水电站行业如何开展融资租赁业务

　　本人并非水电专业出身，只是从事了一段时间的水电站融资租赁业务，总结了前期的一点小小经验，杜撰此文，名为分享经验，实为抛引求教。望看官不吝赐教、批评指正。

　　将分四个部分阐述个人观点：

　　第一部分 水电站基础知识

　　第二部分 水电的现在地位及未来展望

　　第三部分 如何开展融资租赁业务之营销策略、信用风险

　　第四部分 如何开展融资租赁业务之合规问题、资料收集与分析

　　第一部分 水电站基础知识

　　一、水电站原理、概述

　　1、基本原理

　　水流势能→旋转机械能→电能

　　水电站的最基本原理为通过水流从高往低处流动的势能转换为水轮机的旋转机械能，水轮机通过传动装置将机械能传导至发电机，通过发电机转换为发电机。

　　2、水电站所能利用的水流出力

　　水流出力：水流单位时间内做功的能力。

　　水电站所利用的水流出力公式：

　　N=gηQH

　　N:水电站出力（kw）；g:重力加速度，一般为9.81；η:水电站效率（%）；H:水头（m）；Q:流量（）。

　　因为重力加速度变化值较小、水电站效率也具有行业平均水平，因此令K=gη，则行业水平为：

　　大中水电K在8.0-9.0之间，中小水电K在6.5-7.5之间。

　　当视K为常数后，可以发现水电站所能利用的水流出力与水头、径流量相关。

　　3、发电量公式

　　E=NT

　　E:发电量（kw·h）；T:小电数（h）；N:平均出力（kw）。

　　4、容量

　　额定容量：一般指某一机组的单机组容量，发电机的铭牌出力。常用单位：万千瓦

　　装机容量：一般指某一水电站所有机组容量之和。常用单位：万千瓦

　　如某一电站由三台机组构成，分别为2.5万千瓦、3万千瓦、3万千瓦，则该电站的装机容量为8.5万千瓦。口语中常常直接说2.5万、3万、8.5万等。后文提及容量单位几万千瓦均简写为几万。

　　5、水电站的分类之一：按调节功能分类

　　，其中V为兴利库容、W为多年平均径流量

　　无调节水电站（径流水电站）β＜0.02

　　有调节水电站：①月调节水电站β＜0.03、季调节水电站β＜0.2

　　②不完全年调节水电站β＜0.3

　　③年调节水电站β＜0.5

　　④多年调节水电站β＞0.5

　　6、水电站的分类之二：按集中落差的方式分类

　　集中落差又叫形成水头。有：坝式、引水式、潮汐式、混合式、抽水蓄能。其中坝式、引水式在业务中最为常见。

　　6.1、坝式水电站：用坝或闸集中水头。

　　（1）河床式：厂房是挡水建筑物的一部分，且承压。多用于平原河段，淹没小，引用流量较充分，又称为“低水头大流量水电站”。例葛洲坝水电站。

　　多采用直径大、转速低的轴流式水轮发电机组。

　（2）坝后式：厂房不承压，坝或闸单独挡水。坝和厂房间有永久缝分开，电站坝段和溢流坝段有导流墙隔开，使电站进水和尾水不受泄洪干扰。

　　如三峡电站。

　　6.2、引水式

　　（1）无压引水式：采用明渠或无压隧洞，多建在河流坡降较陡的河段上。由以下部分构成：

　　①首部枢纽：坝或无坝、进水口（取水口）、沉沙池；

　　②引水装置：引水进水口之后，有渡槽、涵洞、倒虹吸管、桥梁等，在引水渠道尾端与压力前池相接；

　　③厂区枢纽：压力前池、高压管道、厂房、变电、配电设备、尾水渠

　　（2）有压引水式：主要特点是具备有压隧洞、压力水管。由以下部分构成：

　　①首部枢纽：拦河坝、进水口；

　　②有压引水建筑物；

　　③厂区枢纽：调压室、压力水管、电站厂房构成。

　　（3）混合式：通过拦河坝集中部分落差，再用引水道进一步形成落差。

　　7、水电站的分类之三：按电站规模分类

　　目前适用的标准为《SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准》：

　　二、水电站结构构成

　　1、水电站枢纽组成部分

　　（1）挡水部分；

　　（2）泄水部分：溢洪道、防空洞、泄洪排沙隧洞、泄水冲沙底孔；

　　（3）引水部分：将发电用水输送至水轮发电机组的部分，例如：明渠、隧洞、管道、渡槽、隧洞、倒虹吸、桥梁、尾水；

　　（4）进水部分：将水引进水轮机的引水道首部部分，例如：压进水口、无压进水口；

　　（5）平压部分：平稳引水部分流量、压力的，例如：压室、压力前池；

　　（6）过坝部分：让船只木材鱼类过坝的，例如：船闸、过木道、鱼道；

　　（7）厂区枢纽部分：发、变、配、送电的中心，水电站主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站、交通道路、尾水渠。

　　2、水电站厂房类型：按结构分

　　（1）坝后式厂房：厂房虽占据部分河床，但不影响溢流坝布置，进水口处于坝上游，设有拦污栅、闸门；高压管道穿过非溢流坝身通向电站厂房；大坝和厂房有永久伸缩陷缝分开。

　　（2）挑越式厂房：厂房位于坝后溢流坝后，泄洪水流自厂房顶挑出；厂房载荷大、平滑、抗振动气蚀要求高，下游水位影响发电，工作环境差；是河谷狭窄的无奈。

　　（3）溢流式厂房：谷窄流大，厂房位于坝体内、坝顶溢流，可用于重力坝、宽缝重力坝、拱坝；引水道和尾水道短，坝体有空腔，节省建材但应力复杂,施工干扰大。

　　（4）河床式厂房：低水头、大径流、大装机，用厂房挡水。

　　（5）河岸式厂房：厂房位于远离坝区的岸上，多用于引水式、混合式。

　　（6）地下厂房：有压引水式，因地质或其他因素无法分布于河床或岸边，置于地下；引木洞、尾水洞较为重要；又分为首部式、中部式、尾部式；以厂房靠近进水口或出水口，引水洞和尾水洞长短对比分类。

　　3、水电站厂房类型：按机组装置方式分类

　　（1）立式机组厂房：水轮发电机组主轴为坚直方向布置,发电机水轮机及其他辅助设备布置于不同高度上。以发电机层地板为界将发电厂房分为上部结构、下部结构。上部结构又称为发电层，位于尾水最高洪水位以上,又称水上部分。下部结构包括：水轮机层、蜗壳层、尾水管层的混凝土块体结构。

　　（2）卧式机组厂房：水轮机和发电机安装于同一高程地板上。厂房高度小，投资、运维方便。

　　三、动力设备

　　（一）、水轮机

　　1、大分类：按水流能量转换特征分

　　（1）反击式水轮机：由若于具有三维扭曲面的叶片组成，压力水流充满水轮机整个流道。压力水流流过叶片时，受叶片作用，水流压力、流速大小和方向发生变化，水流以其压能动能给转轮反作用力，反作用力形成旋转力矩使转轮转动。

　　（2）冲击式水轮机：借助特殊导水机构引出具有动能的自由射流，冲向转轮水斗，使之作功。以工作射流和转轮相对位置和做工次数的不同，分切击式、斜击式、双击式。下图透明点开可看

　　混流式水轮机

　　水流从四周径流入转轮，以近似轴向流出转轮。结构简单、运行可靠，效率高，适应水头20-734米。

　　轴流式水轮机

　　水流进、出转轮都是轴向的，适应水头2-88m。同等水头下，过流能力大于混流式,气蚀性能差于混流式。转轮叶片根据水头和负荷通过油压接力器相应转动的称轴流转桨式，否则是轴流定桨式。轴流转桨式适应水头和负荷，效率高造价高，多用于水头、出力有较大变化的大中型电站，适应水头2-88m。

　　斜流式水轮机

　　水流在转轮处，水流与轴线呈一定倾斜角度，结构和特性介于混流、轴流之间，叶片角度可调，导叶和转轮叶片双重调节。有较高的高效率区，具有可逆性，适应水头40-200m。结构复杂、造价高，用于中大型、抽水蓄能电站。

　　贯流式水轮机

　　引水部件，转轮、排水部件均在轴线上，适应水头2-25m，单机出力几千千瓦至几万千瓦，水流在流道内沿轴向运动，不转弯，过水能力、水力效率高。双向发电、双向抽水、双向泄水，作为水轮机、水泵均有较好水力性能。多用于低水头综合利用电站以及潮汐电站。

　　贯流式除了按叶片是否能够转动分为贯流定桨式、贯流转桨式，也可以按照其布局形状分为灯泡式、竖井式、轴伸式和全贯流式。

　　半贯流式：发电机和水轮机分开；全贯流式发电机，转子在水轮机转轮外圆上，应用较少。

　　灯炮贯流式：发电机密封安装在水轮机上游侧一个灯炮状金属壳体，电机水平向安装，发动机主轴连接水轮机转轮，应用较多。

　　轴伸式：卧式布置或倾斜安装，转轮和电机通过长轴连接，电机布于无水机房，用于小型机组。

　　坚井式：电机位于转轮上游侧一个坚井中，余似灯泡式，应用于小型机组。

　　切击式水轮机(水斗式水轮机)

　　工作射流中心线与转轮节圆相切。叶片由一系列呈双碗状水斗组成，故又称又水斗式水轮机。适应水头300-2000m，冲击式水轮机的主流。

　　斜击式水轮机

　　类似于切击式水轮机，工作射流与转轮进口平面呈某一角度ɑ，射流斜着射向转轮，适应水头35-350m、轴功率10-500kw、比转速18-45m的中小型水电站。

　　双击式水轮机

　　水流从转轮外周进入部分叶片流道，消耗7-8成动能，离开叶道，穿过转轮中心部分的空间，再次进入转轮另一部分叶道消耗余下的2-3成动能。结构简单，易制造，低效，适应H760m，N＜15Okw小水电。

　　2、水轮机基本构件（此部分可跳过）

　　（1）引水部件（引水室）

　　主要作用是以最小水力损失将水流引向导水机构，尽可能使水流沿导水机构周围均匀、轴对称地流入，进入导水机构前形成一定的环量，保证空气不进入转轮。又分为以下4类：

　　①明槽式引水室：水面与大气相通，平面尺寸通常较大，用于H710m，转轮直径＜2m的小型电站。

　　②压力槽式：适应Hϵ(8,20)m小型水轮机。

　　③罐式引水室：由一个围锥形金属机壳构成，一头连接压力钢管、一头连接尾水管。结构简单、水头损失大，适应Ф<0.5m、水头15-35m、容量＜1000kw小型机。

　　④蜗壳式引水室：进口与压力引水管相连，沿进口断面向末端断面面积逐渐缩小。大头叫进口断面，末端小头叫鼻端（末端），断面连续形成的圆心角称为该断面的包角。进口断面、鼻端圆心角为最大包角ϕ，叫全包角，又叫蜗壳的包角。高水头（包角345°，适应H＞40m，圆形断面）用金属制造，低水头（梯形断面，包角180°，H＜40m）用混凝土制造。

　　（4）泄水部件（尾水管）

　　将流水转轮的水流平顺引向下游，回收转轮出口的部分动能（动力真空）、势能（静力真空）。又分为以下2类：

　　①直锥形尾水管：直圆雏形管，水力损失小、效率高、结构简单、制作方便。如转轮大、尾水管要很长、基础开挖深。

　　②弯锥形尾水管：转轮水流经过90°弯管后进入直锥管，因水流流速大、方向变化，水力损失小、效率低，只用于中小型卧轴水轮机；

　　弯肘形尾水管：由进口真锥段、肘管段、水平扩散段三部分构成。适应大直径转轮的水轮机、大中型立式。

　　3、工作参数

　　主要参数H工作水头、Q流量、N出力、η效率、n转速。

　　（1）H工作水头：进水口断面与出口断面的单位能量差。

　　毛水头：水电站上下游水位差Hw。

　　净水头：H=Hw-hw，hw引水系统的水头损失。

　　额定水头：输出额定功率必需的最小水头。

　　设计水头：效率最优水头。

　　最大水头、最小水头：水轮机稳定工作的极限水头。

　　（2）Q流量：单位时间内通过水轮机水流体积（/s）。

　　（3）出力N、效率η

　　N=9.81QHη0.0＜η＜1.0

　　（4）转速：n=r/min，每分钟转轮转速。

　　如果水轮机主轴、发电机主轴直连，则：

　　n=60f/p=30000/p，f：电流频率（50Hz）、p：发电机磁极对数

　　4、型号代码

　　XX水轮机型式：HL混流，ZZ轴流转桨，ZD轴流定桨，XL斜流，GD贯流定桨，GZ贯流转桨，CJ水斗（切击式），SJ双击，XJ斜击。

　　Y主轴布置型式：L立轴，W卧轴，X斜轴。

　　Z引水室特征：J金属蜗壳，G罐式，P灯炮式，S坚井式，X虹吸式。

　　5、气蚀

　　某一温度下，水汽化（空化）的临界压力：汽化压力。

　　气蚀（空蚀）：零件在气泡破灭时冲击、高温下的磨损。

　　危害：降低效率、破坏零部件、产生噪音和振动。

　　（二）、水轮机调节设备、辅助设备

　　1、水轮机调节：根据电力系统负荷变化，调节导叶开度，使发电机功率与负荷功率平衡，满足上网需要。

　　2、调速设备由调速柜、接力器、油压装置构成。中小型机组三部分构成一个整体：组合式调速器。

　　3、调速器分为：

　　机械液压调速器：离心摆获取，液压装置放大功率调动导叶，多用于传统的中小水电站

　　电气液压调速器：分电气调节、机械液压二部分

　　微机调速器

　　4、油系统

　　透平油：润滑、冷却、导力。

　　绝缘油：绝缘、散热、防腐、熄灭电弧。

　　5、压缩空气系统

　　压缩空气储存压力能，用于吹气、压水、补气等。

　　6、水系统

　　供水：用于技术供水、生活供水、消防供水。

　　排水：集水井、排水走廊、水泵、水泵房。

　　（三）、发电机

　　1、励磁系统：向发电机转子供给形成磁场的直流电源。

　　2、支撑结构：机墩，承受机组的动静载荷。

　　3、冷却：通过通风设备用冷空气冷却。

　　4、附属设备：主引出线（母线）、中性点设备、励磁系统、冷却设备。

　　三、厂房

　　1、配置五大系统

　　（1）水流系统：压力水管、主阀、蜗壳、水轮机、尾水管、闸门

　　（2）电流系统（电气一次回路）：发电机、引出线、母线、电压配电设备、主变压器、高压开关站

　　（3）机械设备控制系统：调速设备

　　（4）电气控制设备系统（电气二次回路）：机旁盘、励磁设备系统、中央控制室、其他控制操作设备

　　（5）辅助设备系统：起重机、闸门起闭机、油储放用流设备、气的压储供设备、水的供排检消防设备、其它修理室、试验室、工具间、通凤采暖设备

　　2、建筑物构成

　　（1）主厂房：水轮发电机组所在厂房

　　（2）副厂房：控制或附属设备、生活用房

　　（3）变压器场：主升压变压器，将电流开压至电网电压

　　（4）高压开关站：高压母线及开关，用高压输电线送到电网

　　3、厂房其他要求

　　采光、通风、取暖、防潮、厂内交通

　　4、引水道、尾水渠、对外交通、防洪排水

　　参考资料：《SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准》、大学教材听课笔记等