老旧水电站现代化改造:基于新型涡轮机实现最大发电量和生态效益

对老旧水电站进行现代化改造是提高其性能、可靠性和环保性的战略途径,尤其对于20世纪建造的大多数水电站而言更是如此。现代技术和欧洲公司(特别是奥地利设备制造商)的专业技术,不仅能让老旧电站勉强维持运行到需要大修的阶段,还能使其真正焕然一新,高效运转。

现代化的阶段和任务

  • 用新的、更高效的设备(通常采用奥地利、德国和瑞士的技术)替换涡轮机、发电机和变压器,可以在相同的用水量下增加发电量,并将效率提高 5% 至 20%。
  • 控制系统改造——实施数字控制器和自动化 SCADA 系统——可以对所有单元进行远程和预测性控制,在线监控运行情况,并主动预防事故。
  • 更换开关设备和电气设备不仅可以确保与现代电网更好地兼容,还可以简化维护并降低事故和停机的风险。
  • 环境改善措施包括安装鱼类保护装置、优化排放、降低噪音和提高环境安全。

对能源行业的益处

  • 产能提升——现代化水电站的例子表明,由于新的工作部件(叶片、轴、喷嘴),装机容量增加了 20-30%,额外生产了数千万千瓦时。
  • 降低维护成本——新设备运行更可靠、更高效,同时保护和自动化系统以及数字技术最大限度地减少了紧急情况和停机时间。
  • 延长使用寿命——适当的现代化改造可以使电站再有效运行 30-50 年,而无需新建大坝或相关基础设施。

奥地利和欧洲的经验

奥地利供应商(古格勒、安德里茨等)是重建设备领域的领导者:他们的涡轮机和发电机在40-50年以上的时间内稳定运行,性能下降极小,这已通过与独联体、欧洲和亚洲的水电站现代化改造合同得到证实。


结论:现代化不仅仅是更换过时的硬件,而是通往全球技术融合、产能可持续增长和成本节约的途径——而最具有长期性和成本效益的项目采用欧洲设备实施,这绝非偶然。

  • 老旧水电站全面现代化改造的各个阶段包括技术调查、重建设计、更换涡轮机和发电机、更新电气开关设备和继电保护系统、安装自动化和数字控制系统(SCADA)、调整和改造基础设施以及环境改善(鱼类保护、排放监测)。
  • 新型水力发电机组的主要优势在于:装机容量提高 10% 至 30%,效率提高 5% 至 15%,运行损耗降低,变频模式下发电稳定性提高,维护成本降低(新型机组的使用寿命为 30 至 50 年,而旧机组的使用寿命为 15 至 20 年)。
  • 由于引入了鱼类保护网、降低了湍流和噪声污染、提高了自动排放控制的精确度以及最大限度地减少了事故,该水电站的环境绩效正在不断提高。新型涡轮机和自动化系统实现了更高效的运行和更环保的环境。
  • 效率比较:改造一座老旧的水电站通常比新建一座小型电站便宜1.5到2倍,而且速度更快,尤其是在大坝和主要结构状况良好的情况下。其他优势包括审批流程少、能够维持水量平衡以及投资回报快。
  • 通过预测性诊断和数字设备监控,运营风险大幅降低——常规泄漏、空化、振动、电机和发电机故障以及计划外停机的风险被消除,同时计划外停机的可能性也降低。

对于工程师而言:现代化是一种提高产能、降低风险并向“智能”车站过渡的方式,而无需进行大规模建设。

01
Asumb Anashironi(秘鲁,2025)

Asumb Anashironi(秘鲁,2025)

秘鲁阿纳希罗尼水电站(2025 年)——一个基于佩尔顿水轮机的高水头水电站的供应和集成项目。供应方案包括一套完整的交钥匙水电站建设和调试设备。供应范围:佩尔顿水轮机(1 台,流量 7.85 立方米/秒),转轮直径 1755 毫米;额定功率 21.175 千瓦的同步发电机;进水阀;液压动力单元 (HPU);低压和中压开关柜 (LV & MV);控制系统;油浸式和干式电力变压器;用于集中控制和监控的 SCADA 系统
设备数量 :1
总功率(千瓦) 21.174
静压(米) 309
预计流量(立方米/秒) 7.9
叶轮直径(毫米) 1755
02
格拉雷水电站项目位于瑞士。

格拉雷水电站项目位于瑞士。

格拉雷水电站项目位于瑞士,按照最高的能源效率和可靠性标准建造。该电站配备两台不同流量的弗朗西斯水轮机,可根据流量波动灵活调整运行,并全年稳定发电。供货范围:弗朗西斯水轮机(1台5.25立方米/秒和1台1.8立方米/秒)、发电机、蝶阀、控制系统、厂房起重机、分流管道。技术规格:机组数量:2台;总容量:1930千瓦;静水头:30.5米;设计流量:5.3立方米/秒;转轮直径:880毫米。格拉雷水电站的特点是设备可靠性高、维护简便,且弗朗西斯水轮机在中等水头下效率高。通过分流管道优化的流量分配方案确保两台水轮机均匀运行,并最大限度地减少水力损失。控制系统和集成式操作基础设施确保对运行模式的精确控制和便捷的维护。
设备数量 :2
总功率(千瓦) 1930
静压(米) 30.5
预计流量(立方米/秒) 5.3
叶轮直径(毫米) 880
03
阿卡夫雷塔-洛德纳里水电站位于一条季节性流量稳定的水道上。

阿卡夫雷塔-洛德纳里水电站位于一条季节性流量稳定的水道上。

阿卡夫雷塔-洛德纳里水电站位于一条季节性流量稳定、坡度适宜的水道上,确保了高压利用率。两台机组均位于同一栋建筑内,从而降低了电站建设、维护和运营的资本支出。该项目包括:安装两台弗朗西斯/佩尔顿式水轮机(根据指定压力而定)、一条压力损失优化的钢制压力管道、现代化发电机、自动化和遥测系统。预计年均发电量为6940万千瓦时,确保了稳定的发电量和可预测的现金流。方案(投资方案)我们提供:设计协调、设备供应(欧洲/土耳其/韩国 - 根据预算和投资者要求)、施工和安装、调试、融资和共同投资(如有必要)、交钥匙工程或与投资者合作。
设备数量 :2
总功率(千瓦) 120013
静压(米) 160
预计流量(立方米/秒) 1.78
叶轮直径(毫米)
04
阿卡夫雷塔水电站是拟实施/联合投资项目。

阿卡夫雷塔水电站是拟实施/联合投资项目。

阿卡夫雷塔水电站是一座高压山地水电站,拥有发达的压力通道,在高峰流量期间水文状况稳定。独立的进水口(3.05 + 3.05 立方米/秒)确保两台机组的均衡负荷,并提高系统能源效率。该电站设计用于两台弗朗西斯式水轮机组,运行压力在最佳范围内,从而确保高效率和低运营成本。该项目适合投资建设并随后出售发电量,也可用于向土耳其出口电力、与工业用户签订合同,以及绿色融资和ESG基金。我们提供的服务包括:可行性研究的设计和调整;大地测量、水文、压力计算和涡轮机优化;获取许可证和批准;设备供应(欧盟/土耳其/中国——适用于投资项目);安装和施工;水电站的调试和运行;组织融资或共同投资;项目优势:高压带来的强劲经济效益;15-25年透明的收益模式;可通过优化水力学来提高发电量。对河床和环境的影响极小
设备数量 :2
总功率(千瓦) 25.02兆瓦
静压(米) 253
预计流量(立方米/秒) 6.1
叶轮直径(毫米)
05
组合模型“Shrosha - Dzirula”

组合模型“Shrosha - Dzirula”

“Shrosha - Dzirula”组合式电站指标值:梯级总装机容量≈18.4兆瓦;年均总发电量≈5100万至5300万千瓦时;发电类型:溢洪道、渠道,无坝;优化潜力:通过调整运行曲线,发电量可提升8%至12%;梯级优势:水力占地面积小、审批速度快、流量可控性高、每千瓦时成本低。面向投资者的实施方案:我们提供:可行性研究的设计和调整;地质/勘测/水力计算;水轮机供应(欧盟/佩尔顿-弗朗西斯式水轮机/中国A级水轮机);施工和安装;自动化、SCADA、遥测;调试;可选择共同投资或交钥匙工程总承包(EPC)。项目优势:高压+稳定流量→低能源成本;无坝→审批简便;可向土耳其出口电力;该项目适合绿色贷款和ESG工具;快速实施模式,18-28个月。
设备数量
总功率(千瓦)
静压(米)
预计流量(立方米/秒)
叶轮直径(毫米)
06
在哈萨克斯坦出售土地并建设小型水电站

在哈萨克斯坦出售土地并建设小型水电站

我们为哈萨克斯坦的水电站建设提供全方位解决方案,涵盖从选址到交钥匙工程实施的各个环节。📍 我们的服务包括:小型水电站建设选址及评估;根据水文和地形条件编制设计文件;与政府机构全面协调并办理相关许可证;提供并安装设备,包括水轮机、发电机和管道;调试并接入电网。💼 与我们合作的优势:我们在哈萨克斯坦及其他独联体国家拥有丰富的水电站建设和改造经验;可通过哈萨克斯坦银行获得年利率8%的坚戈融资;一体化服务:涵盖设计、建设、审批、调试和运营支持;为投资者和工业客户提供定制化解决方案。🌍 投资潜力:哈萨克斯坦正积极发展可再生能源,并为投资者提供稳定的投资环境:电力销售有保障,项目规模可灵活扩展。
设备数量: 4
总功率(千瓦) 21.174
静压(米) 161.2
预计流量(立方米/秒) 43.5
叶轮直径(毫米) 1320
07
格鲁吉亚祖赫齐迪水电站出售。

格鲁吉亚祖赫齐迪水电站出售。

我们出售三座可立即投入使用的小型水电站,总装机容量从1.96兆瓦到5兆瓦不等,同时还提供可用于建设和扩建至5兆瓦的土地。所有设施技术上均已准备就绪,且对投资者具有经济吸引力。1号水电站 - 1.96兆瓦(已投入运营)年均发电量:8.54吉瓦时 机组数量:1台 状态:自2023年起投入运营 项目总成本:580万美元 预计投资回收期:由于电价稳定且设备可靠,该项目可提供可持续的收益。2号水电站 - 3.3兆瓦(在建)年均发电量:9.04吉瓦时 机组数量:2台 建设状态:在建(计划于2026年完工)场地及设备投资价值:440万美元 可通过增设模块和升级现有设备来提高装机容量。水电站 3-5 兆瓦项目(设计阶段)预计年均发电量:21 吉瓦时 项目状态:开发阶段 具备规模化和并网可行性 选址优越,水文效率高,已具备建设条件 最终阶段的技术经济论证 投资优势:设施已建成,参数已确定 可扩容和扩大项目规模 交易各阶段均提供支持:从购买现成资产到安排融资 在当前电价水平下具有高盈利能力 环境和社会效益——使用可再生能源
设备数量 :1
总功率(千瓦) 2兆瓦/3兆瓦/5兆瓦
静压(米) 1065
预计流量(立方米/秒) 7.9
叶轮直径(毫米) 1755
08
阿尔巴尼亚波布雷格(小部队)— 2012年

阿尔巴尼亚波布雷格(小部队)— 2012年

2012年,我公司完成了阿尔巴尼亚波布雷格小型水电站高水头小型水电站全套水力发电设备的供应。该项目位于一段复杂的高压河段,需要根据河道参数和客户的运行要求进行精确的工程设计。供货范围包括:弗朗西斯水轮机(2台)、同步发电机、液压动力单元、进水阀、控制系统和电气设备。整套设备确保了机组在各种水况下都能高效运行,并满足了高可靠性要求。电站技术参数:机组数量:2台;装机容量:7,750千瓦;静水头:96.6米;设计流量:4.0立方米/秒;转轮直径:670毫米。项目成果:采用弗朗西斯水轮机的高压布置方案,使得电站能够在各种流量下实现稳定的发电和高效率运行。自动化控制系统确保了对电站运行模式的精确控制,并将运行成本降至最低。波布雷格小型机组项目成为阿尔巴尼亚山区成功实施紧凑而强大的水力发电解决方案的典范。
设备数量 :2
总功率(千瓦) 7750
静压(米) 96.6
预计流量(立方米/秒) 4
叶轮直径(毫米) 670
09
法国上本斯水电站 – 2020年

法国上本斯水电站 – 2020年

2020年,我公司为法国上本斯(Haut Bens)水电站提供了设备。该电站位于一条高压山涧溪流上,对水轮机组的可靠性和精度要求极高。供货范围包括:佩尔顿水轮机、液压动力单元(HPU)和同步发电机。佩尔顿水轮机是高水头、低流量工况下的理想解决方案,可确保稳定的效率和较长的使用寿命。项目规格:机组数量:1台;装机容量:1805千瓦;静水头:255.7米;设计流量:0.8立方米/秒;转轮直径:645毫米。工程成果:采用佩尔顿水轮机的高水头配置能够高效地将狭窄但水流湍急的山涧溪流的能量转化为稳定的电力。精密的水力系统和现代化的控制系统确保了精确的喷射控制、最小的振动和较长的设备使用寿命。 Haut Bens 项目已成为法国高海拔水电项目紧凑、高效、可靠的解决方案的典范。
设备数量 :1
总功率(千瓦) 1850
静压(米) 255.7
预计流量(立方米/秒) 0.8
叶轮直径(毫米) 645
10
日本小布施水电站 – 2018

日本小布施水电站 – 2018

为长野山区打造的现代化小型水电站。2018年,我公司为日本小布施项目提供了一整套设备。该项目位于长野县,该地区以其崎岖的山地地形、季节性水流量波动以及严格的抗震安全要求而闻名。该项目成为将欧洲水利工程解决方案与日本可靠性和控制标准相结合的典范。供货范围包括:水轮机组(具体供货类型取决于小布施项目的水系特征)、同步发电机、控制系统和电力设备、液压动力单元(HPU)以及进水截止阀。整套设备根据当地的安全、自动化和远程控制要求进行了调整。电站技术参数(如果您愿意,请提供——如果您提供实际数据,我可以补充):机组数量:1台;容量:待定;静水头:待定;流量:待定;叶轮直径:待定。工程成果:小布施项目展示了一种紧凑型小型水电站设计方案,兼具高度自动化、稳定发电和极低的维护需求。使用欧洲设备可确保在水流量季节性波动较大的情况下也能高效可靠地运行。
设备数量 :1
总功率(千瓦) 196
静压(米) 14/4
预计流量(立方米/秒) 1/5
叶轮直径(毫米) 620
11
ASUMB Cutzán,危地马拉 – 2017

ASUMB Cutzán,危地马拉 – 2017

库赞水电站项目采用了高水头佩尔顿水轮机——这是高差大、水流量有限的地区理想的解决方案。设备包括水轮机、蝶阀、水力发电站、发电机、一套电力控制柜、控制和保护系统以及用于远程监控和诊断的SCADA系统。该设备包确保了高效率、精确的喷射控制以及在超过160米水头下的稳定发电。SCADA系统可全天候监控各项参数,及时检测偏差,并便于在偏远地区操作。电站参数:机组数量:1台;装机容量:2551千瓦;静水头:160.2米;预计流量:1.8立方米/秒;叶轮直径:850毫米。该项目充分展现了佩尔顿水轮机在高压条件下的优势——高能量输出、高可靠性、使用寿命长且运行成本低。
设备数量 :1
总功率(千瓦) 2551
静压(米) 160.2
预计流量(立方米/秒) 1.8
叶轮直径(毫米) 850
12
奥地利欣特戈斯格拉本ASUMB — 2017

奥地利欣特戈斯格拉本ASUMB — 2017

位于奥地利山区的欣特格斯格拉本水电站项目旨在以相对较低的水流量在高水头下高效发电。该项目包括一台水轮机、一台发电机、一个进水闸、一座水力发电站以及一条确保最佳流量分配的分流管道。所用的水轮机组件专为在多变的山区水流量条件下稳定运行而设计。超过110米的高水头和精确的控制系统确保了持续的高输出功率并最大限度地减少了能量损失。可靠的水力机械和现代化的发电机保证了高度自动化和低运营成本。电站参数:机组数量:1台;装机容量:1035千瓦;静水头:111.9米;预计流量:1.1立方米/秒;转轮直径:711毫米。欣特格斯格拉本项目展示了高压水轮机解决方案在山区应用的有效性,它兼具设备紧凑、可靠性高和使用寿命长的优点。
设备数量 :1
总功率(千瓦) 1035
静压(米) 111.9
预计流量(立方米/秒) 1.1
叶轮直径(毫米) 711
13
意大利乔兰迪纳水电站 – 2017年

意大利乔兰迪纳水电站 – 2017年

乔兰迪纳水电站项目建于低水头河段,配备两台专为低水头高流量运行而设计的卡普兰式水轮机。该项目提供的设备包括卡普兰式水轮机、发电机组设计以及水力发电厂。直径2100毫米的卡普兰式水轮机在仅2.2米的水头下即可实现高效率运行,使其成为低地河流、船闸和城市水工建筑物的理想选择。灵活的叶片调节系统即使在水位和流量发生显著波动的情况下也能保持稳定的发电量。两台机组的安装赋予了电站更大的灵活性:在部分负荷或季节性水流量波动期间,一台机组可以作为备用电源,而不会损失基荷电力。电厂参数:机组数量:2 装机容量:516 kW 静水头:2.2 m 设计水流量:16.0 m³/s 转轮直径:2,100 mm Giorlandina 项目证明了卡普兰水轮机在低压地区的有效性:高灵活性、在高流量下稳定运行以及最小的建设要求。
设备数量 :2
总功率(千瓦) 516
静压(米) 2.2
预计流量(立方米/秒) 16
叶轮直径(毫米) 2100
14
奥地利 ASUMB HPP Vordergössgraben 水电站

奥地利 ASUMB HPP Vordergössgraben 水电站

位于奥地利高压山区的Vordergössgraben项目配备了一台佩尔顿水轮机,非常适合高低落差大、水流量有限的环境。整套设备包括佩尔顿水轮机、发电机、进水闸门、液压动力单元(HPU)和分流管,确保水轮机内部水流的合理分配。这台直径901毫米的佩尔顿水轮机在91.5米的扬程下运行,最大限度地利用了水流的动能。精确的喷嘴控制和稳定的液压系统确保了高能效和最小的磨损,即使在季节性流量波动的情况下也能保持稳定运行。该项目设计紧凑、自动化可靠、安全性高,这对于偏远山区尤为重要。电站参数:机组数量:1 装机容量:1,405 kW 静水头:91.5 m 预计水流量:1.7 m³/s 转轮直径:901 mm Vordergössgraben 项目展示了在山区条件下使用佩尔顿水轮机的优势:低流量下高功率、运行稳定、运行成本最低。
设备数量 :1
总功率(千瓦) 1405
静压(米) 91.5
预计流量(立方米/秒) 1.7
叶轮直径(毫米) 901
15
卢旺达鲁盖齐 ASUMB 水电站 — 2016

卢旺达鲁盖齐 ASUMB 水电站 — 2016

鲁格齐水电站项目配备了两台高水头弗朗西斯水轮机,设计用于在高水头和相对较低的流量下运行。交付的设备包括弗朗西斯水轮机、蝶阀、液压动力单元(HPU)、发电机、控制系统以及用于远程监控和诊断的SCADA平台。直径425毫米的弗朗西斯水轮机非常适合当地的水文地形:135米的高水头可提供足够的动能以实现稳定发电,而转轮设计即使在水位季节性波动的情况下也能高效利用水力资源。集成的SCADA系统可对每台机组进行全面控制,包括自动同步、负载调节、故障保护和实时参数分析——这对于卢旺达的偏远地区至关重要。电厂参数:机组数量:2 装机容量:2,756 kW 静水头:135.0 m 设计水流量:1.2 m³/s 转轮直径:425 mm 鲁格齐项目证明了高水头弗朗西斯水轮机在非洲高原的有效性:高能源效率、可靠性、自动化和最低运行要求。
设备数量 :2
总功率(千瓦) 2756
静压(米) 135
预计流量(立方米/秒) 1.2
叶轮直径(毫米) 425
16
英国ASUMB公司供应卡普兰涡轮机

英国ASUMB公司供应卡普兰涡轮机

2016年,ASUMB成功交付了位于英国诺丁利(Knottingley)的水力发电项目,为这座小型水电站提供了全套设备。该项目采用低水头、高流量设计,非常适合卡普兰式水轮机。供货范围包括:2台卡普兰式水轮机、发电机、液压动力单元(HPU)、控制系统和电气设备。该设施的技术规格如下:机组数量:2台;装机容量:660千瓦;静水头:2.6米;水流量:14.1立方米/秒;转轮直径:1850毫米。诺丁利项目充分展现了ASUMB卡普兰式水轮机在低水头应用中的高效性能,并突显了奥地利设备全年运行的可靠性。
设备数量 :2
总功率(千瓦) 660
静压(米) 2.6
预计流量(立方米/秒) 14.1
叶轮直径(毫米) 1850
中文(简体) (Chinese Smpl)

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