電站經濟運營提高路徑探析

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本文作者：俞國棟 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，為減小機組軸向水推力的作用，在2臺大機頂蓋上設置12根φ65排水管，排水管的過水面積約為止漏環間隙面積的7倍，大機每臺漏水量約為360m3/h，在小機頂蓋上設置8根φ65排水管，小機漏水量約為240m3/h；2臺大機通過各自的環形集水管集中后由獨立的2根φ273排水管分別排入廠房滲漏集水井，1臺小機通過環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聯通管合并為一個系統。

三臺機的頂蓋排水分別排入廠房滲漏集水井，若三臺機組同時運行，排水量為：360+360+240=960m3/h。工程設計2臺出力400m3/h的排水泵（37kw）加1臺出力125m3/h的排水泵（11kw）連續運行排水，日耗電量達到2,040kw•h，如遇一臺排水泵事故時，可能導致水淹廠房事故。

根據上述情況，結合其他電站的設計，對黃土灣水電站的排水系統提出了技術改造方案，經征得設計院、設備制造廠家同意的情況下，對排水系統進行了如下優化改造：兩臺大機的頂蓋排水排入廠房滲漏集水井的設計，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臺小機由于系統缺陷未實施改造。改造前—三臺排水泵每天連續運行24h每月電耗為：（37×2+11）×24×30=61,200kw•h改造后—一臺37kw的排水泵每天運行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）汛期大運行方式下，每月節約廠用電約45,660kw•h，預計年度可多發電量20萬kw•h。通過對機組頂蓋排水系統技術改造，避免了因事故情況下，排水不及時而可能造成水淹廠房事故的發生，電站經濟運行水平也得到了提高。

黃土灣電站綜合廠用電的構成：主變、廠用變、樞紐變損耗；生產主輔設備用電、照明用電、采暖用電；樞紐區域各類啟閉設備用電、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。

黃土灣電站標準廠用運行方式為廠用工作變壓器41B、43B同時投入運行，廠用備用變壓器42B、44B熱備（備用電源為外接電源），柴油發電機備用，廠用A段、B段母線和樞紐廠用母線運行。運行方式影響綜合廠用電率的因素主要表現在機組運行方式的變化；廠用電系統運行方式變化；電網、水調及企業內外部經營環境的影響；生活用電的管理；主、輔設備設備完好率；季節變化對發電量的影響；運行過程分析和管理等方面。

2011年度大唐甘肅公司下達的綜合廠用電率指標為1.16%，發電廠用電率指標為0.35%，實際完成綜合廠用電率2.6%，發電廠用電率0.9%，沒有完成計劃目標的主要因素有以下幾個方面：電站投產第一年為掌握全年來水情況，保證樞紐安全，發電平均水頭保持在52m之內，機組發電水耗較高。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，機組冷卻系統不能采用蝸殼供水，只能依靠4臺30kw的循環水泵強制供給，耗電量很大。電站冬季氣溫較低，生產、生活采暖均為電暖氣，加之冬季來水量少、發電量低、采暖周期長等原因導致冬季綜合廠用電率頗高。電站1、2號主變容量分別為12,500KVA和16,000KVA，與電站總容量相比富余容量較大；每年11月、12月、1~3月共五個月來水較少，3號機（4,000kw）與1號主變匹配運行，1號主變損耗較大。

枯水期保持較高水位，提高發電水頭，降低機組水耗，力爭多發電量。如下圖表所示：黃土灣電站三臺機組滿發額定引用流量為50.1m3/s，全年來水量低于50.1m3/s的天數達到280d，2011年度1號機組運行192d（非汛期運行63d），2號機組運行171d（非汛期運行45d），3號機組運行187d（非汛期運行80d），將三臺機組運行水頭由52m提高到最佳水頭54m，3臺機非汛期共節約水量0.0632億m3，按照8.6m3/kw•h的發電水耗計算，全年可多發電量73.5萬kw•h。

改變夏季冷卻循環水泵運行方式，降低廠用電率。2011年7、8、9、10月份，電站機組冷卻方式采用4臺30kw的循環水泵強制供給冷卻水，冷卻水壓力保持在0.4MPa，其目的是防止壓力過低導致機組各部溫度升高及沖走遺留在冷卻器內的泥沙；2012年汛期來臨后，采用逐步降低冷卻水壓力的方法觀察機組冷卻系統運行工況，經過長時間機組各部溫度的對比分析，發現冷卻水壓力保持在0.2MPa后完全滿足機組正常運行條件，運行方式采用兩臺運行，兩臺備用的方式，預計全年可節約廠用電17.28萬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荷224kw，理論全年產生供暖電量103.2192萬kw•h，實際全年供暖最低耗電量達到72.253萬kw•h，若將管理房電暖氣改造為水暖，且刨除水暖耗電量，全年可節省電量51.84萬kw•h。四、結束語黃土灣電站通過技術改造和運行方式的優化，全年可節約廠用電162.6萬kw•h，綜合廠用電率由2.6%降低到0.58%，節能效果十分明顯。