電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)提高路徑探析

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本文作者：俞國(guó)棟 單位：大唐甘肅祁連水電有限公司

黃土灣電站為多泥沙電站，主軸密封采用泵板密封，為減小機(jī)組軸向水推力的作用，在2臺(tái)大機(jī)頂蓋上設(shè)置12根φ65排水管，排水管的過(guò)水面積約為止漏環(huán)間隙面積的7倍，大機(jī)每臺(tái)漏水量約為360m3/h，在小機(jī)頂蓋上設(shè)置8根φ65排水管，小機(jī)漏水量約為240m3/h；2臺(tái)大機(jī)通過(guò)各自的環(huán)形集水管集中后由獨(dú)立的2根φ273排水管分別排入廠房滲漏集水井，1臺(tái)小機(jī)通過(guò)環(huán)形集水管集中后匯入排水母管，排入廠房滲漏集水井，目前滲漏集水井和檢修集水井通過(guò)聯(lián)通管合并為一個(gè)系統(tǒng)。

三臺(tái)機(jī)的頂蓋排水分別排入廠房滲漏集水井，若三臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行，排水量為：360+360+240=960m3/h。工程設(shè)計(jì)2臺(tái)出力400m3/h的排水泵（37kw）加1臺(tái)出力125m3/h的排水泵（11kw）連續(xù)運(yùn)行排水，日耗電量達(dá)到2,040kw•h，如遇一臺(tái)排水泵事故時(shí)，可能導(dǎo)致水淹廠房事故。

根據(jù)上述情況，結(jié)合其他電站的設(shè)計(jì)，對(duì)黃土灣水電站的排水系統(tǒng)提出了技術(shù)改造方案，經(jīng)征得設(shè)計(jì)院、設(shè)備制造廠家同意的情況下，對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行了如下優(yōu)化改造：兩臺(tái)大機(jī)的頂蓋排水排入廠房滲漏集水井的設(shè)計(jì)，改為用φ273鋼管將排入管從滲漏集水井引出后，變徑DN200接到蝸殼排水閥后自流排至尾水管，1臺(tái)小機(jī)由于系統(tǒng)缺陷未實(shí)施改造。改造前—三臺(tái)排水泵每天連續(xù)運(yùn)行24h每月電耗為：（37×2+11）×24×30=61,200kw•h改造后—一臺(tái)37kw的排水泵每天運(yùn)行14h每月電耗為：37×14×30=15,540kw•h

耗電量：61,200（改前）-15,540（改后）=45,660（kw•h）汛期大運(yùn)行方式下，每月節(jié)約廠用電約45,660kw•h，預(yù)計(jì)年度可多發(fā)電量20萬(wàn)kw•h。通過(guò)對(duì)機(jī)組頂蓋排水系統(tǒng)技術(shù)改造，避免了因事故情況下，排水不及時(shí)而可能造成水淹廠房事故的發(fā)生，電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平也得到了提高。

黃土灣電站綜合廠用電的構(gòu)成：主變、廠用變、樞紐變損耗；生產(chǎn)主輔設(shè)備用電、照明用電、采暖用電；樞紐區(qū)域各類啟閉設(shè)備用電、照明用電、采暖用電；管理房生活、辦公用電；送出線路線耗；設(shè)備檢修消缺用電，廠用備用變壓器空載損耗等。

黃土灣電站標(biāo)準(zhǔn)廠用運(yùn)行方式為廠用工作變壓器41B、43B同時(shí)投入運(yùn)行，廠用備用變壓器42B、44B熱備（備用電源為外接電源），柴油發(fā)電機(jī)備用，廠用A段、B段母線和樞紐廠用母線運(yùn)行。運(yùn)行方式影響綜合廠用電率的因素主要表現(xiàn)在機(jī)組運(yùn)行方式的變化；廠用電系統(tǒng)運(yùn)行方式變化；電網(wǎng)、水調(diào)及企業(yè)內(nèi)外部經(jīng)營(yíng)環(huán)境的影響；生活用電的管理；主、輔設(shè)備設(shè)備完好率；季節(jié)變化對(duì)發(fā)電量的影響；運(yùn)行過(guò)程分析和管理等方面。

2011年度大唐甘肅公司下達(dá)的綜合廠用電率指標(biāo)為1.16%，發(fā)電廠用電率指標(biāo)為0.35%，實(shí)際完成綜合廠用電率2.6%，發(fā)電廠用電率0.9%，沒(méi)有完成計(jì)劃目標(biāo)的主要因素有以下幾個(gè)方面：電站投產(chǎn)第一年為掌握全年來(lái)水情況，保證樞紐安全，發(fā)電平均水頭保持在52m之內(nèi)，機(jī)組發(fā)電水耗較高。電站所在的疏勒河流域夏季7、8、9、10月份泥沙含量平均不低于25.3kg/m3，機(jī)組冷卻系統(tǒng)不能采用蝸殼供水，只能依靠4臺(tái)30kw的循環(huán)水泵強(qiáng)制供給，耗電量很大。電站冬季氣溫較低，生產(chǎn)、生活采暖均為電暖氣，加之冬季來(lái)水量少、發(fā)電量低、采暖周期長(zhǎng)等原因?qū)е露揪C合廠用電率頗高。電站1、2號(hào)主變?nèi)萘糠謩e為12,500KVA和16,000KVA，與電站總?cè)萘肯啾雀挥嗳萘枯^大；每年11月、12月、1~3月共五個(gè)月來(lái)水較少，3號(hào)機(jī)（4,000kw）與1號(hào)主變匹配運(yùn)行，1號(hào)主變損耗較大。

枯水期保持較高水位，提高發(fā)電水頭，降低機(jī)組水耗，力爭(zhēng)多發(fā)電量。如下圖表所示：黃土灣電站三臺(tái)機(jī)組滿發(fā)額定引用流量為50.1m3/s，全年來(lái)水量低于50.1m3/s的天數(shù)達(dá)到280d，2011年度1號(hào)機(jī)組運(yùn)行192d（非汛期運(yùn)行63d），2號(hào)機(jī)組運(yùn)行171d（非汛期運(yùn)行45d），3號(hào)機(jī)組運(yùn)行187d（非汛期運(yùn)行80d），將三臺(tái)機(jī)組運(yùn)行水頭由52m提高到最佳水頭54m，3臺(tái)機(jī)非汛期共節(jié)約水量0.0632億m3，按照8.6m3/kw•h的發(fā)電水耗計(jì)算，全年可多發(fā)電量73.5萬(wàn)kw•h。

改變夏季冷卻循環(huán)水泵運(yùn)行方式，降低廠用電率。2011年7、8、9、10月份，電站機(jī)組冷卻方式采用4臺(tái)30kw的循環(huán)水泵強(qiáng)制供給冷卻水，冷卻水壓力保持在0.4MPa，其目的是防止壓力過(guò)低導(dǎo)致機(jī)組各部溫度升高及沖走遺留在冷卻器內(nèi)的泥沙；2012年汛期來(lái)臨后，采用逐步降低冷卻水壓力的方法觀察機(jī)組冷卻系統(tǒng)運(yùn)行工況，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間機(jī)組各部溫度的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)冷卻水壓力保持在0.2MPa后完全滿足機(jī)組正常運(yùn)行條件，運(yùn)行方式采用兩臺(tái)運(yùn)行，兩臺(tái)備用的方式，預(yù)計(jì)全年可節(jié)約廠用電17.28萬(wàn)kw•h。

改造冬季供暖方式，降低廠用電量。黃土灣電站供暖周期每年從10月10日到次年4月20日算起共192d，廠房與管理房供暖負(fù)荷224kw，理論全年產(chǎn)生供暖電量103.2192萬(wàn)kw•h，實(shí)際全年供暖最低耗電量達(dá)到72.253萬(wàn)kw•h，若將管理房電暖氣改造為水暖，且刨除水暖耗電量，全年可節(jié)省電量51.84萬(wàn)kw•h。四、結(jié)束語(yǔ)黃土灣電站通過(guò)技術(shù)改造和運(yùn)行方式的優(yōu)化，全年可節(jié)約廠用電162.6萬(wàn)kw•h，綜合廠用電率由2.6%降低到0.58%，節(jié)能效果十分明顯。