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小型水电站应注意的环保问题

文档作者：余建军文档来源：四川水利职业技术学院		点击数：	更新时间： 2024年06月05日
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收稿日期：２０１７ － ０９ － ０４
作者简介 ：余建军 （１９５３ － ） ，男 ，高级工程师 ，主要从事 继电保护、自动装置等电气类专业课程教学及
水电站勘测设计、技术改造、工程监理和培训
等工作。E mall ：９５１３００３９５＠ qq.com
小型水电站应注意的环保问题
余建军
（四川水利职业技术学院，四川都江堰６１１８３０）
摘 要： 针对目前小型水电站环保督查过程中遇到的生态流量、尾水河道油污染、冷却水、电磁及噪音污染等问题，
结合相关理论、规范和工程实际，提出了切实可行的解决方法。
关键词： 小水电站； 环保问题； 解决办法
0 引 言
水力发电是一种可再生能源， 也是一种清洁能
源， 理论上小型水电站生产过程不会对环境造成污
染； 但是小型水电站生产过程中如果管理不严， 可
能对河道、对周边环境造成一定的影响， 给周边群
众带来较大安全隐患。
1 生态流量问题
电站取水发电后原河道干涸导致电站取水口以
下河道断流、水流混浊、污物多。这是典型的没有
按规定泄放河道生态流量， 导致下游河道断流或者
生态流量下泄不足致使电站取水口以下河段形成脱
流段或者流量过小， 河道失去“活性” 。
（１） 解决办法。按照规定泄放河道多年平均流
量１０％ 作为生态流量； 河道保持长流水后上述问
题可以彻底得到解决。请设计单位准确确定生态流
量数值， 采用永久工程措施（如在闸门下部安放永
久性档块） ， 使闸门永久保持一定开度（可由设计
单位确定） ， 使其开度对应的泄放流量大于等于生
态流量。
（２） 监控措施。在闸门后安装固定网络型摄像
头， 将摄像头对准闸门后生态流量泄放处， 并通过
网络摄像头将取水口生态流量泄放监视画面不间断
上传至监控部门指定网站。
2 尾水河道油污染问题
理论上水电站生产过程不会产生油污染， 但部
分水电站尾水河道经常发现有油迹污染下游河水。
分析油迹产生原因一是检修时将废油直接倒入尾水
河中导致水体污染； 二是生产设施如机组各油盆漏
油， 或者是油盆内冷却水管破裂导致油盆进水后油
溢出顺着排水道排至集水井， 又经集水井泵将含油
废水抽排至尾水河道污染水体。另一种情况是轴流
转桨式调桨受油器及转轮体漏油， 这种老式转桨式
调桨受油器和转轮体漏油较大， 个别电站每月都要
补充１ ～ ２ 大桶油， 这些油“源源不断” 排入尾水
使水体受到严重污染。还有一个情况就是小型水电
站取水口和前池启闭机漏油， 大多数小电站启闭机
都存在漏油现象， 尤其是螺杆式启闭机由于主操作
螺杆要穿过油盆， 密封不严导致漏油。一般螺杆式
启闭机螺杆上部裸露， 下雨时雨水顺着螺纹进入油
盆， 水的比重比油大， 结果水沉在下面逐步装满油
盆把油都给挤到油盆外顺着操作杆流到河道中去
了。油盆里没了油不能有效润滑， 结果很快启闭机
蜗轮轮蜗杆就磨损了； 这也是小电站螺杆式启闭机
蜗轮蜗杆大量损毁导致启闭机不能工作的根本
原因。
解决办法一是检修更换下来的机油采用专门废
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小水电 ２０１７ 年第６ 期（总第１９８ 期） 农村水电及电气化
万方数据
油桶回收， 严禁将废油、擦机布、棉纱倒入尾水；
二是加强设备维护管理， 每年大修时彻底检查各油
盆冷却水管接头和调速器油管接头， 更换密封管接
头中密封橡胶垫， 更换磨薄了即将穿孔的冷却水
管。对经螺纹连接紧固的油水管路， 每次松动螺栓
后都要在螺纹口缠麻丝并抹白厚漆后再拧紧螺栓，
使白厚漆挤出形成漆膜封闭住螺纹浸油通道（这个
办法密封效果非常好， 但每次拧松螺丝形成的漆膜
就被破坏， 会浸油， 故每次松动螺栓后必须重新密
封） 。
定期检查集水井中有无油污污染是一种有效的
监控措施。若集水井中有油应找准漏油点从根本上
止住来油， 再将集水井油污打捞干净后才能用集水
井排水泵将达到排放标准的清水排入尾水。对轴流
转桨式机组桨叶受油器回路及转轮体密封严格检
查， 逐步淘汰老式的转桨式机组调桨回路受油器和
转轮体密封办法， 推荐采用近年研发成功的新型桨
叶高油压全自动调节系统， 彻底解决转桨式机组桨
叶调节回路漏油问题（另文撰述） 。
电站应制定严格的生产管理措施， 防止油、
气、水系统管路及油盆“滴、跑、冒、漏” ， 从根
本上保证水电生产过程是“清洁” 的。对启闭机漏
油问题要敦促所有启闭机生产厂加强油盆密封， 不
合格的不准出厂； 对螺杆机则应对操作螺杆安装防
雨罩。水利部监管水工机械启闭机生产资质的部门
应该负起启闭机漏油监管这个责任， 可以进行一个
专项检察来敦促整改， 消除启闭机漏油污染水体这
一常见问题。
3 冷却水问题
水电站生产过程中各轴承发热、定子绕组发热
是通过冷却系统来带走这些热量的。一般就是通过
冷却水流经装于各油盆内的冷却器和装于发电机定
子机座上的空气冷却器带走热量； 也就是水冷却
油， 油又冷却和润滑轴瓦， 在这个生产流程中冷却
水作为一种中间介质只是带走热量。一般平原地区
多从厂房周边打井抽取地下水作为冷却水源， 再建
立水塔或者无塔恒压供水系统， 一个数千千瓦的水
电站运行大约要３０ ～ ５０ m３ ／h 的用量； 地下水具有
水质好、冬暖夏凉的优质冷却水特征， 但是长期抽
取地下水可导致地下水位降低甚至引发地表塌陷等
不良地质灾害。很多电站就改用直接抽取河水做冷
却水， 但直接抽取河水冷却方式在夏季洪水季节水
中夹带大量泥沙及垃圾， 山区冬季则夹带大量悬浮
冰粒（称泡冰） ； 这些泥沙和泡冰严重堵塞冷却器，
粒状杂质进入冷却水管堵塞冷却水管， 对轴承中冷
却器管造成严重磨损导致冷却器管道破损又引发油
混水事故， 继而形成新的冷却水污染尾水水体事
故。在欧洲一些发达国家不管机组冷却用水从哪里
来， 一旦有水从机组排出一概认为是污染水， 不允
许不经处理排向下游河道。
为解决水电站冷却水不抽地下水也不用河道来
水的矛盾， 可采用循环供水的办法； 就是在尾水池
边修建１ 个约２００ ～ ３００ m３ 的清水池， 抽清水池的
水经安装在尾水池中的尾水冷却器后接入机组冷却
水总管， 冷却后水又自流排入清水池。这个办法很
适合不能抽地下水又不能采用天然河水做冷却水的
电站， 尤其是寒冷地区电站和河道含泥沙重的电站
效果更好。但是对改造的老电站来说， 要修１ 个数
百立方的水池， 还要购买尾水冷却器和水泵， 运行
时还要用电力抽水， 成本相对较高， 一般民营企业
电站经济上很难通过。几年前笔者想到一个不用冷
却水的办法， 就是在水电站主流道如压力钢管靠近
机组侧做成双层， 在夹层中注入类似冰箱制冷剂
（弗利昂） 或者其他粘度小比热大的液体介质， 运
行时大量主流道的水带走热量使得夹层中介质温度
大大降低； 再把这个介质液体引入机组冷却系统，
必要时用一个很小功率的管道泵让介质液体循环起
来带走机组轴瓦及绕组热量， 实现没有冷却水的水
轮发电机组， 彻底解决水电站冷却水问题。很可惜
笔者找过好几个主机厂都没能进行试生产。
4 电磁及噪声污染
水轮发电机组及高低压配电装置到底有没有电
磁污染国内研究较少， 笔者认为水轮发电机组及高
低压配电装置肯定是有一定电磁辐射的， 但其数量
级到底能否达到对人体造成损害的程度有待于国家
权威部门进行研究并发布相关结论。
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农村水电及电气化 SMALL HYDRO POWER ２０１７ No.6 ， Total No.198
万方数据
解决办法是在定购水轮发电机组及高低压电气
设备时应尽量选择正规厂家， 其生产的电气设备磁
通密度、电流密度都在国家规定的范围内， 发电机
生产出的电能的电压电流波形及谐波满足要求。一
些不正规的小厂为减小机组生产成本， 设计时采用
很大的磁通密度和电流密度。一般情况下机组能够
发电， 但一旦机组负荷稍大则铁芯很快进入饱和状
态， 绕组也严重发热。这样一方面绕组发热使得机
组绝缘加速老化影响机组使用寿命， 另一方面铁芯
深度饱和使得波形严重畸变， 气隙磁场严重不对
称， 电能中含大量高次谐波， 电磁辐射大大增加，
波形严重变坏， 甚至严重影响机组保护监控系统、
测温系统， 同期系统检测电压完全被谐波淹没而不
能正常工作。气隙磁通不对称还引起机组发生严重
的高频噪声（即啸叫声） ， 使得电站附近的老百姓
受到严重干扰， 也就是噪声污染。要解决这个问题
主要是要依靠主机及电气设备生产厂严控产品质
量， 不发生或者尽可能少的发生电磁和噪声污染。
5 下湿田及钢管井
５.１ 下湿田
平原地方小型水电站一般在取水口做坝引水取
得一定水头， 在厂房下游向下开挖十来米又取得一
定水头， 厂房以上地段渠道河堤里面水位高出堤外
地表约数米形成地上河。由于堤内水面较高， 通过
地下渗漏途径使得堤外一定范围内地下水位高， 甚
至地表渗水， 堤外一些农田因地下水位高形成“下
湿田” 。下湿田地温低， 农作物生长缓慢， 甚至除
水稻外不能种其他旱地作物， 农民意见大。
解决办法是在取水口河堤两侧各开１ 条约１ m
宽、１ m深的边沟， 将河堤两侧渗漏水经边沟排至
取水口闸坝下游。如果堤外下湿田面积大， 还可在
边沟两侧垂直再开挖几道排水沟， 形成排水管网系
统， 尽量把渗漏水引入闸坝下游。注意取水口进水
渠道侧河堤外背沟的积水应在适当位置下穿１ 条混
凝土排水管道排至取水口闸坝以下； 同理引水渠道
侧因渠道挡住了地表水排水通道， 也应通过混凝土
涵管穿过进水渠道底部排至河道侧。此处要根据进
水渠道阻挡排水通道的集水面积算出夏季最大来水
量设计排水涵管， 还要有拦污栅， 并在暴雨时派人
清理拦污栅； 否则夏季很容易造成拦污栅堵塞而区
间排水不畅形成内涝， 淹没大片农田及村舍。
５.２ 钢管井抽不出水
在厂房下游由于向下开挖了尾水池和尾水渠，
导致厂房以下尾水渠两岸一定区域内地下水位降
低， 使得周边老百姓的钢管井抽不出水， 引起周边
群众纠纷。
解决办法是对厂房周边老百姓适当补偿， 把原
有钢管井加深约８ ～ １０ m ， 基本就可解决厂房下游
老百姓的钢管井抽水问题。
6 取水口防汛管理
由于取水口以上堤内水面高于堤外地表， 形成
的“地上河” 水面较高， 一旦暴雨时节河道来水陡
涨， 如果取水口防洪度汛措施不力可能引起取水口
两侧河堤决堤， 影响周边群众生命财产安全。
解决办法是加强电站取水口的管理， 抓好人员
制度管理， 尽量利用先进的计算机监控技术对取水
口闸门实现远程自动控制， 能根据取水口水位自动
可靠地提起泄洪冲沙闸门， 确保取水口及以上河堤
防汛安全。
7 河道垃圾污染问题
水电站为保证进入机组的发电用水不因含各种
漂浮物进入机组而引起卡涩， 一般会在取水口或者
压力前池机组进口前设置拦污栅阻挡漂浮垃圾进入
机组， 每隔一定时间就要清除拦污栅栅面上附着的
垃圾。清污的办法可以采用人工清污， 也可采用清
污机清污。由于拦污栅清除下来的污物数量巨大，
一般电站处理这些垃圾有一定困难， 很多电站就只
能把捞起来的垃圾又从泄洪闸处推下河道， 使下游
电站不得不又进行垃圾的重新清捞和处理。
解决办法是加强宣传与教育， 说服电站取水口
的人员不要再把捞起来的垃圾推下河道。地方政府
要积极引导电站把垃圾集中处理， 可适当给予一定
运输补贴和帮助建立垃圾处理场， 使河道垃圾污染
得到有效控制。
（下转第３９ 页）
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小水电 ２０１７ 年第６ 期（总第１９８ 期） 农村水电及电气化
万方数据
8 铁芯损耗未达标原因分析
（１） 压紧力不够。未考虑压紧螺母与指压板间
的接触为斜面， 使得拧紧力矩没有完全转化为压
紧力。
（２） 定位筋在现场安装误差较大。我国的径向
误差标准为不大于± ０.５ mm ，而实际误差达
－ ０.８ mm ，导致了部分叠片中间轻微凸起。
（３） 定子叠片的绝缘漆膜薄厚不一。由于漆膜
仅喷涂１ 遍， 单片硅钢片误差较大， 在叠装过程中
可能增大波浪度。
最后， 经过讨论达成处理意见， 首先增大定子
铁芯的压紧力矩， 确保定子铁芯叠片之间压实， 并
缓解定位筋安装误差导致的叠片凸起问题， 进行第
二次试验； 若第二次试验不合格， 则进行硅钢片材
质试验， 甚至重新叠装。在增加压紧力矩后， 第二
次磁化试验时各项指标均合格。
9 结 论
试验结果表明， 本次改造后定子铁芯的最高温
升、最大温差、铁芯单位损耗均满足设计要求。通
过试验可以判断定子铁芯叠装质量良好， 能保证发
电机组安全稳定运行。
参考文献：
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■
责任编辑 吴 昊
（上接第２５ 页）
8 输电线路
输电线路是电站必须要有的电能送出设施， 其
常年运行在电站视线之外， 是一个较大的危险源。
很多村民在电站输电线路下面种植高大农作物或者
竹木， 这些作物长高后很容易在大风作用下与输电
线路发生亲密接触， 极易引发恶性触电事故， 造成
电站机电设备短路损坏。
解决办法只能是加强宣传， 告知周边村民在线
路下种植高大作物的危害， 要宣传电力法和电力生
产设施保护条例； 地方政府要出台相应供电设施保
护条例， 明确奖惩办法； 电站要定期巡视检查线
路， 在雷雨后要特别注意巡视检查， 尽早发现输电
线路断股、瓷瓶破裂、杆塔倾斜以及作物长高触及
线路等安全隐患， 及时加以整治， 清理送电通道，
确保不发生倒杆、线路断裂掉地、竹木接触线路等
恶性安全事故。
9 结 语
目前全国各地环保督查正在紧张进行， 各小水
电站应努力配合做好环境保备案、取水许可审查及
补齐电站相关审批手续； 看好自己的“门” 、管好
自己的“人” 、办好自己的“事” ， 狠抓防汛度汛，
狠抓安全生产， 狠抓环境影响治理， 为可持续发展
作出贡献。
■
责任编辑 吴 昊
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