本人并非水電專業(yè)出身,只是從事了一段時(shí)間的水電站融資租賃業(yè)務(wù),總結(jié)了前期的一點(diǎn)小小經(jīng)驗(yàn),杜撰此文,名為分享經(jīng)驗(yàn),實(shí)為拋引求教。望看官不吝賜教、批評指正。

  將分四個(gè)部分闡述個(gè)人觀點(diǎn):

  第一部分 水電站基礎(chǔ)知識(shí)

  第二部分 水電的現(xiàn)在地位及未來展望

  第三部分 如何開展融資租賃業(yè)務(wù)之營銷策略、信用風(fēng)險(xiǎn)

  第四部分 如何開展融資租賃業(yè)務(wù)之合規(guī)問題、資料收集與分析

  第一部分 水電站基礎(chǔ)知識(shí)

  一、水電站原理、概述

  1、基本原理

  水流勢能→旋轉(zhuǎn)機(jī)械能→電能

  水電站的最基本原理為通過水流從高往低處流動(dòng)的勢能轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能,水輪機(jī)通過傳動(dòng)裝置將機(jī)械能傳導(dǎo)至發(fā)電機(jī),通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)。

  2、水電站所能利用的水流出力

  水流出力:水流單位時(shí)間內(nèi)做功的能力。

  水電站所利用的水流出力公式:

  N=gηQH

  N:水電站出力(kw);g:重力加速度,一般為9.81;η:水電站效率(%);H:水頭(m);Q:流量()。

  因?yàn)橹亓铀俣茸兓递^小、水電站效率也具有行業(yè)平均水平,因此令K=gη,則行業(yè)水平為:

  大中水電K在8.0-9.0之間,中小水電K在6.5-7.5之間。

  當(dāng)視K為常數(shù)后,可以發(fā)現(xiàn)水電站所能利用的水流出力與水頭、徑流量相關(guān)。

  3、發(fā)電量公式

  E=NT

  E:發(fā)電量(kw·h);T:小電數(shù)(h);N:平均出力(kw)。

  4、容量

  額定容量:一般指某一機(jī)組的單機(jī)組容量,發(fā)電機(jī)的銘牌出力。常用單位:萬千瓦

  裝機(jī)容量:一般指某一水電站所有機(jī)組容量之和。常用單位:萬千瓦

  如某一電站由三臺(tái)機(jī)組構(gòu)成,分別為2.5萬千瓦、3萬千瓦、3萬千瓦,則該電站的裝機(jī)容量為8.5萬千瓦?谡Z中常常直接說2.5萬、3萬、8.5萬等。后文提及容量單位幾萬千瓦均簡寫為幾萬。

  5、水電站的分類之一:按調(diào)節(jié)功能分類

  ,其中V為興利庫容、W為多年平均徑流量

  無調(diào)節(jié)水電站(徑流水電站)β<0.02

  有調(diào)節(jié)水電站:①月調(diào)節(jié)水電站β<0.03、季調(diào)節(jié)水電站β<0.2

 、诓煌耆暾{(diào)節(jié)水電站β<0.3

  ③年調(diào)節(jié)水電站β<0.5

 、芏嗄暾{(diào)節(jié)水電站β>0.5

  6、水電站的分類之二:按集中落差的方式分類

  集中落差又叫形成水頭。有:壩式、引水式、潮汐式、混合式、抽水蓄能。其中壩式、引水式在業(yè)務(wù)中最為常見。

  6.1、壩式水電站:用壩或閘集中水頭。

 。1)河床式:廠房是擋水建筑物的一部分,且承壓。多用于平原河段,淹沒小,引用流量較充分,又稱為“低水頭大流量水電站”。例葛洲壩水電站。

  多采用直徑大、轉(zhuǎn)速低的軸流式水輪發(fā)電機(jī)組。

。2)壩后式:廠房不承壓,壩或閘單獨(dú)擋水。壩和廠房間有永久縫分開,電站壩段和溢流壩段有導(dǎo)流墻隔開,使電站進(jìn)水和尾水不受泄洪干擾。

  如三峽電站。

  6.2、引水式

 。1)無壓引水式:采用明渠或無壓隧洞,多建在河流坡降較陡的河段上。由以下部分構(gòu)成:

 、偈撞繕屑~:壩或無壩、進(jìn)水口(取水口)、沉沙池;

 、谝b置:引水進(jìn)水口之后,有渡槽、涵洞、倒虹吸管、橋梁等,在引水渠道尾端與壓力前池相接;

 、蹚S區(qū)樞紐:壓力前池、高壓管道、廠房、變電、配電設(shè)備、尾水渠

 。2)有壓引水式:主要特點(diǎn)是具備有壓隧洞、壓力水管。由以下部分構(gòu)成:

 、偈撞繕屑~:攔河壩、進(jìn)水口;

 、谟袎阂ㄖ;

 、蹚S區(qū)樞紐:調(diào)壓室、壓力水管、電站廠房構(gòu)成。

 。3)混合式:通過攔河壩集中部分落差,再用引水道進(jìn)一步形成落差。

  7、水電站的分類之三:按電站規(guī)模分類

  目前適用的標(biāo)準(zhǔn)為《SL252-2017水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》:

  二、水電站結(jié)構(gòu)構(gòu)成

  1、水電站樞紐組成部分

  (1)擋水部分;

 。2)泄水部分:溢洪道、防空洞、泄洪排沙隧洞、泄水沖沙底孔;

 。3)引水部分:將發(fā)電用水輸送至水輪發(fā)電機(jī)組的部分,例如:明渠、隧洞、管道、渡槽、隧洞、倒虹吸、橋梁、尾水;

 。4)進(jìn)水部分:將水引進(jìn)水輪機(jī)的引水道首部部分,例如:壓進(jìn)水口、無壓進(jìn)水口;

 。5)平壓部分:平穩(wěn)引水部分流量、壓力的,例如:壓室、壓力前池;

 。6)過壩部分:讓船只木材魚類過壩的,例如:船閘、過木道、魚道;

 。7)廠區(qū)樞紐部分:發(fā)、變、配、送電的中心,水電站主廠房、副廠房、主變壓器場、高壓開關(guān)站、交通道路、尾水渠。

  2、水電站廠房類型:按結(jié)構(gòu)分

 。1)壩后式廠房:廠房雖占據(jù)部分河床,但不影響溢流壩布置,進(jìn)水口處于壩上游,設(shè)有攔污柵、閘門;高壓管道穿過非溢流壩身通向電站廠房;大壩和廠房有永久伸縮陷縫分開。

 。2)挑越式廠房:廠房位于壩后溢流壩后,泄洪水流自廠房頂挑出;廠房載荷大、平滑、抗振動(dòng)氣蝕要求高,下游水位影響發(fā)電,工作環(huán)境差;是河谷狹窄的無奈。

  (3)溢流式廠房:谷窄流大,廠房位于壩體內(nèi)、壩頂溢流,可用于重力壩、寬縫重力壩、拱壩;引水道和尾水道短,壩體有空腔,節(jié)省建材但應(yīng)力復(fù)雜,施工干擾大。

  (4)河床式廠房:低水頭、大徑流、大裝機(jī),用廠房擋水。

 。5)河岸式廠房:廠房位于遠(yuǎn)離壩區(qū)的岸上,多用于引水式、混合式。

  (6)地下廠房:有壓引水式,因地質(zhì)或其他因素?zé)o法分布于河床或岸邊,置于地下;引木洞、尾水洞較為重要;又分為首部式、中部式、尾部式;以廠房靠近進(jìn)水口或出水口,引水洞和尾水洞長短對比分類。

  3、水電站廠房類型:按機(jī)組裝置方式分類

 。1)立式機(jī)組廠房:水輪發(fā)電機(jī)組主軸為堅(jiān)直方向布置,發(fā)電機(jī)水輪機(jī)及其他輔助設(shè)備布置于不同高度上。以發(fā)電機(jī)層地板為界將發(fā)電廠房分為上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)又稱為發(fā)電層,位于尾水最高洪水位以上,又稱水上部分。下部結(jié)構(gòu)包括:水輪機(jī)層、蝸殼層、尾水管層的混凝土塊體結(jié)構(gòu)。

  (2)臥式機(jī)組廠房:水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝于同一高程地板上。廠房高度小,投資、運(yùn)維方便。

  三、動(dòng)力設(shè)備

  (一)、水輪機(jī)

  1、大分類:按水流能量轉(zhuǎn)換特征分

 。1)反擊式水輪機(jī):由若于具有三維扭曲面的葉片組成,壓力水流充滿水輪機(jī)整個(gè)流道。壓力水流流過葉片時(shí),受葉片作用,水流壓力、流速大小和方向發(fā)生變化,水流以其壓能動(dòng)能給轉(zhuǎn)輪反作用力,反作用力形成旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

 。2)沖擊式水輪機(jī):借助特殊導(dǎo)水機(jī)構(gòu)引出具有動(dòng)能的自由射流,沖向轉(zhuǎn)輪水斗,使之作功。以工作射流和轉(zhuǎn)輪相對位置和做工次數(shù)的不同,分切擊式、斜擊式、雙擊式。下圖透明點(diǎn)開可看

  混流式水輪機(jī)

  水流從四周徑流入轉(zhuǎn)輪,以近似軸向流出轉(zhuǎn)輪。結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠,效率高,適應(yīng)水頭20-734米。

  軸流式水輪機(jī)

  水流進(jìn)、出轉(zhuǎn)輪都是軸向的,適應(yīng)水頭2-88m。同等水頭下,過流能力大于混流式,氣蝕性能差于混流式。轉(zhuǎn)輪葉片根據(jù)水頭和負(fù)荷通過油壓接力器相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)的稱軸流轉(zhuǎn)槳式,否則是軸流定槳式。軸流轉(zhuǎn)槳式適應(yīng)水頭和負(fù)荷,效率高造價(jià)高,多用于水頭、出力有較大變化的大中型電站,適應(yīng)水頭2-88m。

  斜流式水輪機(jī)

  水流在轉(zhuǎn)輪處,水流與軸線呈一定傾斜角度,結(jié)構(gòu)和特性介于混流、軸流之間,葉片角度可調(diào),導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪葉片雙重調(diào)節(jié)。有較高的高效率區(qū),具有可逆性,適應(yīng)水頭40-200m。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高,用于中大型、抽水蓄能電站。

  貫流式水輪機(jī)

  引水部件,轉(zhuǎn)輪、排水部件均在軸線上,適應(yīng)水頭2-25m,單機(jī)出力幾千千瓦至幾萬千瓦,水流在流道內(nèi)沿軸向運(yùn)動(dòng),不轉(zhuǎn)彎,過水能力、水力效率高。雙向發(fā)電、雙向抽水、雙向泄水,作為水輪機(jī)、水泵均有較好水力性能。多用于低水頭綜合利用電站以及潮汐電站。

  貫流式除了按葉片是否能夠轉(zhuǎn)動(dòng)分為貫流定槳式、貫流轉(zhuǎn)槳式,也可以按照其布局形狀分為燈泡式、豎井式、軸伸式和全貫流式。

  半貫流式:發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)分開;全貫流式發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)子在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪外圓上,應(yīng)用較少。

  燈炮貫流式:發(fā)電機(jī)密封安裝在水輪機(jī)上游側(cè)一個(gè)燈炮狀金屬殼體,電機(jī)水平向安裝,發(fā)動(dòng)機(jī)主軸連接水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪,應(yīng)用較多。

  軸伸式:臥式布置或傾斜安裝,轉(zhuǎn)輪和電機(jī)通過長軸連接,電機(jī)布于無水機(jī)房,用于小型機(jī)組。

  堅(jiān)井式:電機(jī)位于轉(zhuǎn)輪上游側(cè)一個(gè)堅(jiān)井中,余似燈泡式,應(yīng)用于小型機(jī)組。

  切擊式水輪機(jī)(水斗式水輪機(jī))

  工作射流中心線與轉(zhuǎn)輪節(jié)圓相切。葉片由一系列呈雙碗狀水斗組成,故又稱又水斗式水輪機(jī)。適應(yīng)水頭300-2000m,沖擊式水輪機(jī)的主流。

  斜擊式水輪機(jī)

  類似于切擊式水輪機(jī),工作射流與轉(zhuǎn)輪進(jìn)口平面呈某一角度ɑ,射流斜著射向轉(zhuǎn)輪,適應(yīng)水頭35-350m、軸功率10-500kw、比轉(zhuǎn)速18-45m的中小型水電站。

  雙擊式水輪機(jī)

  水流從轉(zhuǎn)輪外周進(jìn)入部分葉片流道,消耗7-8成動(dòng)能,離開葉道,穿過轉(zhuǎn)輪中心部分的空間,再次進(jìn)入轉(zhuǎn)輪另一部分葉道消耗余下的2-3成動(dòng)能。結(jié)構(gòu)簡單,易制造,低效,適應(yīng)H760m,N<15Okw小水電。

  2、水輪機(jī)基本構(gòu)件(此部分可跳過)

  (1)引水部件(引水室)

  主要作用是以最小水力損失將水流引向?qū)畽C(jī)構(gòu),盡可能使水流沿導(dǎo)水機(jī)構(gòu)周圍均勻、軸對稱地流入,進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)前形成一定的環(huán)量,保證空氣不進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。又分為以下4類:

 、倜鞑凼揭遥核媾c大氣相通,平面尺寸通常較大,用于H710m,轉(zhuǎn)輪直徑<2m的小型電站。

 、趬毫Σ凼剑哼m應(yīng)Hϵ(8,20)m小型水輪機(jī)。

 、酃奘揭遥河梢粋(gè)圍錐形金屬機(jī)殼構(gòu)成,一頭連接壓力鋼管、一頭連接尾水管。結(jié)構(gòu)簡單、水頭損失大,適應(yīng)Ф<0.5m、水頭15-35m、容量<1000kw小型機(jī)。

 、芪仛な揭遥哼M(jìn)口與壓力引水管相連,沿進(jìn)口斷面向末端斷面面積逐漸縮小。大頭叫進(jìn)口斷面,末端小頭叫鼻端(末端),斷面連續(xù)形成的圓心角稱為該斷面的包角。進(jìn)口斷面、鼻端圓心角為最大包角ϕ,叫全包角,又叫蝸殼的包角。高水頭(包角345°,適應(yīng)H>40m,圓形斷面)用金屬制造,低水頭(梯形斷面,包角180°,H<40m)用混凝土制造。

 。4)泄水部件(尾水管)

  將流水轉(zhuǎn)輪的水流平順引向下游,回收轉(zhuǎn)輪出口的部分動(dòng)能(動(dòng)力真空)、勢能(靜力真空)。又分為以下2類:

  ①直錐形尾水管:直圓雛形管,水力損失小、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、制作方便。如轉(zhuǎn)輪大、尾水管要很長、基礎(chǔ)開挖深。

 、趶濆F形尾水管:轉(zhuǎn)輪水流經(jīng)過90°彎管后進(jìn)入直錐管,因水流流速大、方向變化,水力損失小、效率低,只用于中小型臥軸水輪機(jī);

  彎肘形尾水管:由進(jìn)口真錐段、肘管段、水平擴(kuò)散段三部分構(gòu)成。適應(yīng)大直徑轉(zhuǎn)輪的水輪機(jī)、大中型立式。

  3、工作參數(shù)

  主要參數(shù)H工作水頭、Q流量、N出力、η效率、n轉(zhuǎn)速。

  (1)H工作水頭:進(jìn)水口斷面與出口斷面的單位能量差。

  毛水頭:水電站上下游水位差Hw。

  凈水頭:H=Hw-hw,hw引水系統(tǒng)的水頭損失。

  額定水頭:輸出額定功率必需的最小水頭。

  設(shè)計(jì)水頭:效率最優(yōu)水頭。

  最大水頭、最小水頭:水輪機(jī)穩(wěn)定工作的極限水頭。

 。2)Q流量:單位時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)水流體積(/s)。

 。3)出力N、效率η

  N=9.81QHη0.0<η<1.0

 。4)轉(zhuǎn)速:n=r/min,每分鐘轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速。

  如果水輪機(jī)主軸、發(fā)電機(jī)主軸直連,則:

  n=60f/p=30000/p,f:電流頻率(50Hz)、p:發(fā)電機(jī)磁極對數(shù)

  4、型號代碼

  XX水輪機(jī)型式:HL混流,ZZ軸流轉(zhuǎn)槳,ZD軸流定槳,XL斜流,GD貫流定槳,GZ貫流轉(zhuǎn)槳,CJ水斗(切擊式),SJ雙擊,XJ斜擊。

  Y主軸布置型式:L立軸,W臥軸,X斜軸。

  Z引水室特征:J金屬蝸殼,G罐式,P燈炮式,S堅(jiān)井式,X虹吸式。

  5、氣蝕

  某一溫度下,水汽化(空化)的臨界壓力:汽化壓力。

  氣蝕(空蝕):零件在氣泡破滅時(shí)沖擊、高溫下的磨損。

  危害:降低效率、破壞零部件、產(chǎn)生噪音和振動(dòng)。

  (二)、水輪機(jī)調(diào)節(jié)設(shè)備、輔助設(shè)備

  1、水輪機(jī)調(diào)節(jié):根據(jù)電力系統(tǒng)負(fù)荷變化,調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度,使發(fā)電機(jī)功率與負(fù)荷功率平衡,滿足上網(wǎng)需要。

  2、調(diào)速設(shè)備由調(diào)速柜、接力器、油壓裝置構(gòu)成。中小型機(jī)組三部分構(gòu)成一個(gè)整體:組合式調(diào)速器。

  3、調(diào)速器分為:

  機(jī)械液壓調(diào)速器:離心擺獲取,液壓裝置放大功率調(diào)動(dòng)導(dǎo)葉,多用于傳統(tǒng)的中小水電站

  電氣液壓調(diào)速器:分電氣調(diào)節(jié)、機(jī)械液壓二部分

  微機(jī)調(diào)速器

  4、油系統(tǒng)

  透平油:潤滑、冷卻、導(dǎo)力。

  絕緣油:絕緣、散熱、防腐、熄滅電弧。

  5、壓縮空氣系統(tǒng)

  壓縮空氣儲(chǔ)存壓力能,用于吹氣、壓水、補(bǔ)氣等。

  6、水系統(tǒng)

  供水:用于技術(shù)供水、生活供水、消防供水。

  排水:集水井、排水走廊、水泵、水泵房。

 。ㄈ、發(fā)電機(jī)

  1、勵(lì)磁系統(tǒng):向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子供給形成磁場的直流電源。

  2、支撐結(jié)構(gòu):機(jī)墩,承受機(jī)組的動(dòng)靜載荷。

  3、冷卻:通過通風(fēng)設(shè)備用冷空氣冷卻。

  4、附屬設(shè)備:主引出線(母線)、中性點(diǎn)設(shè)備、勵(lì)磁系統(tǒng)、冷卻設(shè)備。

  三、廠房

  1、配置五大系統(tǒng)

 。1)水流系統(tǒng):壓力水管、主閥、蝸殼、水輪機(jī)、尾水管、閘門

  (2)電流系統(tǒng)(電氣一次回路):發(fā)電機(jī)、引出線、母線、電壓配電設(shè)備、主變壓器、高壓開關(guān)站

  (3)機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng):調(diào)速設(shè)備

 。4)電氣控制設(shè)備系統(tǒng)(電氣二次回路):機(jī)旁盤、勵(lì)磁設(shè)備系統(tǒng)、中央控制室、其他控制操作設(shè)備

 。5)輔助設(shè)備系統(tǒng):起重機(jī)、閘門起閉機(jī)、油儲(chǔ)放用流設(shè)備、氣的壓儲(chǔ)供設(shè)備、水的供排檢消防設(shè)備、其它修理室、試驗(yàn)室、工具間、通鳳采暖設(shè)備

  2、建筑物構(gòu)成

 。1)主廠房:水輪發(fā)電機(jī)組所在廠房

  (2)副廠房:控制或附屬設(shè)備、生活用房

  (3)變壓器場:主升壓變壓器,將電流開壓至電網(wǎng)電壓

 。4)高壓開關(guān)站:高壓母線及開關(guān),用高壓輸電線送到電網(wǎng)

  3、廠房其他要求

  采光、通風(fēng)、取暖、防潮、廠內(nèi)交通

  4、引水道、尾水渠、對外交通、防洪排水

  參考資料:《SL252-2017水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》、大學(xué)教材聽課筆記等