备老化情况比较严重。另外，在当时的技术水平下，存在些许问题的水轮机经过长时间的投入使用，其腐蚀情况较为严重，这不仅降低了水电站的工作效率，而且在一定程度上也增加了水电站的运行成本。

小型水电站为了控制其成本，在选型时通常会考虑到自身的实际情况，但是由于当时技术人员比较缺乏，在购买小型水电站水力发电设备时，其购买的依据主要是水轮机的大小及动力水平，在选型不当的情况下，小型水电站的效率可想而知。这些不匹配的选型投入使用之后，尽管相关技术人员也会有所觉察，但是碍于需要大量的资金和时间来更换设备而不了了之。

1.2 水利发电设备质量较低

早期制造商由于其自身的设计水平的原因，在设计水力发电设备时常常会存在不合理的问题，甚至为了谋取经济效益，对尺寸肆意更改，水轮机各个配件无法协调搭配，对水力性能将会产生不利影响。

1.3 不合理的设备配套

在小型水电站中，时常会出现不合理的设备配置，一方面造成资金浪费，另一方面小型水电站的生产效率迟迟无法提高。例如，小型水电站的水轮机出力设计不符合其设备的最高容量，在运作中就会引发弃水的现象。反之，小型水电站的水轮机出力设计低于设备的最高容量，既增加了设备的运行负担，而且发电机容量也被浪费掉了。

2 小型水电站水力发电设备技术改进的基本原则

目前来讲，针对小型水电站水力发电设备技术改造主要集中在水轮机、水系统、微机控制系统、调速器等方面，为了实现科学合理的技术改造，应遵循以下原则.

2.1 经济效益原则

小型水电站水利设备技术改造的根本目的就是提高水电站的工作效率，增加经济效益，所以技术改造首当其冲的就是考虑经济效益，对其投入和产出比进行分析和研究，尽可能的用最少的成本谋求经济效益最大化。

2.2 优先改造薄弱环节原则

技术改造的前提是要对当地的用电需求和小型水电站的实际情况进行综合考虑，并对投入技术改造的资金以及改造后设备所要达到何种运行状况进行合理预测，对破损严重的水力发电设备优先改造，尽可能使设备的发电量得到切实的提高。

2.3 可行性原则

小型水电站水力发电设备技术改造并非易事，单位的操作人员、技术人员都应该参与到事前的讨论当中，水电站的一线工作人员应该向技术部门反馈水电站的运行状态，必要时可以调动水电站的工作人员也参与到讨论当中来，技术改造只有建立在充分了解水电站发电设备实际情况的基础上方能达到预期效果。

2.4 强调适用原则

制造厂商不同，其所出具的设备设计方案、技术指标也不尽相同，因此，在设备选择的过程中，切忌盲目最求高指标、高性能，要根据实际情况选择匹配度最高的技术和设备，杜绝浪费，将技术改造的成本控制在合理范围内。

3 小型水电站水力发电设备技术改造的措施和途径

为了更好地利用水资源，小型水电站水力发电设备技术改造势在必行。小型水电站相关管理人员应该遵循上述原则进行技术改造，在设备改造时可采取下列方法：首先，对设备不合理的部分进行检测，及时调整和修理损坏的设备，在最短的时间内使损坏的设备恢复到最佳工作状态；其次，将设备合理部分保留下来，引进市面上与之匹配的、先进的部件进行技术改进；最后，彻底改造陈旧设备等等。接下来具体介绍小型水电站水力发电设备技术改造的措施。

3.1 采用无油无维护新技术

现代水电站水轮机最常用的技术就是无油无维护技术，其中无油指的是将油压装置去掉，采用电力驱动的方式和机电一体化元件；无维护技术指的是在设备摩擦运动部位使用高质量的润滑油或采用耐磨性较强的材料。小型水电站所处地区水质不同以及其实际运行情况不同，采用合适的润滑油和耐磨材料，可以最大限度的降低设备检修和维护的频率。

3.2 采用可靠、实用的技术改造老机组

小型水电站的水力发电设备在推力瓦温度过高的情况下，很容易被烧坏，导致停机，因此，在经济条件允许的情况下，可以采用先进的弹性金属塑料推力瓦，充分发挥其耐高温的性能，使水力发电设备的性能得到较大的提升。

3.3 采用微机变压器保护装置

相较于传统的差动继电器而言，微机变压器保护装置的优势非常之明显，其不仅具备差动继电器的功能，而且制动所产生的电流稳态值也可以彻底消除，使内部故障的检测灵敏度得到较大的提升；此外，发电机停机和开机的过程中时常存在的灵敏度差、复合不稳定等问题也可以得以妥善的解决，从而提高小型水电站的运行效率。

3.4 提高发电机组的效率

发电机组的效率如何，在很大程度上取决于发电机效率和水轮机效率如何，通常来讲前者的效率变化幅度并不明显，因此，发电机组的效率主要取决于水轮机的效率。若小型水电站发电机组的流量和工作水头无较大变化，为了使发电机组的工作效率得以提高，在选择水轮机时应注重其性能。此外，在长时间的工作状态下，水轮机组会出现磨损、腐蚀等问题，在这种情况下应该及时更换水轮机。当水轮机不匹配可利用水量时，应该根据实际水量来选择水轮机的型号。

4 结语

随着我国社会经济和科学技术的深入发展，发电形式也逐渐呈现多样化的趋势，其中无损耗、无污染的发电形式已经得到了大范围的推广和应用。小型水电站多分布在我国偏远地区、农村地区，因此由于技术、人员等方面的限制，时常会出现水资源浪费严重、工作效率低等问题，希望通过本文的论述，可以为后续的小型水电站水力发电设备技术改造提供参考意见，为我国水利事业的可持续发展贡献一份力量。

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