如何优化小水电经济运行

摘 要 白渔潭水电站现有在役机组8台，均为轴流转桨式机组，总装机容量21.3万千瓦时，全文针对该站在面临库容小、装机容量小的情况下，在最近三年中通过管理提升活动开展的运行“小指标”竞赛中所总结的经验，来分析影响小水电经济运行的因素，提出优化经济运行的一些技巧和措施。

关键词 白渔潭水电站；管理提升；经济运行；技巧；措施

中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）102-0104-02

白渔潭水电站位于湖南省衡阳市东北部耒水下游，距耒水入湘江口15.7km，系耒水梯级开发的最后一级，是以发电为开发目标的低水头径流式电站。电站枢纽工程于1958年12月2日正式动工，1960年10月基本建成，第一台机组#8机投产发电（2003年4月该机组完成主机部分整体改造工程）。后于1964年～1965年陆续安装了#7、#6、#5机组，于1978年安装了#4、#3机组，于（95～96）年安装了#2、#1机组。目前，八台机组全部安装完毕，达到设计装机规模，总装机容量为2×3200+5×2500+1×2400=21300kW。从1996年起，白渔潭电站的发电进入正常运行期，按照设计水头（6.2m）和当时的运行条件，白渔潭电站的年平均发电量为11241万 kW·h，保证出力为0.49万kW，发电效益在逐年提高。

1999年湘江航运公司的大源渡航运枢纽建成蓄水运行，该工程正常蓄水位50.0m（黄海高程），死水位47.8m，回水长度110.0km。由于受大源渡航电枢纽回水影响，将白渔潭水电站的发电尾水位抬高2.43m，降低了发电水头和发电效率。通过权威设计部门的计算论证和近几年的运行统计，由于大源渡枢纽的修建，该站年平均发电量仅为6914kW·h，实际发电水头仅为5m左右，机组全年均在低于设计水头的低水头区运行，保证出力仅为0.29万kW，直接影响了该站的发电效益。

同时由于该站已建站投产发电50余年以及最近几年上游河道沙场开挖的原因，造成该站上游河道淤积严重，虽经过两次大规模的上游进水口挖淤疏通，但效果不佳。根据潜水工的水下测量估计，该站#1-8机组进水口拦污栅处普遍淤积着深达1m～2m的淤泥，直接影响了机组的耗水率和降低了机组的水轮机效率。

1通过管理提升来促进水电站经济运行的意义和要求

水电站经济运行不仅是企业创造最大经济效益和节能降耗的需要，同时也是企业提升自身管理水平和员工专业素质的需要。那么通过提升企业管理水平的方法来促进经济运行有哪些要求呢？

1.1将安全生产摆在首位是确保水电站经济运行的前提条件

作为电力企业安全生产是其确保经济效益的基础，没有安全生产，经济效益就失去意义，任何违背了安全生产理念而制定的管理手段和制度都是不可取的，经常事故停运的机组谈不上经济运行，提高机组可靠性，确保较高的设备健康水平及检修质量是机组安全运行的前提。

1.2建立可靠的技术保障体系是确保水电站经济运行的保证

在安生部设置专门的权威的技术管理机构，负责跟踪研究全厂经济运行情况，了解全厂技术经济指标的现状，分析经济指标变化原因，审核验收设备缺陷处理情况和检修工艺，及时出台行之有效的技术方案和措施并严格监督运行人员和相关部门执行，保证水电站始终处于良好的、健康的经济运行状况。

1.3拥有相当数量的生产骨干是水电站经济运行的关键因素

企业的发展离不开人才的培养和建设，再好的技术方案和措施，没有高素质的生产骨干去执行和落实同样无法实行经济运行。通过建立健全公平合理的竞争激励机制，充分发挥职工的主观能动性、创造能力和“主人翁”意识，来不断壮大企业的生产骨干队伍对于确保水电站经济运行有着举足轻重的推动作用。

2影响小水电经济运行的主要因素以及处理措施

水电站的经济运行很大程度上决定于对发电机组运行的优化措施和方案。根据白渔潭水电站三年来在“小指标”竞赛中所总结的实践经验，分析和总结出影响水电站经济运行的主要因素和处理措施，主要有水库的水位控制优化、机组的运行工况优化以及设备的运行状况管理优化3个方面：

1）水库的水位控制优化

白渔潭水电站水库库容小，仅为0.08亿m3，坝顶水位58m，死水位57m。在有效的可调空间里，如何有效提高机组工作水头，增加机组有效出力呢？这就需要对有限的库容水力资源进行合理的优化使用。

2）认真开展数据分析，加强水位管理

（1）通过将近三年的水文数据的分析，修改了水库水文特性曲线。通过对水文基础数据收集和统计，分析比对上年水库运行资料，不断修正机组水头-综合出力关系曲线，入库流量-综合出力关系曲线等，使曲线更能反映水库真实运行工况；（2）安生部制定相应的上游水位考核管理制度。结合修改后的水库水文特性曲线，安生部分别针对枯水期、平水期和丰水期制定了相应的水库上游水位优化开、停机调度方案和考核管理制度，通过管理制度的手段规范运行人员的操作，强化水库调度的优化管理，确保了机组始终在最优工作水头附近运行。

3）加强建设，做好沟通，合理搭配

（1）加强水情测报系统建设。针对电站水库库容小的特点，及时与上游遥田电站加强联系，及时掌握其开停机的时间、台数、出力、上下游水位变化情况，及时调整自身机组的运行状况和库区的库容，确保大坝不溢流、少溢流；

（2）与衡阳地调加强沟通与联系。充分运用与衡阳地调建立的良好关系，合理、及时开停机，减少机组的旋转备用出力和压负荷现象，灵活的调整机组运行负荷曲线，充分利用有限的库容水力资源多发、抢发高水头电量；

（3）结合全厂机组的运行工况和辅助设备的特点进行合理搭配。白渔潭水电站虽然装机容量小，但台数多，不同的机组由于进水口淤积程度不同，同样的运行水头下，出力不尽相同，同样其技术供水系统和厂房排水系统等辅助设备的效率也不同，这就需要运行人员合理的进行搭配，优化机组运行组合，降低辅助设备消耗和主变损耗。

4）机组的运行工况优化

优化机组运行工况的主要因素有工作水头、机组流量、调速器协联曲线和机组容量

（1）运行机组的工作水头和机组流量通过上游水位优化调节能起到一定作用，但是作为水电厂，当水流夹带着上游各种漂浮物聚集在机组进水口附近，当漂浮物的聚集达到一定量时将严重影响机组的出力，使得机组进水口拦污栅前后水位差增大，致使机组的出力大大降低，减少机组的发电流量，甚至使得机组的运行振动加剧，影响机组的安全运行，因此水电站机组进水口拦污栅清污工作对于优化机组运行工况工作同样意义重大。就目前电站应用效果来看，可采取以下三种应对措施：

①在机组进水口拦污栅上游设立活动拦污排，以阻拦大件的漂浮物垃圾，以防止其对机组进水口拦污栅的直接撞击作用和堵塞危害，延长清污周期和减低清污难度；②采取机组带一定负荷甩负荷反冲污的方式，可以有效冲散小面积的垃圾和一定程度的提高机组出力；③根据机组的出力情况，及时安排专业清污队对机组进水口拦污栅清污；（2）优化运行机组调速器协联曲线。白渔潭电站的机组均为轴流转桨式双调机组，作为导水叶和轮叶均可以调节的机组，它不仅保证机组运行高效率，还拓宽了机组高效运行的水头范围，但同时它也对我们的运行人员在日常运行操作中提出了更高的要求。因为机组自动运行时的协联关系曲线由制造厂家根据模型试验得出，相对理想化，而且随着运行机组工作水头的变化使得该曲线与实际工况不一定相符，有时甚至差别较大，严重影响机组的出力和安全稳定运行。在白渔潭水电站的最近几年的工作中总结出当工作水头大于5.4m时，机组的轮叶角度是全开，按照调速器协联曲线设定的自动方式下运行，8台机组均能保持最优工况运行；但当工作水头降至5m左右时，就应手动调节各机组轮叶角度至85%左右才能保持最优工况运行；当工作水头在4.5m左右时，轮叶角度为70%左右；当工作水头小于该站机组设计最低水头4m后，轮叶的角度应小于60%方能在最优工况运行。同时该站不同的机组又有不同的特性，上述标准适用于该站的#5-8机，而#3、#4机又比上述标准略低5%，#2、#1机组则应再低5%；（3）优化机组容量。白渔潭水电站投产发电已50多年，大部分机组以及超期服役，尤其是最老的#8机组，长期带病运行，最大出力仅1600千瓦时，2012年底，该站对#8机组进行了整体改造，进行了机组增容。通过科学的设计与安装，额定出力达到2400千瓦时。鉴于#8机组的改造成功，该站目前正在积极争取对其他的机组进行陆续的改造增容工作。

通过上述多项措施，对机组运行工况的优化，促使该厂2011、2012年全年发电平均耗水率下降了0.53个单位，按近几年生产发电平均值测算，发电平均耗水率每下降1个单位将增发86.86万千瓦时，这意味着近两年该站年均增发了40余万千瓦时电量，占全年发电量的0.7%。多项指标为衡阳发电公司年均综合创收近70余万元。

4）设备的运行状况管理优化

水电机组的启动速度非常快，3min～5min内能从备用状态到带满负荷运行，而火电机组则望尘莫及。这就要求水电机组及其辅助设备具有较高可靠性。设备的可靠高效运行是实现电厂经济运行的重要保障。

白渔潭水电站建站50余年，无论是主机设备还是辅助设备均已陈旧老化，近年来该站通过开展QQ活动小组、“降设备缺陷”专项劳动竞赛活动，以及采取“零点”消缺、设备改造等方式，从优化设备状况和技术更新成果转换应用上促进了新设备、新技术的更新改造；同时在管理上该站安生部对设备检修维护这块运用设备消缺及时率、点检缺陷发现率、设备缺陷重复率等关键指标数据，对设备运行状况进行实时监控和有效维护，极大程度上保证了设备的健康状况和设备的优化运行。其具体体现在：设备管理优化和设备运行状况优化两个方面。

（1）设备管理优化

①点检定修制度的推广和应用。对生产设备采取精细化管理，将检修工艺和检修流程形成标准和制度化进行管理，严格执行设备检修维护“三级”验收制度。采取专业人员点检、运行人员巡检、检修人员维护的三重设备状况保障制度，有效的确保了良好的设备状况，为安全生产和抢发电量工作奠定了坚实的基础；②采用关键指标数据考核管理模式。设备消缺及时率、点检缺陷发现率、设备缺陷重复率三个关键指标数据是考核、检验点检维护人员对设备健康水平保障的主要数据。该站在点检缺陷发现率上提高了数据考核标准，将分公司制定的20%的标准提高至50%，有效的促进了点检专工的责任意识和设备缺陷的准确性，以及确保了消缺工作的及时性；通过设备消缺及时率加强了对检修人员检修质量、检修工期的限制和要求，同时也有效的推动了“零点”消缺工作的认真执行和贯彻落实；设备缺陷重复率是对检修人员和点检专工工作质量同时检验的一把“双刃剑”，既是对检修工艺和检修人员责任心的检验，同时又是“三级验收”制度中，检修班组自验、点检专工专项验收工作质量的检验。

（2）设备运行状况优化

通过在企业内部广泛开展“合理化建议”收集，在班组内部开展QQ小组活动，在个人开展技术创新成果推广应用等方式，不断促进企业的各项节能创效成果在生产中的运用为企业的经济效益保驾护航。在白渔潭水电站的实际工作中通过以上三个方面体现的成果转换成效益的事例就有：白渔塘水电站2013年3月在对#8机组的改造中，积极采用先进的科技成果，将原来的“巴氏合金”推广更换成新型塑料金属瓦，摩擦系数由原来的0.15～0.20降低到0.04～0.08，机械损耗摩擦力减少，同一台机组，同一水头，同一导叶开度下，机组发电效率可提高约3%（75kW），以上网电价0.31元/kWh、年运行小时数3500h计，可增收8万余元，而更换塑料瓦花费约13万元，同时新瓦还有降低轴承温度，提高运行稳定性，减轻检修工作强度，无需研刮轴瓦等好处。白渔塘水电站2006年6月对开关站计量系统进行全面改造，内容包括更换35KVI、Ⅱ母线TV、修建计量房取代原有露天放置的各线路计量箱、定购安装计量屏、更换原关口计量表及所属二次电缆等。项目竣工后2006年全年计量装置计量值7126.17万KWH，计量误差在允许范围之内，至今运行正常，保证了我公司精确电度计量，避免了误差超标引起的损失等等事例。

3结论

“优化运行、确保安全、降本增效”是水电企业长久不衰始终如一的根本宗旨，而通过在企业深入挖掘设备潜力，全面优化机组运行方式，降低消耗，提高水电机组运行经济性水平，则是实现这一根本宗旨的必然之路，而如何优化企业的经济运行，本文就借鉴白渔潭水电站在其生产经营活动中的实际操作方式，进行了简单的总结和阐述。总之，要实现优化水电站经济运行水平，力争发好电，多发电，发挥更大的经济效益和社会效益，还需要我们不断开拓创新和集思广益的开展工作，在工作中、在思考中、在摸索中不断前行。