淺議小水電提高發(fā)電效益的技術(shù)措施(廠內(nèi)優(yōu)化版)-zd

淺議小水電提高發(fā)電效益的技術(shù)措施(廠內(nèi)優(yōu)化版)zd淺議通過廠內(nèi)優(yōu)化提高小水電站發(fā)電效益的技術(shù)措施摘要：從廠內(nèi)優(yōu)化方面，探討提高小水電站經(jīng)濟(jì)效益的途徑和方法。強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證實(shí)際的水輪機(jī)組工作特性曲線的重要作用，必須進(jìn)行修正。確定上、下游水位，流量、發(fā)電機(jī)功率測量的具體方法。強(qiáng)調(diào)制定合理的開停機(jī)方案和開停機(jī)順序是提高小水電站經(jīng)濟(jì)效益的主要手段。并根據(jù)機(jī)組效率特性曲線結(jié)合水頭和流量，確定最佳效率區(qū)，避開振動區(qū)，確保機(jī)組在最優(yōu)工況下運(yùn)行，提高全站發(fā)電效益。關(guān)鍵字：小水電廠內(nèi)優(yōu)化發(fā)電效益Abstract：KeyWord：水電是可再生、清潔能源，水電站運(yùn)行靈活、成本低，長期效益較大，但是目前隨著物價不斷上漲，電站運(yùn)行費(fèi)用越來越高，且水電價格多年來一直增加不多，制約了小水電的發(fā)展。如何提高小水電的發(fā)電效益，成為我們迫切需要關(guān)注的一個問題。本文從廠內(nèi)優(yōu)化改造保持小水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面，探討如何提高小水電站的經(jīng)濟(jì)效益。水電站廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究的任務(wù)是在水電站負(fù)荷一定的的條件下，以耗水量最小為最優(yōu)化準(zhǔn)則；或在飲水量一定的條件下，以發(fā)電量最大為最優(yōu)準(zhǔn)則，尋求工作機(jī)組最優(yōu)臺數(shù)、組合和機(jī)組間負(fù)荷最優(yōu)分配，制定廠內(nèi)最優(yōu)運(yùn)行方式，提高全站發(fā)電效益。目前遂寧市小水電站普遍存在廠內(nèi)優(yōu)化不充分或無廠內(nèi)優(yōu)化，致使電站的發(fā)電潛力未能充分發(fā)揮出來，經(jīng)濟(jì)效益不高。所以做好廠內(nèi)優(yōu)化運(yùn)行，勢在必行。水電站廠內(nèi)優(yōu)化的最終成果就是編制廠內(nèi)優(yōu)化運(yùn)行總圖或廠內(nèi)優(yōu)化運(yùn)行總表，主要內(nèi)容包括水電站機(jī)組段水頭特性曲線、水電站流量特性曲線和水電站流量微增率曲線等，而編制廠內(nèi)優(yōu)化總圖則需要根據(jù)出力、流量和水頭平衡關(guān)系及機(jī)組動力特性來編制，因此對這些數(shù)據(jù)就需要做到準(zhǔn)確的測量。驗(yàn)證和修正機(jī)組工作特性曲線的必要性一是由于小型水電站的設(shè)備生產(chǎn)廠家多而雜，技術(shù)力量普遍不強(qiáng)，零部件的加工精細(xì)程度不夠，裝配性能不好，生產(chǎn)出來的設(shè)備整體質(zhì)量較差，達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)的要求，產(chǎn)品出廠時性能就已經(jīng)發(fā)生了改變。二是小型水電站，可能發(fā)生設(shè)備調(diào)劑現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)組的技術(shù)參數(shù)與水電站的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)匹配不佳，機(jī)組的運(yùn)行往往偏離了最優(yōu)或正常的工作區(qū)域，發(fā)生氣蝕、震動的可能性較大，因而使水輪機(jī)的實(shí)際工作特性，隨著時間推移而發(fā)生變化。三是由于小型電站基礎(chǔ)設(shè)施較差，管理、檢測手段落后，運(yùn)行人員素質(zhì)不高，新技術(shù)應(yīng)用較少，機(jī)組安裝到電站以后，正常的維護(hù)保養(yǎng)不能充分保證，檢修水平達(dá)不到要求，機(jī)組不按規(guī)程運(yùn)行或帶病運(yùn)行等均有可能使工作特性進(jìn)一步惡化。因此，在確定小型水電站廠內(nèi)優(yōu)化運(yùn)行方式時，應(yīng)對機(jī)組的實(shí)際工作特性進(jìn)行驗(yàn)證。機(jī)組工作特性的實(shí)驗(yàn)和修正一機(jī)組工作參數(shù)的測讀（1）上游水位的測量大型水庫通常承擔(dān)有流域的防洪任務(wù)，酷水位的測量手段比較先進(jìn)，數(shù)據(jù)相對準(zhǔn)確，在機(jī)組工況實(shí)驗(yàn)時，上游水位的測量可有水庫工管科配合進(jìn)行。對于小型水庫，由于多數(shù)對庫水位的測量不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)用水準(zhǔn)儀有工程設(shè)置的高程基準(zhǔn)點(diǎn)向水庫引點(diǎn)，在機(jī)組工況試驗(yàn)時的庫水位面附近重新設(shè)置上游水位測量用的參考點(diǎn)，以便作為測量各工況所對應(yīng)上游水位的依據(jù)。雖然徑流式水電站的高程可以直接在電站的設(shè)計圖紙上查出，作為測量上下游水位的參考點(diǎn)，但考慮到水電站的建設(shè)期間可能有存在對工程局部進(jìn)行了改動，而圖紙上未標(biāo)注的情況，機(jī)組實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對上下游高程進(jìn)行復(fù)核，并選出便于在機(jī)組試驗(yàn)時的測量上下游水位的參考高程。（2）下游水位測量水電站在建成投入使用一段時間后，由于下游尾水渠或下游河道的淤積，以及下游建筑物的變更，都會使實(shí)際的尾水位——流量關(guān)系和電站原設(shè)計時根據(jù)引水渠特征尺寸所確定的尾水位——流量關(guān)系不相符合。因此，在機(jī)組試驗(yàn)時，不僅要測量試驗(yàn)工況的所對應(yīng)的尾水位，而且要有意識地選擇一些極端情況測量尾水位，以便繪制出當(dāng)前的尾水位——流量關(guān)系曲線圖，在制定電站廠內(nèi)最優(yōu)運(yùn)行方式時調(diào)用。對于在水電站的尾水位非正常出流水位的計量，例如在電站的尾水渠或河道上修建用于分水的建筑物，應(yīng)在分水閘不分水和正常分水時分別測量，并根據(jù)分水閘和尾水渠的形式不同再具體計算。（3）測量流量用于水電站測量流量的方法有很多，常見的方法有渦輪流速儀測流法、超聲波流速儀測量法、蝸殼測流法、旋槳式流速儀測流法等。由于旋槳式流速儀用于渠道或河道測流，不用增加工程設(shè)施便可實(shí)現(xiàn)操作，且計算簡單，便于實(shí)施，精度也容易掌握，因此在小型水電機(jī)組試驗(yàn)時采用的較多。流量測量斷面，應(yīng)盡可能選在沒有淤積、斷面比較規(guī)則、水流比較平順的斷面上進(jìn)行。對于水庫電站，測量斷面只能選在下游尾水渠上。具體測量時，用三點(diǎn)法或五點(diǎn)法均可，垂直測線設(shè)置的多少，可根據(jù)測量斷面的寬窄而定。（4）發(fā)電機(jī)功率的讀取在機(jī)組實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)電機(jī)有功功率的讀取，只能借助于機(jī)旁盤上的功率表或設(shè)置在中控室內(nèi)對應(yīng)的功率表，而這些儀表在電站中只是用于運(yùn)行人員進(jìn)行監(jiān)控的參考儀表，不一定十分準(zhǔn)確。因此，在整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)前，應(yīng)對這些儀表進(jìn)行校驗(yàn)。一般發(fā)電機(jī)出口的電度表相對較為準(zhǔn)確，如果進(jìn)行到專業(yè)檢測部門對功率表的校驗(yàn)不方便的話，也可以簡單采取用發(fā)電機(jī)出口的電度表對功率進(jìn)行校驗(yàn)。可以這樣做，用不低于一百個小時的時間對測試機(jī)組功率表上顯示的數(shù)值和累計運(yùn)行時間進(jìn)行對應(yīng)記錄，計量出電量后和電度表上顯示的電量進(jìn)行對比，計算出該功率的誤差。二壓力引水系統(tǒng)水頭損失計算壓力引水系統(tǒng)水頭損失，由局部水頭損失和沿程水頭損失組成。通常產(chǎn)生局部水頭損失的部位有攔污柵、進(jìn)水口、閘門槽、漸變段、彎管、岔管、收縮或擴(kuò)散、閘閥、蝶閥等。引水損失主要在管道內(nèi)部。局部水頭損失和沿程水頭損失都有特定的計算方法，可參閱有關(guān)的文獻(xiàn)不在贅述。三機(jī)組效率修正經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)和相應(yīng)的計算，可以得到電站中莫泰機(jī)組在選定的試驗(yàn)工況下對應(yīng)的工作流量、上游水位、下游水位、壓力引水系統(tǒng)水頭損失及發(fā)電機(jī)輸出功率等工作參數(shù)。發(fā)電機(jī)的實(shí)際處理可以用下式表示其中只有不知，但是可以通過查詢發(fā)電機(jī)的效率特性曲線，查出對應(yīng)的發(fā)電機(jī)效率值，從而得出機(jī)組在該實(shí)驗(yàn)工況下水輪機(jī)的實(shí)際工作效率，即進(jìn)而得出數(shù)輪機(jī)在該工況點(diǎn)的理論效率和實(shí)際效率的差值對于同一臺機(jī)組，應(yīng)選擇多個具有代表性的工況點(diǎn)進(jìn)行額定負(fù)荷測試，求出效率差值，并進(jìn)行分析。如果該機(jī)組所有試驗(yàn)工況得出的水輪機(jī)實(shí)際工作效率和對應(yīng)的理論工作效率之間的差值基本一致，則可以用一個常數(shù)對原模型的綜合特性曲線進(jìn)行修正，作為該機(jī)組的實(shí)際綜合特性曲線在制定場內(nèi)優(yōu)化運(yùn)行方式時調(diào)用。如果這些試驗(yàn)工況點(diǎn)的效率修正值差別較大，則需要分析其內(nèi)在規(guī)律或分區(qū)進(jìn)行修正，或按照模型綜合特性曲線縱橫坐標(biāo)的方位，根據(jù)試驗(yàn)工況點(diǎn)的效率差值，擬合出相應(yīng)的修正曲線。水電站中所有能夠參與運(yùn)行的機(jī)組都需要警醒單機(jī)現(xiàn)場試驗(yàn)和修正。另外，為了對單個機(jī)組修正后的特性以及對聯(lián)合供水的壓力引水系統(tǒng)水頭損失計算值加以驗(yàn)證，還應(yīng)進(jìn)行一些不同機(jī)組組合運(yùn)行的試驗(yàn)，如果計算值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果不行溫和，應(yīng)分析原因，進(jìn)行必要的完善。水電站運(yùn)行機(jī)組最優(yōu)組合方案安裝有多臺機(jī)組的水電站，若機(jī)組型號不同，其動力特性必然不同，及時是同型號機(jī)組，動力特性也可能存在著差異。電站在滿足電力系統(tǒng)負(fù)荷要求的條件下，當(dāng)只有一臺機(jī)組運(yùn)行時，存在著一個最有開機(jī)次序問題。當(dāng)運(yùn)行機(jī)組超過一臺時，機(jī)組的臺數(shù)和臺號可以有多種組合方案，又存在著一個最有工作機(jī)組臺數(shù)