水力發電廠現代化改造-提高效率與安全性


對蘇聯水力發電廠進行現代化改造,有助於將過時的設施轉變為現代化、可靠的電網骨幹,從而維持能源獨立。在獨聯體國家,許多建於1950年代至1980年代的水力發電廠至今仍在提供相當一部分電力。然而,這些電站需要進行現代化改造,以提高效率和運作安全性。

為什麼現代化如此重要?

  • 能源損失。老舊渦輪機的運作效率降低,導致水資源利用效率低。
  • 自動化系統已過時。控制通常是手動的,或基於過時的類比系統。
  • 可靠性下降。機械部件的磨損和頻繁的事故會增加風險和停機時間。

現代化能帶來什麼?

  • 由於採用了新型渦輪機和數位控制系統,效率提高了 15-20%。
  • 使設備的使用壽命至少延長20-30年。
  • 採用SCADA和遠端監控技術實現數位控制和自動化。
  • 環保:現代科技減少水資源流失,最大限度地減少對生態系統的影響。

這個過程是如何運作的?

像HydroTechnology這樣的公司會先對電站進行調查,包括查閱檔案文件和對設備狀況進行技術審核。然後,制定現代化改造方案,包括選擇水輪機和控制系統,並計算負載和實施時間表。專案獲批後,設備將在奧地利製造,然後運送至HydroTechnology,並由HydroTechnology負責安裝和調試。整個過程以交鑰匙工程的方式完成,客戶只需極少參與。

因此,蘇聯水力發電廠的現代化改造正在成為加強獨聯體國家能源獨立性以及向未來可持續的現代化能源系統過渡的關鍵一步。

哪些類型的渦輪機可以提高蘇聯水力發電廠的效率?

為了提高蘇聯水力發電廠的效率,現代化改造過程中通常會使用以下幾種類型的現代化渦輪機:

  • 弗朗西斯式逕軸流水輪機。這類水輪機運轉水頭範圍廣(10至700公尺),且由於葉片幾何形狀優化,效率極高。它們用於替代老式的卡普蘭式水輪機,顯著提高電廠效率。
  • 斜向(交叉)渦輪機。它們在各種運行模式下均具有較高的平均效率,提高了水力發電機組的整體性能,並使其能夠在變壓條件下使用。
  • 卡普蘭渦輪機配備可調式葉片,能夠在水流和壓力變化時優化運轉條件,從而提高效率。

現代渦輪機配備了用於精確調節和控制的軟體,這進一步提高了發電廠的整體運作效率。

因此,採用現代徑向軸流式、斜向式和卡普蘭式水輪機顯著提高了蘇聯水力發電廠的效率,並延長了其使用壽命和運作可靠性。

哪些類型的渦輪機可以提高蘇聯水力發電廠的效率?

為了提高蘇聯水力發電廠的效率,現代化改造過程中通常會使用以下幾種類型的現代化渦輪機:

  • 弗朗西斯式逕軸流水輪機。這類水輪機運轉水頭範圍廣(10至700公尺),且由於葉片幾何形狀優化,效率極高。它們用於替代老式的卡普蘭式水輪機,顯著提高電廠效率。
  • 斜向(交叉)渦輪機。它們在各種運行模式下均具有較高的平均效率,提高了水力發電機組的整體性能,並使其能夠在變壓條件下使用。
  • 卡普蘭渦輪機配備可調式葉片,能夠在水流和壓力變化時優化運轉條件,從而提高效率。

現代渦輪機配備了用於精確調節和控制的軟體,這進一步提高了發電廠的整體運作效率。

因此,採用現代徑向軸流式、斜向式和卡普蘭式水輪機顯著提高了蘇聯水力發電廠的效率,並延長了其使用壽命和運作可靠性。

阿布扎爾·圖林
阿布扎爾·圖林
我,阿布扎爾·圖爾林,創立了 AsumB,目標很明確——在哈薩克、中亞、亞美尼亞、亞塞拜然、喬治亞、烏克蘭、俄羅斯、白俄羅斯、烏茲別克、吉爾吉斯、塔吉克推廣清潔、經濟、高效的能源。
作者簡介
01
阿爾巴尼亞波布雷格(小部隊)— 2012年

阿爾巴尼亞波布雷格(小部隊)— 2012年

2012年,本公司完成了阿爾巴尼亞波布雷格小型水力發電廠高水頭小型水力發電廠全套水力發電設備的供應。此專案位於一段複雜的高壓河段,需要根據河道參數和客戶的運作要求進行精確的工程設計。供貨範圍包括:弗朗西斯水輪機(2台)、同步發電機、液壓動力單元、進水閥、控制系統和電氣設備。整套設備確保了機組在各種水況下都能高效運行,並滿足了高可靠性要求。電站技術參數:機組數:2台;裝置容量:7,750千瓦;靜水頭:96.6公尺;設計流量:4.0立方公尺/秒;轉輪直徑:670毫米。專案成果:採用弗朗西斯水輪機的高壓佈置方案,使得電站能夠在各種流量下實現穩定的發電和高效率運作。自動化控制系統確保了對電站運作模式的精確控制,並將運作成本降至最低。波布雷格小型機組計畫成為阿爾巴尼亞山區成功實施緊湊而強大的水力發電解決方案的典範。
設備數量 :2
總功率(千瓦) 7750
靜壓(米) 96.6
預計流量(立方米/秒) 4
葉輪直徑(毫米) 670
02
法國上本斯水力發電廠 – 2020年

法國上本斯水力發電廠 – 2020年

2020年,我公司為法國上本斯(Haut Bens)水力發電廠提供了設備。該電站位於一條高壓山澗溪流上,對水輪機組的可靠性和精度要求極高。供貨範圍包括:佩爾頓水輪機、液壓動力單元(HPU)和同步發電機。佩爾頓水輪機是高水頭、低流量工況下的理想解決方案,可確保穩定的效率和較長的使用壽命。項目規格:機組數量:1台;裝置容量:1805千瓦;靜水頭:255.7公尺;設計流量:0.8立方公尺/秒;轉輪直徑:645毫米。工程成果:採用佩爾頓水輪機的高水頭配置能夠有效率地將狹窄但水流湍急的山澗溪流的能量轉化為穩定的電力。精密的水力系統和現代化的控制系統確保了精確的噴射控制、最小的振動和較長的設備使用壽命。 Haut Bens 專案已成為法國高海拔水力發電專案緊湊、高效、可靠的解決方案的典範。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 1850
靜壓(米) 255.7
預計流量(立方米/秒) 0.8
葉輪直徑(毫米) 645
03
日本小布施水電站 – 2018

日本小布施水電站 – 2018

為長野山區打造的現代化小型水力發電廠。 2018年,我公司為日本小布施計畫提供了一整套設備。該項目位於長野縣,該地區以其崎嶇的山地地形、季節性水流量波動以及嚴格的抗震安全要求而聞名。該專案堪稱將歐洲水利工程解決方案與日本可靠性和控制標準相結合的典範。供貨範圍包括:水輪機組(特定供貨類型取決於小布施專案的水系特性)、同步發電機、控制系統和電力設備、液壓動力單元(HPU)以及進水截止閥。整套設備均根據當地的安全、自動化和遠端控制要求進行了調整。電站技術參數(如有需要,請提供-如果您提供實際數據,我可以補充):機組數量:1台;容量:待定;靜水頭:待定;流量:待定;葉輪直徑:待定。工程成果:小布施計畫展示了一個緊湊型小型水力發電廠設計方案,兼具高度自動化、穩定發電和極低的維護需求。使用歐洲設備可確保在水流量季節性波動較大的情況下也能有效率且可靠地運作。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 196
靜壓(米) 14/4
預計流量(立方米/秒) 1/5
葉輪直徑(毫米) 620
04
巴拿馬耶瓜迪塔水力發電廠 – 2018

巴拿馬耶瓜迪塔水力發電廠 – 2018

巴拿馬的拉耶瓜迪塔水力發電廠計畫是現代小型水力發電廠複雜地形和高可靠性要求下成功應用的典範。該專案包括交付和整合一整套製程流程:水輪機、發電機、水力發電廠、控制系統、SCADA系統、中壓設備和電力變壓器。這項綜合解決方案確保了整個運作期間穩定且有效率的發電。電站參數:機組數量:1台;裝置容量:886千瓦;靜水頭:48.6公尺;設計流量:2.0立方公尺/秒;轉輪直徑:570毫米。該電站配備了現代化的自動化控制和遠端監控系統,提高了控制精度,最大限度地減少了設備停機時間,並確保了電站的高可用性。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 886
靜壓(米) 48
預計流量(m3/s) 2
葉輪直徑(毫米) 570
05
喬治亞博多爾納水力發電廠 – 2018年

喬治亞博多爾納水力發電廠 – 2018年

格魯吉亞博多爾納水力發電廠專案採用全套設備,確保電站在高流量下也能高可靠性、不間斷運作。設備包括水輪機、發電機、水力發電廠、控制系統、SCADA系統、中壓設備和電力變壓器。電站還配備一台柴油發電機,用於獨立啟動和備用電源,這對於高負載和外部電網不穩定的設施尤其重要。電站參數:機組數量:1台;裝置容量:2,556千瓦;靜水頭:8.1公尺;設計流量:32.0立方公尺/秒;葉輪直徑:2,240毫米。電站設計用於低水頭、高流量運行,是寬河道、水流湍急河流的理想解決方案。全自動化系統和SCADA系統確保了即時參數監控和高品質的發電。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 2556
靜壓(米) 81
預計流量(立方米/秒) 32
葉輪直徑(毫米) 2240
06
英國克萊韋多格ASUMB – 2017

英國克萊韋多格ASUMB – 2017

英國克萊韋多格計畫採用卡普蘭管式水輪機,該水輪機針對低水頭、穩定水流環境進行了最佳化。提供的設備包括水輪機、發電機、真空幫浦、液壓動力單元和控制系統。即使在河川水文條件多變的情況下,這套組合也能確保水力發電裝置的高效運作、穩定運作和精確控制。電站參數:機組數量:1台;裝置容量:108千瓦;靜水頭:6.0公尺;設計流量:2.0立方公尺/秒;轉輪直徑:630毫米。自動化控制系統可確保設備負載最佳化和穩定運行,這對於融入現有水利基礎設施的小型水力發電廠尤其重要。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 108
靜壓(米) 6
預計流量(m3/s) 2
葉輪直徑(毫米) 630
07
ASUMB Cutzán,瓜地馬拉 – 2017

ASUMB Cutzán,瓜地馬拉 – 2017

庫贊水力發電廠計畫採用了高水頭佩爾頓水輪機-這是高差大、水流量有限的地區理想的解決方案。整套設備包括水輪機、蝶閥、水力發電站、發電機、一套電力控制櫃、控制和保護系統以及用於遠端監控和診斷的SCADA系統。該設備包確保了高效率、精確的噴射控制以及在超過160公尺水頭下的穩定發電。 SCADA系統可全天候監控各項參數,及時偵測偏差,並方便在偏遠地區操作。電站參數:機組數量:1台;裝置容量:2551千瓦;靜水頭:160.2公尺;預計流量:1.8立方公尺/秒;葉輪直徑:850毫米。此專案充分展現了佩爾頓水輪機在高壓條件下的優勢—高能量輸出、高可靠性、使用壽命長且運作成本低。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 2551
靜壓(米) 160.2
預計流量(立方米/秒) 1.8
葉輪直徑(毫米) 850
08
奧地利欣特戈斯格拉本ASUMB — 2017

奧地利欣特戈斯格拉本ASUMB — 2017

位於奧地利山區的欣特格斯格拉本水力發電廠計畫旨在以相對較低的水流量在高水頭下高效發電。該項目包括一台水輪機、一台發電機、一個進水閘、一座水力發電站以及一條確保最佳流量分配的分流管。所使用的水輪機組件專為在多變的山區水流量條件下穩定運作而設計。超過110公尺的高水頭和精確的控制系統確保了持續的高輸出功率並最大限度地減少了能量損失。可靠的水力機械和現代化的發電機保證了高度自動化和低營運成本。電站參數:機組數量:1台;裝置容量:1035千瓦;靜水頭:111.9公尺;預計流量:1.1立方公尺/秒;轉輪直徑:711毫米。欣特格斯格拉本計畫展示了高壓水輪機解決方案在山區應用的有效性,它兼具設備緊湊、可靠性高和使用壽命長的優點。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 1035
靜壓(米) 111.9
預計流量(立方米/秒) 1.1
葉輪直徑(毫米) 711
09
義大利喬蘭迪納水力發電廠 – 2017年

義大利喬蘭迪納水力發電廠 – 2017年

喬蘭迪納水力發電廠計畫建於低水頭河段,配備兩台專為低水頭高流量運作而設計的卡普蘭式水輪機。此專案提供的設備包括卡普蘭式水輪機、發電機組設計以及水力發電廠。直徑2100毫米的卡普蘭式水輪機在僅2.2公尺的水頭下即可實現高效率運行,使其成為低地河流、船閘和城市水工建築物的理想選擇。靈活的葉片調節系統即使在水位和流量發生顯著波動的情況下也能維持穩定的發電量。兩台機組的安裝賦予了電站更大的靈活性:在部分負載或季節性水流量波動期間,一台機組可以作為備用電源,而不會損失基荷電力。電廠參數:機組數量:2 裝置容量:516 kW 靜水頭:2.2 m 設計水流量:16.0 m³/s 轉輪直徑:2,100 mm Giorlandina 專案證明了卡普蘭水輪機在低壓地區的有效性:高靈活性、在高流量下穩定運行以及最小的建設需求。
設備數量 :2
總功率(千瓦) 516
靜壓(米) 2.2
預計流量(立方米/秒) 16
葉輪直徑(毫米) 2100
10
奧地利 ASUMB HPP Vordergössgraben 水力發電廠

奧地利 ASUMB HPP Vordergössgraben 水力發電廠

位於奧地利高壓山區的Vordergössgraben專案配備了一台佩爾頓水輪機,非常適合高低落差大、水流量有限的環境。整套設備包括佩爾頓水輪機、發電機、進水閘門、液壓動力單元(HPU)和分流管,確保水輪機內部水流的合理分配。這台直徑901毫米的佩爾頓水輪機在91.5公尺的揚程下運行,最大限度地利用了水流的動能。精確的噴嘴控制和穩定的液壓系統確保了高能源效率和最小的磨損,即使在季節性流量波動的情況下也能保持穩定運作。該專案設計緊湊、自動化可靠、安全性能高,這對於偏遠山區尤其重要。電站參數:機組數量:1 裝置容量:1,405 kW 靜水頭:91.5 m 預計水流量:1.7 m³/s 轉輪直徑:901 mm Vordergössgraben 專案展示了在山區條件下使用佩爾頓水輪機的優勢:低流量下高功率、運轉穩定成本最低。
設備數量 :1
總功率(千瓦) 1405
靜壓(米) 91.5
預計流量(立方米/秒) 1.7
葉輪直徑(毫米) 901
11
盧安達魯蓋齊 ASUMB 水力發電廠 — 2016

盧安達魯蓋齊 ASUMB 水力發電廠 — 2016

魯格齊水力發電廠專案配備了兩台高水頭弗朗西斯水輪機,設計用於在高水頭和相對較低的流量下運行。交付的設備包括弗朗西斯水輪機、蝶閥、液壓動力單元(HPU)、發電機、控制系統以及用於遠端監控和診斷的SCADA平台。直徑425毫米的弗朗西斯水輪機非常適合當地的水文地形:135米的高水頭可提供足夠的動能以實現穩定發電,而轉輪設計即使在水位季節性波動的情況下也能高效利用水力資源。整合的SCADA系統可對每台機組進行全面控制,包括自動同步、負載調節、故障保護和即時參數分析—這對於盧安達的偏遠地區至關重要。電廠參數:機組數量:2 裝置容量:2,756 kW 靜水頭:135.0 m 設計水流量:1.2 m³/s 轉輪直徑:425 mm 魯格齊工程證明了高水頭弗朗西斯水輪機在非洲高原的有效性:高能源效率、可靠性、自動化和最低運行需求。
設備數量 :2
總功率(千瓦) 2756
靜壓(米) 135
預計流量(立方米/秒) 1.2
葉輪直徑(毫米) 425
12
英國ASUMB公司供應卡普蘭渦輪機

英國ASUMB公司供應卡普蘭渦輪機

2016年,ASUMB成功交付了位於英國諾丁利(Knottingley)的水力發電項目,為這座小型水力發電廠提供了全套設備。此專案採用低水頭、高流量設計,非常適合卡普蘭式水輪機。供貨範圍包括:2台卡普蘭式水輪機、發電機、液壓動力單元(HPU)、控制系統及電氣設備。專案技術規格:機組數:2台;裝置容量:660千瓦;靜水頭:2.6公尺;水流量:14.1立方公尺/秒;轉輪直徑:1850毫米。諾丁利計畫充分展現了ASUMB卡普蘭式水輪機在低水頭應用中的高效性能,並突顯了奧地利設備全年運作的可靠性。
設備數量 :2
總功率(千瓦) 660
靜壓(米) 2.6
預計流量(立方米/秒) 14.1
葉輪直徑(毫米) 1850
中文(漢字) (Chinese Trad)

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