贯流式水轮发电机经济运行分析

贯流式水轮发电机经济运行分析

李尔成

（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司青海尖扎811999）

摘要：贯流式水电站是对天然径流水流过程不做任何人为改变，发电量仅依天然来水决定，又称无调节能力水电站。这种水电站按照河道多年平均天然来水量及所可能获得的水头进行装机容量选择。全年不能带满负荷运行，枯水期发电量急剧下降；而丰水期又有大量弃水，汛期来水量可能增大超过年均来水量的一倍。来水量受降雨影响明显，暴雨后河水短时间内变浑浊，并有河道两旁的树枝、垃圾等漂浮物堆积。电站虽然建有水库，但是库容很小，不能起到有效的调节作用，主要受到地形的限制。径流式电站的保证出力很小，只能季节性发电，同比发电量很不相等，需要有调节能力的大型水电站或者电力系统补偿调节。从电站施工、安装和技术改造等方面考虑，提高径流式水电站的经济运行具有相当重要的技术意义。

关键词：发电水头；开机负荷率；水流损失；弃水量

1贯流式水电站的经济运行分析

1.1准确采集入库流量，及时调整导叶开度，保持上游水位稳定

贯流式水电站的库区水位受来水量影响很大，水位调整范围很小。机组主要靠大流量发电。

在阶梯式电站之间建立互帮、互赢的良好工作关系，及时准确地采集到或接受到流量变化情况，就能够重点关注上游水位变化。当水位略有变化立即调整运行机组的导叶开度，做到水位的“瞬间呼应”效果。

建立准确的水库调度信息系统，随时查看同一河流区域的入库流量和出库流量，及时调整发电机组导叶开度，根据机组的设备状况决定机组的运行和备用状态，改变本电站的出库流量，在规定范围内控制上游水位，为了及时合理控制库区水位，积极加强与省调的沟通协调，公司继续与上游电站签订流量协调联系的合同，调整原有倒班方式，加强与上游电站协调联系水情。目前在运行管理办法中已增加“以流量定水位，以水位定开度”的水位调控理念，当出现来水量大幅度变动时，在提前预判来水量大小的情况下，密切监视上游水位的变化和运行机组的实时导叶开度，并根据上游水位变化及时调整运行机组的导叶开度，合理利用库区蓄能，保证上游水位在小范围内变化，保证大坝安全运行。

1.2提高发电水头

贯流式水电站的发电机组的特点为“低水头、大流量”。直岗拉卡水电站的五台机组额定水头是12.5米，额定流量为336.7立方米/秒。长期以来，除有特殊要求以外，实际运行水头在15米左右。提高发电水头，在很大程度上降低了发电耗水率，为小库容类型的电站提高蓄能值，长期积累后，可以有效提高发电量。

1.3提高开机负荷率，合理安排开停机

发电机长时间处于低负荷区间运行，会增加耗水率，水能损失严重，发电机组运行工况不良，机组振荡幅度较大，机组机械部件的损坏程度增加，对整个机组的长期稳定运行带来很大影响。

从经济运行的管理方面考虑，在考虑水电站水工建筑物和大坝安全的前提下，应尽可能提高开机负荷率，提高水能利用率。根据上游来水量情况合理安排开停机，使运行机组处于高负荷区运行，提高开机负荷率，控制上游水位在高水位运行。

1.4缩短开停机时间，减小开停机过程中的水量损失

在执行开机流程中，发电机出口开关合闸之前是有水能损失的，例如发电机做调速器试验、开停机流程模拟试验等都会出现部分水量损失。当发电机开机并网之前，开机流程执行至“无励空载”时，导叶从零开度打开至空载开度，同时桨叶从预置开度打开至空载开度。此时，流过流道的水量为空载流量。

执行开停机流程时，开停机条件的满足程度是决定开停机时间的主要因素。机组润滑油系统、调速器系统的正常运行、主配开关腔时间限定、励磁系统的正常运行、监控系统无紊乱现象、发电机出口开关的动作灵敏度都会影响开停机时间。

在日常消缺和设备维护中，应及时正确设定以上运行参数，加强以上设备的维护检查，避免发电机辅助设备的不稳定运行造成开停机流程执行受阻，避免长时间不能完成开停机而增大空载流量的流失。

1.5及时调整负荷，降低弃水量

直岗拉卡水电站无调节库容，电站规定高水位运行，规定全年零弃水。上游来水量的大幅度变化直接影响电站库区水位。在日程监盘时，注意观察库区水位变化情况，积极联系询问上游电站的出库流量，根据来水量变化情况实时调整并网机组的负荷，降低弃水量，将全年弃水量控制在零弃水。从这一点不难看出监盘工作的重要性，监盘工作具有严肃性、具有较强的责任心，要求做到认真、仔细、谨慎、积极和勤汇报。

1.6及时消缺，排除设备隐患，满足机组停备轮换需要

设备的长期运行势必会出现不同程度的设备缺陷。当发现缺陷时应及时通知相关负责人和设备点检员，填写设备缺陷工单。根据设备缺陷等级和来水量及时安排机组停备轮换，及时消缺，排除设备隐患，使备用机组处于健康水平，满足下一次机组轮换需要。

电气设备的缺陷应立即做出消缺处理，监控系统的缺陷需要在停机时处理，机械部件的“跑、冒、滴、露”现象应做出消缺处理方案。相关生产部门相互协调配合，发现缺陷及时消缺，排除设备隐患，满足机组轮换需要，提高设备健康运行水平。

1.7提高发电机定子、转子和水轮机轴瓦冷却效果，防止温度过高受限而降低负荷

1.7.1提高发电机技术供水冷却效果的措施有：

（1）在使用自流供水的情况下，可以将其中几台技术供水泵投入供水，以增加冷却水水压；

（2）保持发电机空冷器进出水阀门畅通常开；

（3）保持发电机冷却风机正转；

（4）清洗空冷器内部垢污；

（5）清洗技术供水滤水器；

（6）技术供水滤水器排污；

（7）反冲技术供水取水口，保持取水口畅通；

（8）提高温度巡检仪的准确度，定期校验温度变送器和测温仪。

1.7.2提高发电机轴瓦冷却效果的措施有：

（1）保证供油电动阀常开；

（2）润滑油系统压力开关定检；

（3）保证润滑油泵正常连续供油；

（4）机组避开振动区运行；

（5）定期过滤润滑油

（6）润滑油油箱定期排水，防止油混水。

通过以上技术措施，可以提到定子和轴瓦的降温效果，防止定子温度和轴瓦温度过高造成跳闸而降低出力运行。

1.8调整调速器运行参数，改善调速器运行工况，提高发电效率

2结论

如何提高经济运行是水电站运行管理的一项重要考核指标。多年来，贯流式水轮发电机由于设计和安装方式比较特殊，为了提高经济运行指标，需要考虑的方面比较复杂，管理计划的实施难度比较大。经过多年运行经验的积累，基于电站大坝安全和设备安全运行，为运行管理提出几点建议，在很大程度上可以提高经济运行，提高机组可用小时数，提高发电量。

参考文献：

[1]《水轮发电机机组值班员》（第二版），中国电力出版社出版、发行；

[2]《水轮机检修》（第二版），中国电力出版社出版、发行；

[3]《面向世界的水电厂管理》，中国电力出版社出版、发行；

[4]《电业安全工作规程》（热力和机械部分），中国电力出版社出版、发行；

[5]《电力可靠性技术与管理》，中国电力出版社出版、发行；

[6]《水轮机及其调节装置运行与故障处理》，中国电力出版社出版、发行；

[7]直岗拉卡水电站运行规程[S].2011

作者简介：李尔成（1981.5-）男，大专，助理工程师，主要从事灯泡贯流式水电机组运行和运行管理等方面研究工作。