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小型水電站應注意的環(huán)保問題

文檔作者：余建軍文檔來源：四川水利職業(yè)技術學院		點擊數：	更新時間： 2024年06月05日
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上一篇：農村污水處理技術

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收稿日期：２０１７ － ０９ － ０４
作者簡介 ：余建軍 （１９５３ － ） ，男 ，高級工程師 ，主要從事 繼電保護、自動裝置等電氣類專業(yè)課程教學及
水電站勘測設計、技術改造、工程監(jiān)理和培訓
等工作。E mall ：９５１３００３９５＠ qq.com
小型水電站應注意的環(huán)保問題
余建軍
（四川水利職業(yè)技術學院，四川都江堰６１１８３０）
摘 要： 針對目前小型水電站環(huán)保督查過程中遇到的生態(tài)流量、尾水河道油污染、冷卻水、電磁及噪音污染等問題，
結合相關理論、規(guī)范和工程實際，提出了切實可行的解決方法。
關鍵詞： 小水電站； 環(huán)保問題； 解決辦法
0 引 言
水力發(fā)電是一種可再生能源， 也是一種清潔能
源， 理論上小型水電站生產過程不會對環(huán)境造成污
染； 但是小型水電站生產過程中如果管理不嚴， 可
能對河道、對周邊環(huán)境造成一定的影響， 給周邊群
眾帶來較大安全隱患。
1 生態(tài)流量問題
電站取水發(fā)電后原河道干涸導致電站取水口以
下河道斷流、水流混濁、污物多。這是典型的沒有
按規(guī)定泄放河道生態(tài)流量， 導致下游河道斷流或者
生態(tài)流量下泄不足致使電站取水口以下河段形成脫
流段或者流量過小， 河道失去“活性” 。
（１） 解決辦法。按照規(guī)定泄放河道多年平均流
量１０％ 作為生態(tài)流量； 河道保持長流水后上述問
題可以徹底得到解決。請設計單位準確確定生態(tài)流
量數值， 采用永久工程措施（如在閘門下部安放永
久性檔塊） ， 使閘門永久保持一定開度（可由設計
單位確定） ， 使其開度對應的泄放流量大于等于生
態(tài)流量。
（２） 監(jiān)控措施。在閘門后安裝固定網絡型攝像
頭， 將攝像頭對準閘門后生態(tài)流量泄放處， 并通過
網絡攝像頭將取水口生態(tài)流量泄放監(jiān)視畫面不間斷
上傳至監(jiān)控部門指定網站。
2 尾水河道油污染問題
理論上水電站生產過程不會產生油污染， 但部
分水電站尾水河道經常發(fā)現(xiàn)有油跡污染下游河水。
分析油跡產生原因一是檢修時將廢油直接倒入尾水
河中導致水體污染； 二是生產設施如機組各油盆漏
油， 或者是油盆內冷卻水管破裂導致油盆進水后油
溢出順著排水道排至集水井， 又經集水井泵將含油
廢水抽排至尾水河道污染水體。另一種情況是軸流
轉槳式調槳受油器及轉輪體漏油， 這種老式轉槳式
調槳受油器和轉輪體漏油較大， 個別電站每月都要
補充１ ～ ２ 大桶油， 這些油“源源不斷” 排入尾水
使水體受到嚴重污染。還有一個情況就是小型水電
站取水口和前池啟閉機漏油， 大多數小電站啟閉機
都存在漏油現(xiàn)象， 尤其是螺桿式啟閉機由于主操作
螺桿要穿過油盆， 密封不嚴導致漏油。一般螺桿式
啟閉機螺桿上部裸露， 下雨時雨水順著螺紋進入油
盆， 水的比重比油大， 結果水沉在下面逐步裝滿油
盆把油都給擠到油盆外順著操作桿流到河道中去
了。油盆里沒了油不能有效潤滑， 結果很快啟閉機
蝸輪輪蝸桿就磨損了； 這也是小電站螺桿式啟閉機
蝸輪蝸桿大量損毀導致啟閉機不能工作的根本
原因。
解決辦法一是檢修更換下來的機油采用專門廢
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小水電 ２０１７ 年第６ 期（總第１９８ 期） 農村水電及電氣化
萬方數據
油桶回收， 嚴禁將廢油、擦機布、棉紗倒入尾水；
二是加強設備維護管理， 每年大修時徹底檢查各油
盆冷卻水管接頭和調速器油管接頭， 更換密封管接
頭中密封橡膠墊， 更換磨薄了即將穿孔的冷卻水
管。對經螺紋連接緊固的油水管路， 每次松動螺栓
后都要在螺紋口纏麻絲并抹白厚漆后再擰緊螺栓，
使白厚漆擠出形成漆膜封閉住螺紋浸油通道（這個
辦法密封效果非常好， 但每次擰松螺絲形成的漆膜
就被破壞， 會浸油， 故每次松動螺栓后必須重新密
封） 。
定期檢查集水井中有無油污污染是一種有效的
監(jiān)控措施。若集水井中有油應找準漏油點從根本上
止住來油， 再將集水井油污打撈干凈后才能用集水
井排水泵將達到排放標準的清水排入尾水。對軸流
轉槳式機組槳葉受油器回路及轉輪體密封嚴格檢
查， 逐步淘汰老式的轉槳式機組調槳回路受油器和
轉輪體密封辦法， 推薦采用近年研發(fā)成功的新型槳
葉高油壓全自動調節(jié)系統(tǒng)， 徹底解決轉槳式機組槳
葉調節(jié)回路漏油問題（另文撰述） 。
電站應制定嚴格的生產管理措施， 防止油、
氣、水系統(tǒng)管路及油盆“滴、跑、冒、漏” ， 從根
本上保證水電生產過程是“清潔” 的。對啟閉機漏
油問題要敦促所有啟閉機生產廠加強油盆密封， 不
合格的不準出廠； 對螺桿機則應對操作螺桿安裝防
雨罩。水利部監(jiān)管水工機械啟閉機生產資質的部門
應該負起啟閉機漏油監(jiān)管這個責任， 可以進行一個
專項檢察來敦促整改， 消除啟閉機漏油污染水體這
一常見問題。
3 冷卻水問題
水電站生產過程中各軸承發(fā)熱、定子繞組發(fā)熱
是通過冷卻系統(tǒng)來帶走這些熱量的。一般就是通過
冷卻水流經裝于各油盆內的冷卻器和裝于發(fā)電機定
子機座上的空氣冷卻器帶走熱量； 也就是水冷卻
油， 油又冷卻和潤滑軸瓦， 在這個生產流程中冷卻
水作為一種中間介質只是帶走熱量。一般平原地區(qū)
多從廠房周邊打井抽取地下水作為冷卻水源， 再建
立水塔或者無塔恒壓供水系統(tǒng)， 一個數千千瓦的水
電站運行大約要３０ ～ ５０ m３ ／h 的用量； 地下水具有
水質好、冬暖夏涼的優(yōu)質冷卻水特征， 但是長期抽
取地下水可導致地下水位降低甚至引發(fā)地表塌陷等
不良地質災害。很多電站就改用直接抽取河水做冷
卻水， 但直接抽取河水冷卻方式在夏季洪水季節(jié)水
中夾帶大量泥沙及垃圾， 山區(qū)冬季則夾帶大量懸浮
冰粒（稱泡冰） ； 這些泥沙和泡冰嚴重堵塞冷卻器，
粒狀雜質進入冷卻水管堵塞冷卻水管， 對軸承中冷
卻器管造成嚴重磨損導致冷卻器管道破損又引發(fā)油
混水事故， 繼而形成新的冷卻水污染尾水水體事
故。在歐洲一些發(fā)達國家不管機組冷卻用水從哪里
來， 一旦有水從機組排出一概認為是污染水， 不允
許不經處理排向下游河道。
為解決水電站冷卻水不抽地下水也不用河道來
水的矛盾， 可采用循環(huán)供水的辦法； 就是在尾水池
邊修建１ 個約２００ ～ ３００ m３ 的清水池， 抽清水池的
水經安裝在尾水池中的尾水冷卻器后接入機組冷卻
水總管， 冷卻后水又自流排入清水池。這個辦法很
適合不能抽地下水又不能采用天然河水做冷卻水的
電站， 尤其是寒冷地區(qū)電站和河道含泥沙重的電站
效果更好。但是對改造的老電站來說， 要修１ 個數
百立方的水池， 還要購買尾水冷卻器和水泵， 運行
時還要用電力抽水， 成本相對較高， 一般民營企業(yè)
電站經濟上很難通過。幾年前筆者想到一個不用冷
卻水的辦法， 就是在水電站主流道如壓力鋼管靠近
機組側做成雙層， 在夾層中注入類似冰箱制冷劑
（弗利昂） 或者其他粘度小比熱大的液體介質， 運
行時大量主流道的水帶走熱量使得夾層中介質溫度
大大降低； 再把這個介質液體引入機組冷卻系統(tǒng)，
必要時用一個很小功率的管道泵讓介質液體循環(huán)起
來帶走機組軸瓦及繞組熱量， 實現(xiàn)沒有冷卻水的水
輪發(fā)電機組， 徹底解決水電站冷卻水問題。很可惜
筆者找過好幾個主機廠都沒能進行試生產。
4 電磁及噪聲污染
水輪發(fā)電機組及高低壓配電裝置到底有沒有電
磁污染國內研究較少， 筆者認為水輪發(fā)電機組及高
低壓配電裝置肯定是有一定電磁輻射的， 但其數量
級到底能否達到對人體造成損害的程度有待于國家
權威部門進行研究并發(fā)布相關結論。
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農村水電及電氣化 SMALL HYDRO POWER ２０１７ No.6 ， Total No.198
萬方數據
解決辦法是在定購水輪發(fā)電機組及高低壓電氣
設備時應盡量選擇正規(guī)廠家， 其生產的電氣設備磁
通密度、電流密度都在國家規(guī)定的范圍內， 發(fā)電機
生產出的電能的電壓電流波形及諧波滿足要求。一
些不正規(guī)的小廠為減小機組生產成本， 設計時采用
很大的磁通密度和電流密度。一般情況下機組能夠
發(fā)電， 但一旦機組負荷稍大則鐵芯很快進入飽和狀
態(tài)， 繞組也嚴重發(fā)熱。這樣一方面繞組發(fā)熱使得機
組絕緣加速老化影響機組使用壽命， 另一方面鐵芯
深度飽和使得波形嚴重畸變， 氣隙磁場嚴重不對
稱， 電能中含大量高次諧波， 電磁輻射大大增加，
波形嚴重變壞， 甚至嚴重影響機組保護監(jiān)控系統(tǒng)、
測溫系統(tǒng)， 同期系統(tǒng)檢測電壓完全被諧波淹沒而不
能正常工作。氣隙磁通不對稱還引起機組發(fā)生嚴重
的高頻噪聲（即嘯叫聲） ， 使得電站附近的老百姓
受到嚴重干擾， 也就是噪聲污染。要解決這個問題
主要是要依靠主機及電氣設備生產廠嚴控產品質
量， 不發(fā)生或者盡可能少的發(fā)生電磁和噪聲污染。
5 下濕田及鋼管井
５.１ 下濕田
平原地方小型水電站一般在取水口做壩引水取
得一定水頭， 在廠房下游向下開挖十來米又取得一
定水頭， 廠房以上地段渠道河堤里面水位高出堤外
地表約數米形成地上河。由于堤內水面較高， 通過
地下滲漏途徑使得堤外一定范圍內地下水位高， 甚
至地表滲水， 堤外一些農田因地下水位高形成“下
濕田” 。下濕田地溫低， 農作物生長緩慢， 甚至除
水稻外不能種其他旱地作物， 農民意見大。
解決辦法是在取水口河堤兩側各開１ 條約１ m
寬、１ m深的邊溝， 將河堤兩側滲漏水經邊溝排至
取水口閘壩下游。如果堤外下濕田面積大， 還可在
邊溝兩側垂直再開挖幾道排水溝， 形成排水管網系
統(tǒng)， 盡量把滲漏水引入閘壩下游。注意取水口進水
渠道側河堤外背溝的積水應在適當位置下穿１ 條混
凝土排水管道排至取水口閘壩以下； 同理引水渠道
側因渠道擋住了地表水排水通道， 也應通過混凝土
涵管穿過進水渠道底部排至河道側。此處要根據進
水渠道阻擋排水通道的集水面積算出夏季最大來水
量設計排水涵管， 還要有攔污柵， 并在暴雨時派人
清理攔污柵； 否則夏季很容易造成攔污柵堵塞而區(qū)
間排水不暢形成內澇， 淹沒大片農田及村舍。
５.２ 鋼管井抽不出水
在廠房下游由于向下開挖了尾水池和尾水渠，
導致廠房以下尾水渠兩岸一定區(qū)域內地下水位降
低， 使得周邊老百姓的鋼管井抽不出水， 引起周邊
群眾糾紛。
解決辦法是對廠房周邊老百姓適當補償， 把原
有鋼管井加深約８ ～ １０ m ， 基本就可解決廠房下游
老百姓的鋼管井抽水問題。
6 取水口防汛管理
由于取水口以上堤內水面高于堤外地表， 形成
的“地上河” 水面較高， 一旦暴雨時節(jié)河道來水陡
漲， 如果取水口防洪度汛措施不力可能引起取水口
兩側河堤決堤， 影響周邊群眾生命財產安全。
解決辦法是加強電站取水口的管理， 抓好人員
制度管理， 盡量利用先進的計算機監(jiān)控技術對取水
口閘門實現(xiàn)遠程自動控制， 能根據取水口水位自動
可靠地提起泄洪沖沙閘門， 確保取水口及以上河堤
防汛安全。
7 河道垃圾污染問題
水電站為保證進入機組的發(fā)電用水不因含各種
漂浮物進入機組而引起卡澀， 一般會在取水口或者
壓力前池機組進口前設置攔污柵阻擋漂浮垃圾進入
機組， 每隔一定時間就要清除攔污柵柵面上附著的
垃圾。清污的辦法可以采用人工清污， 也可采用清
污機清污。由于攔污柵清除下來的污物數量巨大，
一般電站處理這些垃圾有一定困難， 很多電站就只
能把撈起來的垃圾又從泄洪閘處推下河道， 使下游
電站不得不又進行垃圾的重新清撈和處理。
解決辦法是加強宣傳與教育， 說服電站取水口
的人員不要再把撈起來的垃圾推下河道。地方政府
要積極引導電站把垃圾集中處理， 可適當給予一定
運輸補貼和幫助建立垃圾處理場， 使河道垃圾污染
得到有效控制。
（下轉第３９ 頁）
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小水電 ２０１７ 年第６ 期（總第１９８ 期） 農村水電及電氣化
萬方數據
8 鐵芯損耗未達標原因分析
（１） 壓緊力不夠。未考慮壓緊螺母與指壓板間
的接觸為斜面， 使得擰緊力矩沒有完全轉化為壓
緊力。
（２） 定位筋在現(xiàn)場安裝誤差較大。我國的徑向
誤差標準為不大于± ０.５ mm ，而實際誤差達
－ ０.８ mm ，導致了部分疊片中間輕微凸起。
（３） 定子疊片的絕緣漆膜薄厚不一。由于漆膜
僅噴涂１ 遍， 單片硅鋼片誤差較大， 在疊裝過程中
可能增大波浪度。
最后， 經過討論達成處理意見， 首先增大定子
鐵芯的壓緊力矩， 確保定子鐵芯疊片之間壓實， 并
緩解定位筋安裝誤差導致的疊片凸起問題， 進行第
二次試驗； 若第二次試驗不合格， 則進行硅鋼片材
質試驗， 甚至重新疊裝。在增加壓緊力矩后， 第二
次磁化試驗時各項指標均合格。
9 結 論
試驗結果表明， 本次改造后定子鐵芯的最高溫
升、最大溫差、鐵芯單位損耗均滿足設計要求。通
過試驗可以判斷定子鐵芯疊裝質量良好， 能保證發(fā)
電機組安全穩(wěn)定運行。
參考文獻：
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■
責任編輯 吳 昊
（上接第２５ 頁）
8 輸電線路
輸電線路是電站必須要有的電能送出設施， 其
常年運行在電站視線之外， 是一個較大的危險源。
很多村民在電站輸電線路下面種植高大農作物或者
竹木， 這些作物長高后很容易在大風作用下與輸電
線路發(fā)生親密接觸， 極易引發(fā)惡性觸電事故， 造成
電站機電設備短路損壞。
解決辦法只能是加強宣傳， 告知周邊村民在線
路下種植高大作物的危害， 要宣傳電力法和電力生
產設施保護條例； 地方政府要出臺相應供電設施保
護條例， 明確獎懲辦法； 電站要定期巡視檢查線
路， 在雷雨后要特別注意巡視檢查， 盡早發(fā)現(xiàn)輸電
線路斷股、瓷瓶破裂、桿塔傾斜以及作物長高觸及
線路等安全隱患， 及時加以整治， 清理送電通道，
確保不發(fā)生倒桿、線路斷裂掉地、竹木接觸線路等
惡性安全事故。
9 結 語
目前全國各地環(huán)保督查正在緊張進行， 各小水
電站應努力配合做好環(huán)境保備案、取水許可審查及
補齊電站相關審批手續(xù)； 看好自己的“門” 、管好
自己的“人” 、辦好自己的“事” ， 狠抓防汛度汛，
狠抓安全生產， 狠抓環(huán)境影響治理， 為可持續(xù)發(fā)展
作出貢獻。
■
責任編輯 吳 昊
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