水龙头上的电力
[英] 珍妮特·伍德   赵建达  翻译  朱效章 校核
(亚太小水电中心网站/行业信息　1月13日)

小水电并不只专门用于遥远地区的发电厂。在英国广泛的供水网络里会有一些合适的位置，在那里，水轮机可以为这个系统增加一点有用的东西。

用于发电的水不同于涌向水龙头的水吗？并非如此，我们的自来水的最终源头在高丘陵地区，那里有大量的降雨和大范围的流域面积。水通过管道从源头输送到靠近用户的水处理场，这意味着，在处理场水是处于高压下的，其水头或许会有数百米。但这并不是水在加压下输送到水龙头的原因所在：水经过处理后，被贮存在巨大的水池里，并在供水点造成水压。事实上，在水进入处理系统之前，可能处于过高的压力，因此有必要经过特殊的“减压”阀。

但是水头和水流是水电的组成部分，水轮机的作用是将水的能量转化成电力。为什么不用一个水轮机来代替减压阀？这个主意并不新颖。多少年来，工程师们眼睁睁地看着在减压阀所浪费的能量并考虑如何才能最大限度地提取这些能量。1989年由萨尔福德大学所做的一个全英国范围内的对于水电潜能的评估报告 （ETSU SSH-4063, 第1-3 部分）认为整个英国的供水系统的潜能是18.8MW。这是一个相当小的量，尤其是它被分散安装在全国各地，其安装容量通常远不足1MW，但总计起来，它却为两万个家庭——相当于一个小型城镇提供了充足的电力。  

英国水电协会(BHA)认为，萨尔福德大学的数据已经过时，实际的潜能还要大。它指出在供水系统中那些已经运营的项目可提供超过25MW的电力，超过萨尔福德报告中所评估的潜能的总和。在一些地区差异惊人，在萨尔福德的报告中，西南地区的水电潜能是0.5MW，不包括水电场址，而现在4.1MW的电能已经被确认或安装，BHA认为该地区的理论潜能为12.5MW。同样在苏格兰西部，萨尔福德报告指出非河流水电的潜能为500kW，而现在实际的潜能被认为已经达到3.5MW。英国水电协会指出，总体而言，英国全国的水电潜能可能是在100MW左右，这个数量是1989年所确认数量的5倍以上并高于任何一个现在得到政府支持的近海风力发电厂。

获取能源

从供水系统中获取能源看上去似乎是信手拈来的事。但是在描述西南水务公司正在进行的项目时，该公司的史蒂夫克利尔，同时也是英国水电协会的主席，指出迄今为止还有许多冲突需要被合理化。他说饮用水管理条例非常严格，这也合乎情理，水务公司视它们的职责为确保供水的正常进行，并对开发潜在的水能持小心谨慎的态度。

克利尔解释道，在一些地区，当考虑是否在一个年代久远并且一直有着很严格的操作要求的供水系统中引进一个水轮机时，会产生许多技术问题。

供水系统中所有的电气部分都必须遵守一套特殊的规章制度（即2000年12月颁布的水行业机电技术规范3.05，其专有网址为www.pumpcentre.com）。“我们这个行业对机械部分始终持严谨态度”，克利尔说道，“我们必须确保不能出现由于漆、油或者润滑脂所引起的污染。

克利尔指出在一个现有的供水系统安装水轮机，对现场通常都会有非常严格的实质性限制，在许多实例中，现有的管道系统已十分老化。“处理厂必须持续运转着，既便在水轮机安装或维修时也不可以停下来”，他说道。一旦运行后，水流必须被严格控制，其流量变化每分钟不得超出1.5%，只有这样才能保证水的质量。这样通常需要为水轮机配备一个先进的控制系统，并设置特殊的控制设施，在需要时，切换水流以绕过水轮机。如果水轮机需要停下来进行维护保养，或者在正常的操作运行时确保水流的连续性，这样就需要使用一个旁路系统。水轮机同旁路之间的切换必须是“平顺而无冲击的”，也就是说它不能在供水系统中产生压力波。因为水源的流量并不总是恒定的，因此在压力管中也存在着压力波的可能。

最后一着,工程师们应该意识到水轮机需要做出牺牲——我们不得不允许水轮机遭到损坏，以保证在供水上不出现任何损害，克利尔说道。

使用废水的水轮机

就在西南水务公司在它的供水系统入水口安装水轮机的时候，至少另外一家供水公司也在下游寻找场址。减压阀也被应用在废水系统，南方水务公司是其中的一家，已经着手调查安装水轮机的可行性。   

该公司曾考虑在其位于普茨茅斯和哈温特的废水处理厂和位于巴茨农场的循环中心安装水轮机，这些地方最近正在进行翻新扩建。但是在可再生能源承诺保证书（ROCs）出现之前，项目计划已经制定完成，在那一阶段开展项目被认为很不合算。第二个处理厂也被认为有同样的情况。但是这些项目并未被完全束之高阁，南方水务公司的能源部经理马丁萨乌斯说：“用我们自己的绿色电力来为我们的总部供电是我们对可持续的未来所做承诺的一部分，我们认识到了绿色电力对于环境的重要性。”

在引入可再生能源承诺保证书后，该公司现在计划重新审视其小水电项目商业案例。

    (译自 International Water Power & Dam Construction，Feb.,2003 )

    亚太地区小水电研究培训中心 赵建达翻译，朱效章校核。刊登于《小水电》2003年第6期)

来    源：《小水电》编辑部编辑供稿