小水电提高发电效益的技术措施(厂内优化版) zd.doc

浅议小水电提高发电效益的技术措施(厂内优化版) zd 作者： 日期：浅议通过厂内优化提高小水电站发电效益的技术措施摘要：从厂内优化方面，探讨提高小水电站经济效益的途径和方法。强调验证实际的水轮机组工作特性曲线的重要作用，必须进行修正。确定上、下游水位，流量、发电机功率测量的具体方法。强调制定合理的开停机方案和开停机顺序是提高小水电站经济效益的主要手段。并根据机组效率特性曲线结合水头和流量，确定最佳效率区，避开振动区，确保机组在最优工况下运行，提高全站发电效益。关键字：小水电 厂内优化 发电效益Abstract：Key Word： 水电是可再生、清洁能源，水电站运行灵活、成本低，长期效益较大，但是目前随着物价不断上涨，电站运行费用越来越高，且水电价格多年来一直增加不多，制约了小水电的发展。如何提高小水电的发电效益，成为我们迫切需要关注的一个问题。本文从厂内优化改造保持小水电站经济运行方面，探讨如何提高小水电站的经济效益。水电站厂内经济运行研究的任务是在水电站负荷一定的的条件下，以耗水量最小为最优化准则；或在饮水量一定的条件下，以发电量最大为最优准则，寻求工作机组最优台数、组合和机组间负荷最优分配，制定厂内最优运行方式，提高全站发电效益。目前遂宁市小水电站普遍存在厂内优化不充分或无厂内优化，致使电站的发电潜力未能充分发挥出来，经济效益不高。所以做好厂内优化运行，势在必行。水电站厂内优化的最终成果就是编制厂内优化运行总图或厂内优化运行总表，主要内容包括水电站机组段水头特性曲线、水电站流量特性曲线和水电站流量微增率曲线等，而编制厂内优化总图则需要根据出力、流量和水头平衡关系及机组动力特性来编制，因此对这些数据就需要做到准确的测量。验证和修正机组工作特性曲线的必要性一是由于小型水电站的设备生产厂家多而杂，技术力量普遍不强，零部件的加工精细程度不够，装配性能不好，生产出来的设备整体质量较差，达不到设计指标的要求，产品出厂时性能就已经发生了改变。二是小型水电站，可能发生设备调剂现象，导致机组的技术参数与水电站的实际运行参数匹配不佳，机组的运行往往偏离了最优或正常的工作区域，发生气蚀、震动的可能性较大，因而使水轮机的实际工作特性，随着时间推移而发生变化。三是由于小型电站基础设施较差，管理、检测手段落后，运行人员素质不高，新技术应用较少，机组安装到电站以后，正常的维护保养不能充分保证，检修水平达不到要求，机组不按规程运行或带病运行等均有可能使工作特性进一步恶化。因此，在确定小型水电站厂内优化运行方式时，应对机组的实际工作特性进行验证。机组工作特性的实验和修正一机组工作参数的测读（1）上游水位的测量大型水库通常承担有流域的防洪任务，酷水位的测量手段 比较先进，数据相对准确，在机组工况实验时，上游水位的测量可有水库工管科配合进行。对于小型水库，由于多数对库水位的测量不规范，实验开始前应用水准仪有工程设置的高程基准点向水库引点，在机组工况试验时的库水位面附近重新设置上游水位测量用的参考点，以便作为测量各工况所对应上游水位的依据。虽然径流式水电站的高程可以直接在电站的设计图纸上查出，作为测量上下游水位的参考点，但考虑到水电站的建设期间可能有存在对工程局部进行了改动，而图纸上未标注的情况，机组实验前应对上下游高程进行复核，并选出便于在机组试验时的测量上下游水位的参考高程。（2）下游水位测量水电站在建成投入使用一段时间后，由于下游尾水渠或下游河道的淤积，以及下游建筑物的变更，都会使实际的尾水位流量关系和电站原设计时根据引水渠特征尺寸所确定的尾水位流量关系不相符合。因此，在机组试验时，不仅要测量试验工况的所对应的尾水位，而且要有意识地选择一些极端情况测量尾水位，以便绘制出当前的尾水位流量关系曲线图，在制定电站厂内最优运行方式时调用。对于在水电站的尾水位非正常出流水位的计量，例如在电站的尾水渠或河道上修建用于分水的建筑物，应在分水闸不分水和正常分水时分别测量，并根据分水闸和尾水渠的形式不同再具体计算。（3）测量流量用于水电站测量流量的方法有很多，常见的方法有涡轮流速仪测流法、超声波流速仪测量法、蜗壳测流法、旋桨式流速仪测流法等。由于旋桨式流速仪用于渠道或河道测流，不用增加工程设施便可实现操作，且计算简单，便于实施，精度也容易掌握，因此在小型水电机组试验时采用的较多。流量测量断面，应尽可能选在没有淤积、断面比较规则、水流比较平顺的断面上进行。对于水库电站，测量断面只能选在下游尾水渠上。具体测量时，用三点法或五点法均可，垂直测线设置的多少，可根据测量断面的宽窄而定。（4）发电机功率的读取在机组实验过程中，发电机有功功率的读取，只能借助于机旁盘上的功率表或设置在中控室内对应的功率表，而这些仪表在电站中只是用于运行人员进行监控的参考仪表，不一定十分准确。因此，在整理实验数据前，应对这些仪表进行校验。一般发电机出口的电度表相对较为准确，如果进行到专业检测部门对功率表的校验不方便的话，也可以简单采取用发电机出口的电度表对功率进行校验。可以这样做，用不低于一百个小时的时间对测试机组功率表上显示的数值和累计运行时间进行对应记录，计量出电量后和电度表上显示的电量进行对比，计算出该功率的误差。二压力引水系统水头损失计算压力引水系统水头损失，由局部水头损失和沿程水头损失组成。通常产生局部水头损失的部位有拦污栅、进水口、闸门槽、渐变段、弯管、岔管、收缩或扩散、闸阀、蝶阀等。引水损失主要在管道内部。局部水头损失和沿程水头损失都有特定的计算方法，可参阅有关的文献不在赘述。三机组效率修正经过现场试验和相应的计算，可以得到电站中莫泰机组在选定的试验工况下对应的工作流量、上游水位、下游水位、压力引水系统水头损失及发电机输出功率等工作参数。发电机的实际处理可以用下式表示其中只有不知，但是可以通过查询发电机的效率特性曲线，查出对应的发电机效率值，从而得出机组在该实验工况下水轮机的实际工作效率，即进而得出数轮机在该工况点的理论效率和实际效率的差值对于同一台机组，应选择多个具有代表性的工况点进行额定负荷测试，求出效率差值，并进行分析。如果该机组所有试验工况得出的水轮机实际工作效率和对应的理论工作效率之间的差值基本一致，则可以用一个常数对原模型的综合特性曲线进行修正，作为该机组的实际综合特性曲线在制定场内优化运行方式时调用。如果这些试验工况点的效率修正值差别较大，则需要分析其内在规律或分区进行修正，或按照模型综合特性曲线纵横坐标的方位，根据试验工况点的效率差值，拟合出相应的修正曲线。水电站中所有能够参与运行的机组都需要警醒单机现场试验和修正。另外，为了对单个机组修正后的特性以及对联合供水的压力引水系统水头损失计算值加以验证，还应进行一些不同机组组合运行的试验，如果计算值和实验结果不行温和，应分析原因，进行必要的完善。水电站运行机组最优组合方案安装有多台机组的水电站，若机组型号不同，其动力特性必然不同，及时是同型号机组，动力特性也可能存在着差异。电站在满足电力系统负荷要求的条件下，当只有一台机组运行时，存在着一个最有开机次序问题。当运行机组超过一台时，机组的台数和台号可以有多种组合方案，又存在着一个最有工作机组台数