俄羅斯水電革命

崔弘毅，周克發(fā)編 譯

（1.國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江杭州，310014；2.水利部大壩安全管理中心，江蘇南京，210029）

俄羅斯水電革命

崔弘毅1，周克發(fā)2編 譯

（1.國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江杭州，310014；2.水利部大壩安全管理中心，江蘇南京，210029）

俄羅斯電力生產(chǎn)商俄羅斯水電集團(tuán)公司（Rus Hydro）屬下的幾個工程目前正在實(shí)施其更新改造計(jì)劃，目前進(jìn)展順利，顯然2014年水電行業(yè)將對俄羅斯國內(nèi)電力行業(yè)帶來較大的影響。

俄羅斯；俄羅斯水電集團(tuán)公司；更新改造

相比2012年，2013年的前三個季度，俄羅斯電力生產(chǎn)商俄羅斯水電集團(tuán)公司（Rus Hydro）的水電發(fā)電量增長了23%，其前9個月的水電發(fā)電總量達(dá)到了71.4 TWh（增長了23%）。

發(fā)電量增長的主要原因在于西伯利亞各主要水庫的入庫流量高于平均入庫流量，補(bǔ)償了伏爾加-卡馬梯級水庫低于平均水平的入庫流量。同時，在遠(yuǎn)東地區(qū)還用水電替代了火力發(fā)電。到下一年，由于預(yù)期入庫流量更大，且基于對俄羅斯水電集團(tuán)公司發(fā)電設(shè)施持續(xù)推出了綜合的現(xiàn)代化改造升級計(jì)劃，這一數(shù)字還要增長。

1 現(xiàn)代化更新改造

2012年開始，一直到2025年，俄羅斯水電集團(tuán)公司的現(xiàn)代化更新改造計(jì)劃將會更換55%的水輪機(jī)，42%的發(fā)電機(jī)和61%的變壓器。這些現(xiàn)代化的更新改造工程將會大幅提高俄羅斯水電集團(tuán)公司所屬發(fā)電設(shè)施的可靠性、效率和安全性，并且相比于2011年初，裝機(jī)容量將會增加779 MW。

眾多工程中，目前正在進(jìn)行更新改造的是志古列夫斯科（Zhigulevskaya）水力發(fā)電廠，電廠的每臺機(jī)組其容量將由115 MW增加至125.5 MW。在2013年底，第19號機(jī)組已投入運(yùn)行，并且第3臺機(jī)組將要開始更新改造工作。工程完工后，志古列夫斯科水力發(fā)電廠的總裝機(jī)容量將達(dá)到2 488 MW，增加147 MW。

圖1 俄羅斯志古列夫斯科水力發(fā)電廠的更新改造工程將使每臺機(jī)組容量由115 MW增加至125.5 MW（圖片來自俄羅斯水電集團(tuán)公司）Fig.1 Refurbishment will increase the capacity of Russia's Zhigulevskaya hydropower plant from 115 MW to 125.5 MW.（Credit:Rus Hydro）

去年年底同時開始的還有薩揚(yáng)-舒申斯克（Sayano-Shushenskaya）水力發(fā)電廠的一新機(jī)組，裝機(jī)容量為640 MW。它是薩揚(yáng)-舒申斯克水力發(fā)電廠2013年要投入試運(yùn)行的第3臺機(jī)組，也是第7臺將要整體進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行的機(jī)組，這是薩揚(yáng)-舒申斯克水力發(fā)電廠補(bǔ)強(qiáng)加固工程和綜合的現(xiàn)代化更新改造工程的一部分。目前，該設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為6 400 MW的水力發(fā)電廠實(shí)際裝機(jī)為4 480 MW，有7臺機(jī)組在運(yùn)行中。3號機(jī)組和4號機(jī)組的修復(fù)工作還在持續(xù)過程中，計(jì)劃分別于2014年3月和6月完工。

圖2 設(shè)計(jì)裝機(jī)容量6 400 MW的薩揚(yáng)-舒申斯克水力發(fā)電廠目前有裝機(jī)4 480 MW的7臺機(jī)組在運(yùn)行中（圖片來自俄羅斯水電集團(tuán)公司）Fig.2 The working capacity of the 6 400 MW Sayano-Shushen?skaya plant is 4 480 MW with seven units in operation（Credit: Rus Hydro）

圖3 俄羅斯薩揚(yáng)-舒申斯克水力發(fā)電廠3號機(jī)組和4號機(jī)組的修復(fù)工作計(jì)劃于2014年6月完工（圖片來自俄羅斯水電集團(tuán)公司）Fig.3 Restoration of units No.3 and 4 at Russia's Sayano-Shushenskaya hydropower plant is due for completion by June 2014（Credit:Rus Hydro）

2014年年底完工時，薩揚(yáng)-舒申斯克水力發(fā)電廠將全部裝配上全新的最先進(jìn)的設(shè)備，其改善的性能可滿足所有安全和可靠性要求。新機(jī)組的使用壽命延長為40年，其最大效率現(xiàn)在達(dá)到了96.6%。并且，產(chǎn)能和空蝕特性得以提高。水輪機(jī)還配有更有效的過程保護(hù)系統(tǒng)，若控制參數(shù)出現(xiàn)任何不許可的偏離，系統(tǒng)將自動關(guān)停機(jī)組。

圖4 俄羅斯薩揚(yáng)-舒申斯克水力發(fā)電廠的航空圖（圖片來自俄羅斯水電集團(tuán)公司）Fig.4 Aerial view of Russia's Sayano-Shushenskaya hydro?electric plant（Credit:Rus Hydro）

2 Yegorkykskaya水電工程

另一個計(jì)劃于2014年完工的工程是Yegorkyk?skaya水力發(fā)電廠新建的溢洪道。

作為庫班河上各梯級水電站補(bǔ)強(qiáng)加固和現(xiàn)代化更新改造工程的一部分，該溢洪道的修建工程始于2013年。完工以后，將用于泄洪，代替原有的已使用了50年的舊溢洪道。舊溢洪道的泄洪能力稍小一些。

新溢洪道的泄流能力為120 m3/s，即便水輪機(jī)完全停機(jī)，也可保證泄水能完全通過。該水力發(fā)電廠的總過流能力為250 m3/s，甚至足以承受極端洪水。

該溢洪道將由整體澆筑混凝土建成，長517 m，寬17.6 m。

Yegorkykskaya水力發(fā)電廠于1956～1962年修建，工程包括一長1 320 m的復(fù)土填埋大壩、進(jìn)水渠、塔式溢洪道、溢洪道泄水渠以及發(fā)電機(jī)廠房，其中有2臺水力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為30 MW。

庫班河上梯級水電站的補(bǔ)強(qiáng)加固和現(xiàn)代化更新改造工作目前正由俄羅斯水電集團(tuán)公司和阿爾斯通水電設(shè)備有限公司（Alstom Hydro）在實(shí)施，實(shí)施根據(jù)兩家企業(yè)于2011年簽署的一項(xiàng)協(xié)議。工程包括8座水力發(fā)電廠的綜合性現(xiàn)代化更新改造和1座抽水蓄能電廠。9座梯級水電站的其中之一——Yegorkykskaya二級水力發(fā)電廠不在工程范圍內(nèi)，因?yàn)樗切陆üこ蹋?011年才開始試運(yùn)行。阿爾斯通承擔(dān)制造設(shè)備并監(jiān)督安裝工作以及啟動前測試。關(guān)鍵要素是在涅溫諾梅斯克（Nevinnomyssk）鎮(zhèn)上完成了梯級水電站的自動化集中式控制。

3 博古尚斯卡亞（Boguchanskaya）工程

博古尚斯卡亞水力發(fā)電站的工程應(yīng)于今年全部完工。俄羅斯水電集團(tuán)公司和俄羅斯鋁業(yè)聯(lián)合公司（UC Rusal）簽訂協(xié)議共同開發(fā)博古尚斯卡亞能源與冶金綜合設(shè)施（Boguchanskoye Energy and Metals Complex，BEMO）后，這項(xiàng)暫停工程的建設(shè)于2006年5月重新啟動。工程包括博古尚斯卡亞水力發(fā)電廠，其多年平均發(fā)電量為17.6 GWh，還包括電解鋁設(shè)施，其產(chǎn)能為每年600 t金屬。

第8臺機(jī)組于2013年年底投入試運(yùn)行和商業(yè)運(yùn)行。截至12月底，所有運(yùn)行中的機(jī)組總裝機(jī)容量為1998MW，低水位時，其工作容量為1362MW。

目前正在進(jìn)行最后一臺機(jī)組的測試準(zhǔn)備工作。

4 Nizhne-Bureyskaya工程

Nizhne-Bureyskaya水電站計(jì)劃在未來幾年中進(jìn)行試運(yùn)行。Nizhne-Bureyskaya水庫為Bureyska?ya電廠和Bureyskiy水電綜合體二級電站的補(bǔ)償水庫。工程的設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為320 MW，平均年發(fā)電量為1 650 MkWh。除了發(fā)電外，該電站的另一重要功能將包括平均Bureyskaya電站不均勻的日泄水量并防止洪泛。Nizhne-Bureyskaya于2010年開始建設(shè)，是俄羅斯水電集團(tuán)股份公司投資計(jì)劃的優(yōu)先工程之一。

俄羅斯水電集團(tuán)公司的子公司Nizhne-Bureys?kaya水電站開放型股份公司最近與俄羅斯動力機(jī)械股份公司（Power Machines）簽訂合同，要其為本工程提供4臺水力發(fā)電機(jī)組，每臺機(jī)組的裝機(jī)容量為80 MW。

根據(jù)該交易條款，動力機(jī)械股份公司將要設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和提供4套水力發(fā)電機(jī)組，每套都含有一附帶自動控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)、帶有勵磁系統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備。該公司還需負(fù)責(zé)機(jī)組的安裝工作。

該電廠水力渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)采用的是環(huán)境友好型設(shè)計(jì)，即：葉片轉(zhuǎn)動機(jī)械所在的葉輪腔內(nèi)不會有機(jī)油填充進(jìn)去，這就排除了機(jī)油泄露到水中的可能性。

機(jī)組的試運(yùn)行計(jì)劃于2015～2016年間進(jìn)行。

5 Cheboksarskaya工程

俄羅斯動力機(jī)械股份公司還參與了Cheboksar?skaya水力發(fā)電廠的更新改造工程。去年11月，15號水力發(fā)電機(jī)組的葉輪檢修工作宣告完成。

圖5 俄羅斯動力機(jī)械股份公司參與了Cheboksarskaya水力發(fā)電廠的更新改造工程（圖片來自俄羅斯水電集團(tuán)公司）Fig.5 Power Machines is involved in the project to renovate the Cheboksarskaya hydroelectric project（Credit:Rus Hydro）

得益于這次更新改造工作，葉輪葉片轉(zhuǎn)動角度將根據(jù)荷載和水壓而變化，因而可實(shí)現(xiàn)在最少水量消耗時輸出最大電力。

在完成全部建設(shè)和安裝工作以及后續(xù)的調(diào)試測試后，改造后的水力發(fā)電機(jī)組計(jì)劃于今年年初投入運(yùn)行。

Cheboksarskaya電站水力發(fā)電機(jī)組的檢修工作始于2007年，從7號葉輪葉片轉(zhuǎn)動機(jī)械的改造開始。另外3組葉輪（分別為第16號、8號和4號水力發(fā)電機(jī)組的葉輪）的檢修工作于2010～2012年實(shí)施。目前，該電站6號機(jī)組的卡普蘭運(yùn)行模式正在制造廠被重建。2016年年底前，還將改造另外5組水輪機(jī)。

由于合同規(guī)定要在2012年10月完成8個水力發(fā)電機(jī)組大修，俄羅斯動力機(jī)械股份公司和俄羅斯水電集團(tuán)公司延長了其合作時間，旨在完成Che?boksarskaya電廠水力發(fā)電機(jī)組的更新改造工作。

8組定子及必要的設(shè)備都將被制造來完成水輪發(fā)電機(jī)。計(jì)劃于2014年1月交付8組設(shè)備中的第1臺，最后1臺計(jì)劃于2017年2月交付。

6 新的合資公司：伏爾加水電有限責(zé)任公司

另一個與俄羅斯水電集團(tuán)公司一起合作的公司是福伊特水電集團(tuán)（Voith Hydro）。2013年，兩家公司宣布，計(jì)劃成立一合資公司，即伏爾加水電有限責(zé)任公司（Volga Hydro LLC）。其中，俄羅斯水電集團(tuán)公司將持有50%的股份外加1盧布，福伊特水電集團(tuán)將持有50%的股份減去1盧布。

該合資公司將制造水輪機(jī)設(shè)備，其目標(biāo)是成為一個創(chuàng)新的中心。

該合資公司總部設(shè)在俄羅斯聯(lián)邦的巴拉科沃，它將致力于在新工程和工程的現(xiàn)代化更新改造方面發(fā)揮作用。

7 Zagorskaya抽水蓄能電站的事故

對俄羅斯水電集團(tuán)公司來說，2013年也有負(fù)面消息。

9月17日，Zagorskaya抽水蓄能電站目前正在施工中的2號水輪機(jī)室發(fā)現(xiàn)了滲漏水。當(dāng)時，有15個人在廠房內(nèi)工作，最后都成功逃離。

在接下來的幾小時內(nèi)，水輪機(jī)室和附近的區(qū)域都被水淹沒了。檢查表明，廠房建筑物發(fā)生了沉降。發(fā)生廠房被淹事故是由于滲漏水通過損壞的伸縮縫和未完成的水管的進(jìn)水口而導(dǎo)致。后續(xù)研究（包括在廠房建筑物右翼部分附近鉆井）證實(shí)了土壤的侵蝕問題。土壤的侵蝕導(dǎo)致了建筑物的沉降。

根據(jù)初步數(shù)據(jù)，Zagorskaya抽水蓄能電站壩基土的侵蝕是因?yàn)殡娬痉罎B系統(tǒng)的性能不佳。防滲系統(tǒng)性能不佳的原因可解釋為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特殊性和壩基土壤勘測方面存在問題。關(guān)于事故原因，最終結(jié)論只有當(dāng)現(xiàn)場完全干透，對廠房進(jìn)行完其他調(diào)查之后才能知道。

“軟弱的壩基土壤和電站設(shè)計(jì)中欠缺測量儀器造成不能發(fā)現(xiàn)潛在問題?！倍砹_斯水電集團(tuán)公司在一份聲明中表示?！癦agorskaya抽水蓄能電站的設(shè)施是獨(dú)一無二的：它修建在軟基上，因?yàn)樵诙砹_斯中部地區(qū)，堅(jiān)硬的巖石基礎(chǔ)不是非常普遍?！?/p>

事故發(fā)生后不久，水庫就開始恢復(fù)運(yùn)行。在尾水渠側(cè)，于9月底10月初修建了一土石連接體，將電廠建筑物與下水庫隔離開來并可開始逐步抽水。在廠房建筑完全干透后，將完成對設(shè)備的檢查，預(yù)計(jì)時間為2月中旬。

水電設(shè)施的狀態(tài)已經(jīng)穩(wěn)定。下一步將考慮把廠房恢復(fù)到合適位置的措施，然后，將對設(shè)備進(jìn)行微調(diào)以準(zhǔn)備電廠的試運(yùn)行。 ■

[1]Russian hydro revolution[N/OL].International Water Power &Dam Construction,[2014-04-25].http://www.waterpow?ermagazine.com/features/featurerussian-hydro-revolution-4184460/.

向家壩電站歲修工作圓滿完成

據(jù)中國長江電力股份有限公司2014年5月29日，向家壩電站7號機(jī)組順利完成修后啟動試驗(yàn)，標(biāo)志著向家壩電站2013-2014年度歲修工作圓滿收官。

本輪歲修從2013年11月25日開始，到2014年5月29日結(jié)束，歷時186 d，是向家壩電廠建廠以來開展的首次機(jī)組大規(guī)模檢修，經(jīng)過設(shè)備的全過程診斷分析及狀態(tài)評估，確定了檢修內(nèi)容包括6臺次機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)C修，4臺次機(jī)組流道固結(jié)灌漿處理等專項(xiàng)消缺，10回500 kV進(jìn)出線、4段500 kV母線的年檢，以及泄洪設(shè)施檢修等工作。

目前，向家壩電站已進(jìn)入防汛狀態(tài)，煥然一新的設(shè)備嚴(yán)陣以待，全力迎接即將到來的金沙江主汛期。

With a programme of refurbishment well underway at projects owned by Russian power gener?ator Rus Hydro,the hydro industry looks set to make a big impact on the country's power sector in 2014.

Russia;Rus Hydro;refurbishment

TV753

A

1671-1092（2014）03-0067-04

2014-04-21

崔弘毅（1983-），女，重慶人，助理工程師，主要從事大壩安全方面的研究。

Title:Russian hydro revolution//by CUI Hong-yi and ZHOU Ke-fa//Large Dam Safety Supervision Cen?ter of National Energy Administration