节能降耗工作.docx

谈谈梯级电站的节能降耗工作随着公司运行技术的不断积累与创新，加之智能化、人性化的普及和应用，水库科学调度、水电机组的高效运行、辅助设备节能降耗等影响电站运行的主要节点，在新技术、新工艺的大量涌现下,均已具备效率和可靠性大幅提升的基础。利用现有条件创造更多的经济价值，成为公司持续的新课题。一、 影响梯级电站能耗的因素分析影响梯级电站的能耗, 既有客观因素, 也有主观因素, 而主观因素又与运行管理和运行技术密切相关。(一) 厂用负荷的构成1. 主要附属设备自用负荷梯级电站自用负荷包括调速器压油装置的压油泵、漏油泵, 机组技术供水泵,蝶阀压油装置压油泵, 可控硅励磁装置的冷却风机和启励电源, 主变压器冷却风扇等。2. 电站的公用负荷梯级电站公用负荷包括电站的油、水、气系统的循环供水泵、渗漏泵、检修泵、潜水泵、空压机用电, 直流操作电源与通讯电源; 厂房桥机和进水口工作门、尾水闸门起闭机; 泄洪闸门起闭机、冲沙闸门起闭机；厂房和开关站等的照明、电热; 全厂通风、采暖及空调等控温系统; 其他如检修电源；坝区及道路照明等等。(二) 影响发电耗水率的因素1. 水头。电站依靠水头和流量发电。水头越大, 水轮发电机组在能量转换的过程中效率就越高。由于水库受水情、防汛和综合利用和电网调度的影响, 导致梯级电站在一些时段的发电水头较低, 从而发电耗水率增大。2. 机组负荷率。水轮发电机组在发电运行过程中, 水能需要克服固有的机械阻力和流动阻力, 并存在着水量损失。如果机组长期处于轻负荷连续运行且负荷率长期偏低, 亦会造成发电耗水率增大。3. 机组空载流量。这是机组负荷为零的一种情况, 水能全部用于维持水轮发电机组的运转, 却没有任何电量上网, 因而不能创造经济收益。某些特定时段的空载流量是机组正常运行所必需的, 如机组开机后为并网所进行的转速和电压调整、机组检修后所进行的开机试验等。但机组空载运行时间的长短, 决定着消耗水量的多少, 这对于枯水期影响非常明显。4. 水库弃水。在防汛期间, 当库水位超过汛限水位时, 按照水库调度规程就需要水库开闸弃水。但是,如果在洪水到来之前, 各梯级电站能做到准确预报、科学调度, 及时加大发电量, 腾出库容, 可以减少甚至避免水库弃水。(三) 影响厂损电量的因素（1) 厂用电动机。电动机作为水电厂辅助机械设备的动力部分,这些设备的容量、效率、运行方式等对用电量有较大的影响。（2) 电站生活用电。电站人员多、保安管理分散，宿舍打功率用电、长明灯等对用电量有很大的影响。（3) 照明。梯级电站普遍安装有数量众多的、光源充足的照明设施, 加上全部室内空间昼夜不间断的照明使用, 使得照明在厂用电中占有相当大的比重。（4) 电热。水电厂中的电热, 主要用于设备驱潮和保温。其运行和停用除少数设备有严格的规定外, 大多数凭值班人员的主观判断, 随意性较大。不仅对设备的运行有危害, 而且增加了能耗。（5) 变压器、空载轻载运行。梯级电站在枯水期，根据发电能力可选择退出一台主变压器至热备用状态，这样可以减少变压器损耗。主变压器与发电机组的容量是配套的, 当机组负荷率长期偏低时, 主变压器亦处于轻载运行状态, 其铁损和铜损之和相对较大。在承担调峰的九电峡电站, 变压器轻载运行是经常性的, 因而, 其功率损耗应予以关注。（6) 电压及功率因数过低。由于负荷重, 造成系统电压低,增加了线损; 梯级电站为改善电压质量, 只得增发无功功率、降低运行功率因数, 这同样造成供电网络损耗增大。（7) 运行机组发热。发电机运行中, 由于有电流和磁场的存在, 会产生铁损和铜损。这种损耗以热的形式传给绕组和铁芯, 如果不能及时有效地将热量散发出去, 最常见的后果就是使绕组温度升高、电阻增大,导致发电机的内部损耗增加、效率降低。所以发电机空气冷却器的散热效果、进出口风的温差、冷却水的流量和水温等因素都与发电机内部损耗有关。(四) 影响电能计量的因素1. 在生产运行过程中, 由于设备故障、计算误差,出现关口电能计量不准确、造成厂损电量偏大。2. 计算机监控电量采集在运行过程中稳定性较差,受时钟漂移、温度升高等影响，存在着故障率较高、数据不准确等问题。二、 电站增发电量的措施提高发电收益、降低厂用电率，最有效的一个办法，就是尽量多发电。1、 降低单位电能的水耗率 根据水轮发电机组出力的公式：N=9.81QH或 W=0.0027QHh式中N是出力，Q是流量，H是水头。从公式中可以看出，要使同样多的水量发尽量多的电，除了其他措施，首先就要降低单位电量的水耗率，即要在运行过程中尽量提高机组的水头（即公式中的水头H=H上-H下，即上游水位减去下游水位）,以提高电站的发电量。2、 优化枢纽调度, 控制运行水位科学调度、及时、准确测报水情、考虑电网调峰的需要，机组运行中的振动、摆度、汽蚀等影响，减少闸门启闭时间，使每次汛情到来之前，及早联系调度安排机组满发，充分发挥水库汛限水位作用，采用错峰、削峰和弃头蓄尾的方法，在保证安全度汛的前提下，重复有效利用动态库容，尽力保持较高库水位。保证机组抓住水库来水的有利时机长周期运行发电，取得安全度汛和发电双赢。3、 提高运行水头（1) 枯水期（上游来水量机组满负荷流量）由于上游来水量比较小，这样水位壅高很小，因此主要考虑提高上游的蓄水位。在运行时，主要调节机组出力，使机组出库流量与入库流量基本持平，不让水位削落过大，使上游水位保持在最高水位运行。（2) 丰水期（上游来水量机组满负荷流量）当入库流量大于机组发电满负荷流量时，主要考虑下游电站提前降低库水位运行，在保证在上游大流量来水时，下游电站提前腾库。4、 减少水头损失和流量损失丰水期时，由于水流量大，流速较快，其挟带杂物也较多，电站机组全开时，在发电机前池进水口常发生堵塞现象，对机组进水流量及水头都造成极大的损失，有时甚至使机组无法带满负荷，影响机组出力。另外，因为进水口堵塞严重造成的水力不平衡还会引起机组剧烈振动，对机组的安全运行产生严重威胁。因此，在机组运行时应该采取措施减少损失，提高发电效益。5、 提高水轮发电机组的效率由于水轮发电机组的效率可随着机组运行工况或运行方式的改变而改变，根据公式N=9.81QH或W=0.0 027QHh可知，在Q、H固定时，提高值，也可以提高出力N，增加发电量。根据机组制造厂家的水轮机运行特性曲线和发电机效率曲线可知，要在不同水头和不同负荷下都能使机组在高效率区运行，就要求电站操作人员在实际运行操作中改变导叶和浆叶的协联开度，使机组在高效率区及最优工况下运行，提高机组发电量。在给定负荷曲线的条件下, 要实现水轮发电机组的经济运行, 运行值班人员应保持高度的责任心, 做好以下几方面的工作:(1) 根据负荷曲线, 合理确定机组运行台数, 及时开停机, 尽量提高机组负荷率、减少耗水率。(2) 根据各台机组的运行特性, 优化运行机组组合方式,并考虑机组的振动区和补气区,合理分配各机组的负荷并及时调整。(3) 做好操作前的准备工作, 缩短机组并网操作时间、减少机组空载运转时间, 降低机组空载耗水量。(4) 维持发电机电压及母线电压在额定范围运行,提高功率因数, 降低网络损耗。(5) 关注主变、联络变压器的经济运行, 控制其负荷大小及潮流方向,必要时请相关调度部门协助予以调整，以保证其安全运行和经济运行。 三、强化内部管理对电站增发的影响1、建立公司计划部门与上游 电站之间的联系, 及时了解公司各电站、流域各电站和电网有关的运行情况, 发现有不合理的运行方式时及时向省调度部门提出改进运行方式或调整负荷的建议, 通过站间的负荷优化，合理安排各电站机组负荷; 在保证满足电网安全约束条件的前提下, 尽可能降低机组旋转备用容量, 根据机组负荷变化情况及时联系调度开停机组, 减少低负荷运行机组台数, 从而达到降低梯级电站旋转备用容量、提高机组负荷率、降低发电耗水率的目的。2、由于洮河流域水量的不确定性,梯级电站机组开、停比较频繁。水电站的机组从启动到并入系统一般需要3 4 min。在开机并网过程中, 如果遇到调速、励磁、流量、液位、压力等故障或异常, 就需要运行人员到就地检查处理或调整, 这样必然延长了机组的并网时间, 一般要达到5 8 min, 遇到较大问题需处理时会超过10 min，甚至半小时以上。假设每次开机缩短1 min,其经济效益也是十分可观的。3、提高导水机构检修质量电站备用机组一般采用停机备用方式。如果水轮机导水机构的漏水过大, 机组在停机备用状态将损失一定的水量,也即损失一定的电量。莲麓、海甸峡、三甲电站在停机过程中,曾遇到机组停机后出现蠕动现象,分析可能是机组漏水量过大的原因。(一) 运行人员要加强业务技术水平, 熟练掌握运行操作, 对开停机过程出现的问题要迅速处理, 同时平常巡检设备要到位, 及时发现并解决问题, 保证机组时刻处于备用状态。在运行方式上尽可能提高主轴密封质量，并让漏水量较大的机组多运行、少停机, 从而最大限度地减少备用机组导叶漏水量。四、节省厂用电可以采取的措施冷即系统的安全系数在设计部门和制造部门的层层加码下，冷却水量趋于保守而偏大，故存在减少冷却水量的可能。1、适应环境，改变冷却系统设备运行方式鉴于设计的保守性，这就需要根据机组各设备的运行特性和功能，改变设备的运行方式，从而达到节约厂用电的目的。例如，发电机的冷却风机的作用是冷却发电机的定、转子的温度，正常运行情况下，夏天跟冬天的温差有几十度，而设计人员考虑的是机组在极端环境温度所允许的最大温升时所选用的冷却水量。然而，实际中，在冬天时，发电机定转子同样的温升，不可能达到像夏天时的温度，因此，即便减少冷却水量，即上关闭冷却水阀门开度，发电机定转子的温度同样可以符合要求，可以减少厂用电。 2、调整蝶阀运行方式 减少流量损失九甸峡电站、海甸峡电站在厂用电安全的情况下，关闭备用机组蝶阀，可以减少导叶间隙流量损失。3、避免机组长时间空载带厂用电运行电站机组长时间空载带厂用电运行的保厂用电方式并不经济，可以在电站单回联络线运行同时遇雷雨等非常恶劣天气情况时,各电站(经调度许可)可以采用短时解列1台机空载运行的保厂用电方式,但当天气情况好转后立即取消机组空载带厂用电运行方式;电站正常单回联络线运行时,通过加强对本厂黑启动电源(柴油发电机)和厂用电系统的检查和维护,提高厂用电系统的运行可靠性和电厂的自启动能力, 保证电厂和电网的安全。五、提高电能的输送功率根据同步发电机的U形曲线可知，改变发电机无功功率和功率因数cos，可以在输出同样的有功功率时，改变定子输出电流的大小，当cos=1时，输出电流最小。根据公式P=I2R可知，电能在各个设备中的损耗均与电流的平方成正比。在运行中，尽量减少无功功率，提高功率因数cos，可以提高发电机效率，降低损耗。一方面可以降低定子和主变的温度，为机组的安全运行提供保证；另一方面，可以降低电能在发、供、送过程中的各种损耗，提高输送功率。六、照明系统技术改造梯级电站的照明灯具大多是普通白炽灯、带电感型镇流器的荧光灯等, 使用方法则是全部室内空间昼夜不间断的照明,日积月累不仅消耗大量的电能,也加速线路的老化。统筹考虑、兼顾安全与节能,对照明系统进行科学的论证和设计,选用安全优质的节能材料及灯具,是许多电厂已经或正在实施的措施。1、使用高效节能的照明灯具、器具。电厂生产现场全部采用的是大功率普通照明灯，耗电高、易发热、寿命短，特别是夏季极易招惹蚊虫，维护量特别大，灯泡消耗高。可改造为更先进、更环保的LED照明灯具，优点是输入电压宽，启动速度快，发热量低，使用寿命长达5万小时，具备长周期免维护功能。据测算，在相同亮度条件下，LED灯具耗电量仅有普通灯具的1/8到1/10，节能效果非常明显。2、采用按用途、场地分类控制的线路。例如在日常的工作中及夜间采用分区照明, 在检修工作期间采用全照明。3、充分利用自然光。七、确保电能计量正确1、电能计量是否准确、可靠，直接影响电能贸易结算的公平、公正，涉及供电企业的直接经济利益。而电能计量管理是保证电能计量准确、可靠的重要手段。发电厂电能计量是否正确, 既与电能计量装置本身的工作状态有关,也在很大程度上受其他设备的影响, 因此, 加强对运行设备的维护管理,减少设备故障率非常必要。（1）电力系统电能计量误差由电压互感器误差、电流互感器误差、电能表误差以及二次回路压降引起的误差四部分组成。其中二次回路压降引起的误差比较大，是电能计量误差的主要误差来源。定期检测PT二次回路压降, 对二次回路连接导线、PT二次回路开关、熔丝及接线端子应进行经常性的检查维护, 防止因绝缘破损、接头松动、锈蚀或腐蚀、接触不良等原因造成电能表计量误差。并就减少PT二次回路电流、减少PT二次回路阻抗、增加补偿装置、空开替换保险丝、更换高精度电子电能表开展论证。（2)由于大多数高压隔离开关安装在室外,其二次辅助接点极易生锈和腐蚀, 导致转换不灵活、卡涩、接触不良。所以,要重点维护高压隔离开关二次辅助接点,保证其转换灵活、接触可靠。2、加强电能计量管理对电能计量装置进行经常性的在线检查维护,对其工作电源、时钟、温度、走字、报表打印等要认真检查分析,如果某一方面有异常现象, 应立即予以消除。提高电能计量管理水