5月30日，國家發(fā)展改革委、水利部、國家能源局三部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展長(cháng)江經(jīng)濟帶小水電排查工作的通知》，通知稱(chēng)，近期有關(guān)部門(mén)調查發(fā)現，長(cháng)江經(jīng)濟帶部分地區存在小水電開(kāi)發(fā)管理不規范造成生態(tài)環(huán)境損害問(wèn)題。此次排查擬進(jìn)一步梳理小水電管理中存在的突出問(wèn)題，研究提出針對性政策措施，督促相關(guān)省份完善小水電管理制度，對發(fā)現的造成嚴重生態(tài)環(huán)境問(wèn)題予以嚴肅處理。

據悉，我國多省份，尤其是欠發(fā)達地區確實(shí)存在投資低、效益差的小水電站影響生態(tài)環(huán)境的問(wèn)題，為了在排查工作中更清晰地了解小水電站的施工架構以及工作原理，我們不妨先學(xué)習一下正規小水電站的工作原理是什么樣的。

1．水輪機有哪些工作參數？

水輪機的基本工作參數有水頭、流量、轉速、出力和效率。

水輪機水頭是指水輪機進(jìn)口斷面與其出口斷面的單位重量水流能量的差值，用H表示，單位為m。

水輪機流量是指單位時(shí)間內通過(guò)水輪機過(guò)水斷面的水流體積。

水輪機轉速是指水輪機主軸每分鐘旋轉的次數。

水輪機出力是指水輪機軸端輸出的功率。

水輪機效率是指水輪機出力與水流出力之比。

2．水輪機有哪幾種類(lèi)型？

水輪機可分為反擊式和沖擊式兩大類(lèi)。反擊式水輪機包括混流式水輪機(HL)、軸流定槳式水輪機(ZD)、軸流轉槳式水輪機(ZZ)、斜流式水輪機(XL)、貫流定獎式本輪機(GD)和貫流轉槳式水輪機(GZ)六種型式。

沖擊式水輪機包括水斗式(切擊式)水輪機(CJ)、斜擊式水輪機(XJ)和雙擊式水輪機(SJ)三種形式。

3．什么是反擊式水輪機和沖擊式水輪機？

將水流的位能、壓能和動(dòng)能轉換成固體機械能的水輪機稱(chēng)為反擊式水輪機。

將水流的動(dòng)能轉換成固體機械能的水輪機稱(chēng)為沖擊式水輪機。

4．混流式水輪機的特點(diǎn)及適用范圍？

混流式水輪機又稱(chēng)法蘭斯式水輪機，水流由徑向進(jìn)入轉輪，大體沿軸向流出?；炝魇剿啓C應用水頭范圍較大，結構簡(jiǎn)單，運行可靠，效率高。是現代應用最廣泛的水輪機之一。水頭適用范圍50～700m。

5．輪流式水輪機的特點(diǎn)及適用范圍？

軸流式水輪機，轉輪區域內水流沿軸向流動(dòng)，水流在導葉與轉輪間由徑向轉為軸向。

定槳式結構簡(jiǎn)單,但它在偏離設計工況時(shí)效率會(huì )急劇下降,適用于功率不大及水頭變化幅度較小的電站,一般水頭范圍3～50m。轉槳式結構較復雜，它通過(guò)槳葉的轉動(dòng)與導葉的轉動(dòng)相互配合，實(shí)現導葉與槳葉的雙重調節，擴大了高效區的出力范圍，有較好的運行穩定性。目前，應用水頭范圍從幾米直到50～70m。

6．水斗式水輪機的特點(diǎn)及適用范圍？

水斗式水輪機又稱(chēng)培爾頓(Petion)水輪機，它靠從噴嘴出來(lái)的射流沿轉輪圓周切線(xiàn)方向沖擊轉輪斗葉而做功。水斗式水輪機應用水頭較高，小型水斗式用于水頭40～250m，大型水斗式用在水頭400～4500m。

7．斜擊式水輪機的特點(diǎn)及適用范圍？

斜擊式水輪機，噴嘴出來(lái)的射流，在進(jìn)口與轉輪平面成一角(通常為22．5度)。這種水輪機用在中小型水電站中，水頭適用范圍在400m以下。

8．水斗式水輪機的基本構造如何？

水斗式水輪機有以下幾個(gè)過(guò)流部件，它們的主要功用如下：

(l)噴嘴由上游壓力水管來(lái)的水流經(jīng)噴嘴后形成一股射流沖擊到轉輪上，在噴嘴內水流的壓力能被轉換成射流的動(dòng)能。

(2)噴針借助于噴針的移動(dòng)，改變用噴嘴噴出的射流直徑，因而也改變了水輪機的進(jìn)水流量。

(3)轉輪它由圓盤(pán)和固定在它上面的若干個(gè)水斗組成，射流沖向水斗，將自己的動(dòng)能傳給水斗，從而推動(dòng)轉輪旋轉作功。

(4)折向器它位于噴嘴和轉輪之間，當水輪機突減負荷時(shí)，折向器迅速地使噴向水斗的射流偏轉。此時(shí)噴針將緩慢地關(guān)閉到與新負荷相適應位置。當噴針?lè )€定在新位置后，折向器又回到射流原來(lái)位置，準備下一次動(dòng)作。

(5)機殼使作完功的水流流暢地排至下游，機殼內壓力與大氣壓相當。機殼也用來(lái)支撐水輪機軸承。

9．如何讀懂得水輪機的牌號？

根據我國JBB84－74"水輪機型號編制規則"規定，水輪機牌號由三部分組成，每一部分之間用"－"分開(kāi)。第一部分的符號是該水輪機型式的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，阿拉伯數字表示該水輪機的特征比轉速。第二部分由兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母組成，前一個(gè)表示水輪機主軸的布置型式，后一個(gè)表示引水室特征。第三部分是以厘米為單位的轉輪標稱(chēng)直徑。

10．各種類(lèi)型水輪機的標稱(chēng)直徑是如何規定的？

混流式水輪機標稱(chēng)直徑是轉輪葉片進(jìn)口邊上的最大直徑，即轉輪下環(huán)與葉片進(jìn)口邊交點(diǎn)處直徑。

軸流式和斜流式水輪機標稱(chēng)直徑是轉輪葉片軸線(xiàn)與轉輪室相交處的轉輪室內徑。

水斗式水輪機標稱(chēng)直徑是轉輪與射流中正線(xiàn)相切的節圓直徑。

11．水輪機產(chǎn)生汽蝕的主要原因是什么？

水輪機產(chǎn)生汽蝕的原因比較復雜，一般認為：水輪機轉輪內壓力分布不均勻，如轉輪相對下游水位要裝得過(guò)高，高速水流流經(jīng)低壓區時(shí)，易于達到汽化壓力而產(chǎn)生汽泡。當水流流到高壓區時(shí)，由于壓力增大，汽泡凝結，水流質(zhì)點(diǎn)以高速度向汽泡中心的撞擊，以填充凝結所產(chǎn)生的空隙，從而產(chǎn)生極大的水力沖擊和電化學(xué)作用，使葉片受到剝蝕產(chǎn)生麻點(diǎn)及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞。

12．預防水輪機產(chǎn)生汽蝕的主要措施有哪些？

水輪機汽蝕的后果是使水輪機產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和效率急劇降低，使葉片受到剝蝕，產(chǎn)生麻點(diǎn)及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞，從而使機組受到損壞不能運行。因此在運行中應力求避免汽蝕。目前，預防和減輕汽蝕損壞的主要措施有：

(l)正確進(jìn)行水輪機轉輪的設計，減小水輪機汽蝕系數。

(2)提高制造質(zhì)量，保證葉片的幾何形狀和相對位置正確，注意表面平滑光潔。

(3)采用抗汽蝕材料，減輕汽蝕破壞如不銹鋼轉輪。

(4)正確確定水輪機的安裝高程。

(5)改善運行條件，不使水輪機長(cháng)期地在低水頭和低負荷下運行。通常不允許水輪機在低出力(如低于50％額定出力)下運行，對于多機組的水電站，要避免單機長(cháng)期低負荷和超負荷運行。

(6)及時(shí)檢修，并注意修補焊接的打磨質(zhì)量，避免汽蝕破壞的惡性發(fā)展。

(7)采用補氣裝置，向尾水管中送入空氣，消除可能產(chǎn)生汽蝕的過(guò)大真空。

13.大中小型小電站是如何劃分的？

按現行部標，裝機容量小于50000kW的為小型；裝機容量50000～250000kW的為中型；裝機容量大于250000kW為大型。

14.水力發(fā)電的基本原理是什么？

水力發(fā)電就是利用水力(具有水頭)推動(dòng)水力機械(水輪機)轉動(dòng)，將水能轉變?yōu)闄C械能，如果在水輪機上接上另一種機械(發(fā)電機)隨著(zhù)水輪機轉動(dòng)便可發(fā)出電來(lái)，這時(shí)機械能又轉變?yōu)殡娔?。水力發(fā)電在某種意義上講是水的勢能變成機械能，又變成電能的轉換過(guò)程。

15.水力資源的開(kāi)發(fā)方式和水電站的基本類(lèi)型有哪幾種？

水力資源的開(kāi)發(fā)方式是按照集中落差而選定，大致有三種基本方式：即堤壩式、引水式和混合式等。

（1）堤壩式水電站是指在河道中建大壩，集中落差，有一定水庫庫容，電站就處在壩后附近的水電站。

（2）引水式水電站是指完全利用河道的天然落差引水發(fā)電，無(wú)水庫，無(wú)調節能力，電站處在下游較遠河道上的水電站。

（3）混合式水電站是指電站利用的落差，一部分由筑壩形成，一部分是利用河道天然落差，有一定的庫容，電站處在下游較遠河道上的水電站。

16.什么是流量、徑流總量、多年平均流量？

流量是指單位時(shí)間內水流通過(guò)河流(或水工建筑物)過(guò)水斷面的體積，以立方米/秒表示；

徑流總量是指在一個(gè)水文年內通過(guò)河流該斷面水流總量之和，以104m3或108m3表示；

多年平均流量是指河流斷面按已有水文系列計算的多年流量平均值Q3/S表示。

17.小型水電站樞紐工程主要由哪幾部分組成？

主要由擋水建筑物(壩)、泄洪建筑物(溢洪道或閘)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包括調壓井)及電站廠(chǎng)房(包括尾水渠、升壓站)四大部分組成。

18.什么是徑流式水電站？其特點(diǎn)是什么？

無(wú)調節水庫的電站稱(chēng)為徑流式水電站。此種水電站按照河道多年平均流量及所可能獲得的水頭進(jìn)行裝機容量選擇?？菟诎l(fā)電量急劇下降，小于50％，有時(shí)甚至發(fā)不出電，即受河道天然流量的制約，而豐水期又有大量的棄水。

19.何謂出力？怎樣估算水電站的出力和計算水電站的發(fā)電量？

在水電站(廠(chǎng))中，水輪發(fā)電機組發(fā)出的電力功率稱(chēng)為出力，河川中某斷面水流的出力則表示該段水能資源。所謂水流的出力就是單位時(shí)間內的水能。N=9．81ηQH式中，Q為流量(m3/S)；H為水頭(m)；N為水電站出力(W)；η為水輪發(fā)電機的效率系數。對于小型水電站出力近似公式為N=(6．0～8．0)QH。年發(fā)電量公式為E=NT式中，N為平均出力；T為年利用小時(shí)數。

20.什么是裝機年利用小時(shí)？

指水輪發(fā)電機組在年內平均滿(mǎn)負荷運行的時(shí)間。它是衡量水電站經(jīng)濟效益的重要指標，小水電站年利用小時(shí)要求達到3000小時(shí)以上。

21.什么是日調節、周調節、年調節和多年調節？

（1）日調節：是指一晝夜內進(jìn)行的徑流重新分配，即調節周期為24小時(shí)。

（2）周調節：調節周期為一周(7天)的。

（3）年調節：對徑流在一年內重新分配，當汛期洪水到來(lái)發(fā)生棄水，僅能存蓄洪水期部分多余水量的徑流調節，稱(chēng)不完全年調節(或季調節)；能將年內來(lái)水完全按用水要求重新分配，又不需要棄水的徑流調節稱(chēng)完全年調節。

（4）多年調節：當水庫容積足夠大的可把多年期間的多余水量存在水庫中，然后以豐補欠，分配在若干枯水年才用的年調節，稱(chēng)多年調節。

22.什么是河流的落差？

所被利用河流段的兩個(gè)斷面水面的高程差稱(chēng)為落差；河源與河口兩個(gè)斷面水面的高程差稱(chēng)為總落差。

23.什么是降水量、降水歷時(shí)、降水強度、降水面積、暴雨中心？

降水量是為一定時(shí)段內降落在某一點(diǎn)或某一集而面積上的總水量，以mm表示。

降水歷時(shí)是指降水的持續時(shí)間。

降水強度是指單位時(shí)間內的降水量：以mm/h此表示。

降水面積是指降水所籠罩的水平面積，以km2表示。

暴雨中心是指暴雨集中的較小的局部區域。

24.什么是工程投資概算？工程投資估算及工程預算？

工程概算是以貨幣形式編制工程所需全部建設資金的技術(shù)經(jīng)濟文件。初步設計總概算則是初步設計文件的重要組成部分，是考核經(jīng)濟合理性的主要依據。經(jīng)批準的總概算是國家承認基本建設投資重要指標，也是編制基本建設計劃和招投標設計的依據。工程投資估算是在可研階段做出的投資數。工程預算是在施工階段做出的投資數。

25.水電站主要經(jīng)濟指標有哪些？

(l)單位千瓦投資，是每千瓦裝機需要的投資。

(2)單位電能投資，是每千瓦時(shí)電量需要的投資。

(3)電能成本，是每千瓦時(shí)電量支付的費用。

(4)裝機年利用小時(shí)數，是衡量水電站設備利用程度。

(5)電能售價(jià)，是每千瓦時(shí)電量售給電網(wǎng)的價(jià)格。

26.水電站主要經(jīng)濟指標如何計算？

水電站主要經(jīng)濟指標按下列公式計算：

（1）單位千瓦投資=水電站建設總投資/水電站總裝機容量

（2）單位電能投資=水電站建設總投資/水電站多年平均發(fā)電量

（3）裝機年利用小時(shí)數=多年平均發(fā)電量/總裝機容量柴油發(fā)電機組