水电站经济运行

贺嘉坤(1983—)，男（汉族），湖南郴州人，助理工程师，学士，从事电厂自动化维护,[e-mail]浅析水电站经济运行贺嘉坤（广西方元电力有限公司桥巩水电站分公司，广西来宾546119）摘要：简介桥巩水电站拥有8台全国单机最大的灯泡贯流式机组。介绍桥巩水电站在技术实力和管理水平方面的探索创新，结合3年来运行管理实践，分析了水电站经济运行影响因素，提出应对措施。关键词：管理实践；经济运行；桥巩水电站2桥巩水电站为日调节水电站，水轮机运行水头范围为5.5-24.3m，装机容量456MW，设计8台单机容量57MW的灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量在同类机组中排名中国第一、世界第二。电站建成后发挥了巨大的经济效益和社会效益。1水电站经济运行的意义和要求水电站经济运行不仅是缓解能源紧缺，实现节能减排目标的要求，还是提升企业管理水平和盈利能力的需要。如何提高水电站经济运行水平是一个系统工程，它有以下要求：1.1安全生产是水电站经济运行的前提经济效益以安全生产为基础，没有安全生产，经济效益就失去意义。经常事故停运的机组谈不上经济运行，较高的设备健康水平及检修质量是机组安全运行的前提。1.2有效的技术管理体系是水电站经济运行的保证设置专门的权威的技术管理机构，全权负责跟踪研究全厂经济运行情况，了解全厂技术经济指标的现状，分析经济指标变化原因，及时出台有效的技术方案和措施并严格执行，保证水电站始终处于良好的经济运行状况。1.3高素质职工队伍是水电站经济运行的关键职工是提高水电站经济运行的主体。建立公正合理的竞争激励机制，充分发挥职工的主观能动性和创造力，不断培养高素质的职工队伍对于发电企业提高经济性工作有着至关重要的推动作用。2水电站经济运行的影响因素及应对措施水电站的经济运行很大程度上依赖于发电机组的经济运行。根据桥巩水电站近三年来的运行实践经验，分析总结了影响水电站经济运行的各种因素及应对措施，主要有水库调度优化、机组工况优化及设备管理运行优化三方面：2.1水库调度优化桥巩水电站水库库容小，为日调节水电站，作为贯流式机组运行水头低，流量大。因此，电站发电量在很大程度上由河水的径流量决定的。如何使径流水发挥最高效益，这就要求对水库进行优化调度。2.1.1扎实基础，加强管理a复核修正水文特性曲线。注重水文基础数据收集和统计，分析比对上年水库运行资料，不断修正机组水头－综合出力关系曲线，入库流量－综合出力关系曲线等，使曲线更能反映水库真实运行工况；b制定和出台水库优化调度有关管理制度。发电运行部详细制定了洪水期、枯水期、平水期的水库调度预案，出台了水库水位控制相关规定，通过制度强化加强水库调度管理。2.1.2善于沟通，灵活调度a加强与上游电厂沟通，水文人员及时获取实时水情，包括上游电厂上下游水位、机组出力、进出库流量、闸门运行情况等；b加强与中调沟通，运行人员根据实际水情及时与中调联系沟通，合理安排机组运行方3式，减少机组空转和低负荷运行时段，灵活主动地调整机组负荷曲线，充分利用水库有限库容和水头多发电。c合理控制水位，提高机组效率。根据水情尽量将上游水位控制在正常蓄水位，减少上游水位过低时段，提高机组运行水头，降低发电耗水率，保持机组高效运行。d灵活调度，节能降耗。发电运行部根据不同机组的特性及调度负荷要求，制定机组运行方式规定。优先运行水能利用率高的机组；优化运行机组组合，降低辅机用电和主变损耗。2.2机组工况优化对于水轮机而言，提高机组效率，增大机组出力，主要指标有水头、协联曲线和机组容量。2.2.1及时清污，减少水头损失。灯泡贯流式机组一般建在河流的主干上，水流夹带着上游各种漂浮物聚集在机组进水口附近，当漂浮物的聚集达到一定量时将严重影响机组的出力，使得机组进水口拦污栅前后水位差增大，致使机组的出力大大降低，甚至使得机组的运行振动加剧，影响机组的安全运行。就应用效果来看，可采取以下三种应对措施：a加强对进水口拦污栅压差监视，及时通知清污；b在引水流道底部设置拦沙坎，能有效阻止随水流冲击而来的泥沙石等；c在引水流道上设置漂浮拦污排，能有效拦截较大的漂浮物；最好将其与来水侧横截面呈大于90°放置，不仅可以增大过流面积，减小水力损失，还可以利用泄洪或清污将拦截的污物顺利排至下游。桥巩水电站采取了a、b两种措施，效果不错。2.2.2优化协联，提高机组效率。灯泡贯流式机组一般采用双重调节方式，即水轮机导叶、桨叶同时调节。不仅保证机组运行高效率，还拓宽了机组高效运行的水头范围。机组自动运行时的协联关系曲线由制造厂家根据模型试验得出，相对理想化。在实际运行中，由于制造、加工、安装等诸多因素的影响，使该曲线与实际工况不相符，甚至出入较大。桥巩水电站近期对#3机组做协联关系试验发现，17.8m水头时，在机组振动和摆度变化允许范围内，不改变导叶开度，手动调节桨叶开度，得出机组相对效率最高时的负荷能提高2.0MW左右，假如8台机组在各水头均能2.0MW出力，以年利用小时5264h（设计院报告），0.28元/kWh估算，每年可增加产值2300万元，经济效益相当可观。因此建议水电机组在投产后，应该及时进行协联关系曲线试验，保证机组的高效运行，同时由于机组全部投产后，水头变化相对稳定，所以机组投运初期是最好的试验时间。2.2.3增容改造，提高机组出力。桥巩水电站结合机组一年多的运行状况，联合厂家、中试院反复试验论证，科学分析，论证了机组的额定出力从现在的57MW增加到60MW的可行性，改造后的全部发电机年增加发电量1263万千瓦时，每年可增加产值360万元。目前该项工作正在积极推进。42.3设备管理运行优化对于电网而言，水电与火电最大区别是：水电机组的启动速度非常快，3-5分钟内能从备用状态到带满负荷运行，而火电机组则望尘莫及。这就要求水电机组及其辅助设备具有较高可靠性。设备的可靠高效运行是实现电厂经济运行的重要保障。桥巩水电站为新投产电厂，设备处于磨合阶段，各种设备缺陷多，处理难度大，机组台数多，维护人员少，为了尽快发现缺陷，及时消除缺陷，桥巩水电站在机组维护中推行“零”缺陷管理目标，以“零”目标来管理机组消缺质量，成立“零缺陷”管理领导小组，将全厂设备划分给10个“零缺陷”小组来管理，制定实施细则，落实专项资金，明确奖罚措施。同时积极开展QC小组创新活动，加强设备改造，优化设备运行，节能增效，挖掘潜力，进一步提高企业经济效益。桥巩水电站不断创新管理机制，大力推广使用新技术、新方法，集思广益，挖潜增效，优化机组及其辅助设备的运行管理工作。具体体现在对设备模式优化和设备运行优化两方面。2.3.1设备管理模式优化a从经验型向科学型转变设备从正常到出现事故隐患是一个渐变的过程，这些渐变的过程都是有特征的，如漏气（油），外形变化，振动，有异响，随着气（油）越漏越大，响声越来越大，假如未能及时发现处理，事故可能发生。但是随着设备制造技术的发展，当设备的量变让我们凭经验感知到的时候，可能已经比较严重了，而且我们每个人的经验多少，感知强弱也有差异，那怎样才能更加科学可靠的对设备状态进行预防诊断？这就需要借助先进的仪器设备，桥巩水电站在机组投产初期就配备了不少先进的巡检仪器，如热成像仪，主变气体状态在线监测仪等，在机组全部投产后根据实际需要，不断完善，如对每台机组增设了机组在线振动摆度监视系统，加强对设备的“状态检测”，科学管理，建立完善的设备档案，及时对出现的状态变化进行分析总结。b从单一化向网络化转变实行专人负责，责任到人，做到所有设备都要有人管。加强对设备的管理，特别是重要设备的管理，就需要打破设备管理人员的单一化，形成一个设备管理网络。桥巩水电站先从完善设备管理网络和管理制度入手，逐步明确相应管理职责。实行问责制和“三级巡检”管理，将设备巡检分成三级，部门专工或部门安全员为一级巡检人员，重点巡检关键和核心设备；班长或班组安全员为二级巡检人员，对全厂所有自动化设备进行巡检；设备负责人为三级巡检人员，做好不间断巡检。每一级巡检都有完善的记录，定期督促检查，确保工作的落实。C从区域化向精细化转变随着电厂“少人值守”的实行，对运行维护人员的要求也进一步提高，不局限于单一专业面，因而就要打破之前的设备分专业区域化管理的模式。桥巩水电站对全厂设备实行统一管理，对设备以巡检周期、危险程度、安全系数等为依据评价出相应的监控等级，实行定期5计划检修和精心维护，定时、定点、定人管理；建立更加详尽的设备台账，对设备运转状况、易损部位及零部件更换等记录在册，做为设备检修的依据。桥巩水电站不仅对运行设备加强管理，还纳入备品备件的管理，将备品备件分类管理，按需入库，区分易损备品和耐用备品，严格执行备品备件储藏条件，保证其利用率。2.3.2设备运行优化要提高水电站经济运行，除了要保证设备安全可靠运行外，设备优化运行的经济效益也不容忽视。这就要求我们要深入开展设备改造，技术创新。通过桥巩水电站的运行实践及兄弟电厂的成功经验，我们可以先从以下三个方面来探讨：a运用新技术，保机组增效率。机组微机自动准同期装置是线路同期和同步发电机并网的重要自动装置，担负着发电机无冲击地平滑并入电网的重任。随着计算机硬件和软件技术的高速发展，新型的分布式控制智能同期控制装置不断涌现，高速的硬件提升同期装置的运算速度，高效的控制算法对并列机组均频、均压精准控制。因此选择高效的同期装置不仅可以缩短机组并网时间，节省水力资源，还直接关系到发电机的安全运行和发电厂的经济运行。桥巩水电站在设备招投标时，就非常注重对自动准同期装置等重要设备的比对优选。当然好的设备好的技术也要在实践中不断优化，通过实际运行，我们发现调速器在临近同步速时易产生不稳定振荡，频差或压差变化较大，延迟机组并网，对于个别机组可以考虑设置合适的允许频差和允许压差来缩短并网时间。b开拓新思路，提升辅助设备效率。充分发挥QC小组和技术攻关项目的优势，不断开拓节能降耗的新思路。灯泡贯流式水轮发电机组的辅助设备较多且使用率很高，有些设备的使用率超过发电机的使用率。例如：压力油泵、轴承润滑油泵以及冷却风机等。如果每台辅助设备的效率提高一个千瓦，粗略估算一台机组10台辅助设备再乘以发电机的年利用小时5264h，就可以每年减少5万厂用电的消耗。选用高效的辅助设备将在很大程度上降低生产消耗，提高机组经济运行水平。c运用新材料，提高机组发电效率。如采用Ni3Al合金作为机组轮叶表面保护材料，增强其抗腐蚀能力，提高机组出力；目前很多水电厂的轴承瓦均采用巴氏合金瓦。资料显示，海南南丰水电站#3机组（额定功率5MW的立式机组），将巴氏合金瓦更换成新型塑料瓦后，摩擦系数由原来的0.15-0.20降低到0.04-0.08，机械损耗摩擦力减少，同一台机组，同一水头，同一导叶开度下，机组发电效率可提高约3%（150-170kW），以上网电价0.25元/kWh、年运行小时数6720h计，可增收25万元，而更换塑料瓦花费约13万元。同时还降低轴承温度，提高运行稳定性，减轻检修工作强度，无需研刮轴瓦等。3结语水电站经济运行不仅对提高企业的管理水平和技术实力，增加发电效益，确保电网安全稳定运行有着重要的现实意义，还体现了充分利用清洁能源，节能减排的企业社会责任。桥巩水电站将继续按照“优化运行增效益，多措并举保安全”的要求，集思广益，不断探索创6新，提升水电站经济运行水平，力争发好电，多发电，发挥更大的经济效益和社会效益。作者简介：贺嘉坤(1983—)，男，汉族，湖南郴州人，助理工程师，学士，从事电厂自动化维护邮箱：[e-mail]，电话：[phone]