云峰發(fā)電廠實現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)運(yùn)行”的分析

1、<p>　　云峰發(fā)電廠實現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)運(yùn)行”的分析</p><p>　　【摘要】本文根據(jù)近年來我國北方地區(qū)降水量減少的普遍情況及系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，以云峰發(fā)電廠機(jī)組參數(shù)為參考依據(jù)，對機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行客觀的分析，提出了建設(shè)性的意見，僅供參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】實現(xiàn)&#160; 電站&#160;&#160; 管理&#160;&#16

2、0; 經(jīng)濟(jì)&#160;&#160; 運(yùn)行 </p><p>　　中圖分類號：TB857+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　1概述 </b></p><p>　　對于以發(fā)電為主的云峰發(fā)電廠來說，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平是影響經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素。但由于近年我國北方地區(qū)降水量普遍減少，同時受連年高溫干旱造成地表水蒸發(fā)量、工農(nóng)業(yè)耗水

3、量增加等因素的影響，鴨綠江上游來水量呈逐年減少趨勢。來水量的多少影響著發(fā)電量的多少，也影響著經(jīng)濟(jì)效益的好壞，如何強(qiáng)化發(fā)電廠運(yùn)行管理，提高發(fā)電廠運(yùn)行水平，保證機(jī)組在最優(yōu)運(yùn)行工況，降低機(jī)組發(fā)電耗水率，充分利用有限水力資源多發(fā)電、發(fā)好電，實現(xiàn)發(fā)電廠的“安全、經(jīng)濟(jì)、高效”運(yùn)行，已經(jīng)成為我廠經(jīng)營管理工作的重中之重。 </p><p><b>　　2水輪機(jī)基本參數(shù) </b></p><

4、;p>　　云峰發(fā)電廠共裝設(shè)4臺水輪發(fā)電機(jī)組，其中1號～3號水輪發(fā)電機(jī)組為哈爾濱電機(jī)廠制造，4號水輪發(fā)電機(jī)組為前蘇聯(lián)制造。 </p><p>　　機(jī)組運(yùn)行最高水頭：106.75m </p><p><b>　　設(shè)計水頭：89m </b></p><p>　　最小水頭：71.41m </p><p>　　機(jī)組額定出力：

5、100MW </p><p>　　機(jī)組過流量：135m3/s </p><p>　　全部機(jī)組過流量：540m3/s </p><p>　　機(jī)組額定點效率95% </p><p><b>　　電站運(yùn)行情況 </b></p><p>　　云峰發(fā)電廠首臺機(jī)組于1965年9月9日投產(chǎn)發(fā)電，1967年4月

6、18日4臺機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。截至2013年9月云峰發(fā)電廠累計實現(xiàn)發(fā)售電量635.13億kW·h，充分體現(xiàn)了云峰發(fā)電廠良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 </p><p>　　鴨綠江集安河段2012年全年來水量為94.84億m3，溢流量：9.26億m3,水量利用率89.7%，平均水庫水位：302.92m，流域降水量928.6mm，徑流系數(shù)：59.5%，全廠發(fā)電量為20.06億kW·h平均每度電耗水量4

7、.54m3/kW·h。 </p><p><b>　　4機(jī)組運(yùn)行分析 </b></p><p>　　一座電站能否安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行，其影響因素是多方面的。就水輪機(jī)方面來講，設(shè)計階段時的機(jī)組選型、材料選擇、葉型設(shè)計及模型試驗，制造階段的制造設(shè)備、工藝流程、過程控制及質(zhì)量檢驗，安裝階段的施工工藝、安裝經(jīng)驗、保證措施及施工隊伍素質(zhì)，運(yùn)行管理中的水情預(yù)測預(yù)報、機(jī)組

8、運(yùn)行工況（水頭和出力）、設(shè)備維護(hù)管理、電力安全生產(chǎn)及與電網(wǎng)調(diào)度和水庫調(diào)度的關(guān)系協(xié)調(diào)，電力銷售時的電力市場、上網(wǎng)電價等問題，都直接或間接地影響著一個發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的好壞。下面重點以2012年云峰發(fā)電廠4臺機(jī)組發(fā)電運(yùn)行情況為例，從電站運(yùn)行管理角度對該問題進(jìn)行分析說明。 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷應(yīng)保證在額定負(fù)荷40%以上，如果偏離該運(yùn)行工況，將導(dǎo)致機(jī)組耗水量增加、運(yùn)行效率降低、振動加劇、穩(wěn)定

9、性超標(biāo)。通過對設(shè)計規(guī)范和實際運(yùn)行情況作對比分析，不難得出如下初步結(jié)論： </p><p>　　4.1機(jī)組運(yùn)行工況對單位千瓦電量耗水量指標(biāo)的影響 </p><p>　　從水輪機(jī)組設(shè)計理論的角度講，機(jī)組在不同水頭段和負(fù)荷條件下運(yùn)行時，單位千瓦電量耗水量存在較大的差別。若機(jī)組在不同水頭相同負(fù)荷段運(yùn)行，其單位千瓦電量耗水量變化值最高可達(dá)2.86m3/kW·h（該數(shù)據(jù)取自73.22m水頭和

10、106.75m水頭運(yùn)行時），最小時為0.63m3/kW·h（該數(shù)據(jù)取自89m水頭和106.75m水頭運(yùn)行時）；若機(jī)組在不同水頭不同負(fù)荷段運(yùn)行時，其單位千瓦電量耗水量最高值為11.34m3/kW·h（該數(shù)據(jù)取自73.22m水頭2萬kW負(fù)荷段運(yùn)行時），最低值為3.87m3/kW·h（該數(shù)據(jù)取自106.75m水頭10萬kW負(fù)荷段運(yùn)行時）；也就是說，最不利運(yùn)行條件下單位千瓦電量耗水量是最優(yōu)工況下單位千瓦電量耗水量的

11、2.9倍。耗水量的高低即意味著發(fā)電量的多少，所以從理論角度講，在鴨綠江上游來水量一定的前提下，如果加強(qiáng)發(fā)電廠的運(yùn)行管理，提高發(fā)電廠的運(yùn)行水平，確保機(jī)組在最優(yōu)工況區(qū)域運(yùn)行，努力降低單位千瓦電量耗水量，盡量提高水資源利用效率，要在鴨綠江枯水年實現(xiàn)多發(fā)電，也并非不可能。 </p><p>　　4.2機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行對電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響 </p><p>　　云峰發(fā)電廠水輪機(jī)組設(shè)計年利用小時數(shù)為36

12、50小時，年發(fā)電量為17.5億kW·h。受上游來水量限制，電站2012年機(jī)組年利用小時數(shù)為1816小時，為設(shè)計年利用小時數(shù)3650小時的49.75%。受來水量及低負(fù)荷運(yùn)行的影響，全年發(fā)電量為9.47億kW·h，為設(shè)計年發(fā)電量的54%。年發(fā)電用水為：45.97 m3，年平均耗水率為：4.85 m3。根據(jù)運(yùn)行結(jié)果統(tǒng)計，機(jī)組全年低負(fù)荷運(yùn)行時間占全年總運(yùn)行小時數(shù)的22.6%。如果能進(jìn)一步加強(qiáng)對電站水情調(diào)度和設(shè)備的維護(hù)管理，認(rèn)

13、真處理好水庫調(diào)度與電網(wǎng)調(diào)度的關(guān)系，強(qiáng)化安全生產(chǎn)、科學(xué)管理、經(jīng)濟(jì)調(diào)度，努力使機(jī)組基本保持在正常允許負(fù)荷下運(yùn)行，電站2012年即可增加發(fā)電量。按每度電耗水4.5m3計算，每度電可節(jié)約用水量：0.35 m3，可節(jié)約用水：約3.31億m3，可多發(fā)電0.74億kW·h。如果按0.171元/kW·h的電價計算，2012年可增加電力銷售收入1265萬元。由此可見低負(fù)荷運(yùn)行對電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響。 </p><p&

14、gt;　　4.3機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行對機(jī)電設(shè)備及水工建筑物的影響 </p><p>　　云峰發(fā)電廠發(fā)電量主要輸向東北電網(wǎng)。由于東北三省均為火電大省，而近幾年工農(nóng)業(yè)耗電量增長空間小，所以電力市場總體來說存在供大于求的現(xiàn)象，這是造成云峰發(fā)電廠機(jī)組不能滿負(fù)荷運(yùn)行的又一直接原因。對云峰發(fā)電廠水輪機(jī)組來說，低負(fù)荷區(qū)正是機(jī)組的振動區(qū)和低效區(qū)。機(jī)組長時間在低負(fù)荷區(qū)運(yùn)行將直接導(dǎo)致水耗增加，振動加劇，穩(wěn)定性超標(biāo)，轉(zhuǎn)輪抗氣蝕磨蝕性能降低，

15、機(jī)組大修期提前等；同時，長期、反復(fù)的振動也會對水工建筑物產(chǎn)生疲勞性破壞。 </p><p>　　云峰發(fā)電廠4號機(jī)組在低水頭小負(fù)荷情況下運(yùn)行，其振動非常明顯。機(jī)組尾水管錐管段出現(xiàn)過橫向穿透性裂紋，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪也出現(xiàn)過裂紋，致使機(jī)組不得不長時間停機(jī)進(jìn)行修復(fù)處理。轉(zhuǎn)輪裂紋產(chǎn)生的原因是多方面的，它與材料選擇、設(shè)計選型、制造工藝、安裝工藝、運(yùn)行管理都有一定的聯(lián)系；從運(yùn)行資料分析、真機(jī)穩(wěn)定測試及理論計算結(jié)果來看，葉片裂紋屬疲勞

16、裂紋，這與機(jī)組的啟動方式及機(jī)組偏離最優(yōu)工況運(yùn)行產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動有很大關(guān)系。從目前情況來看，各種原因造成的機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行已成為制約云峰發(fā)電廠能否安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行的重要因素，為此電站正積極加強(qiáng)與電網(wǎng)的溝通和協(xié)調(diào)，努力保證機(jī)組在最優(yōu)的工況下調(diào)度和運(yùn)行。 </p><p><b>　　5結(jié)束語 </b></p><p>　　在東北電網(wǎng)中，火電廠所占比例較大，系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻水

17、電廠較少，自云峰發(fā)電廠首臺機(jī)組1965年投產(chǎn)發(fā)電到2013年9月期間，已向系統(tǒng)累計輸送電量635.13億kW·h。 云峰發(fā)電廠作為主力調(diào)峰、調(diào)頻發(fā)電廠，為東北電網(wǎng)創(chuàng)造了合格率達(dá)95%以上的歷史最高記錄?，F(xiàn)在，云峰發(fā)電廠為電網(wǎng)承擔(dān)主調(diào)峰、調(diào)頻任務(wù)的優(yōu)越性已逐步得到體現(xiàn)并得到了電力系統(tǒng)的一致認(rèn)可。云峰發(fā)電廠機(jī)組從發(fā)出開機(jī)指令啟動機(jī)組到并網(wǎng)只需3分鐘左右，負(fù)荷調(diào)整非常迅速，所以應(yīng)盡量避免機(jī)組處于旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)，盡量縮短或減少低負(fù)荷運(yùn)行

18、時間，并爭取機(jī)組在高水位、5萬kW以上負(fù)荷運(yùn)行，這對云峰發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是極為有利的，同時云峰發(fā)電廠的良好運(yùn)行對電網(wǎng)也是極為有利的。 </p><p><b>　　【作者簡介】 </b></p><p>　　徐永 男,工程師,發(fā)電部副主任,長期從事水電站電氣一、二次設(shè)備、機(jī)械主輔設(shè)備的運(yùn)行管理等工作。 </p><p>　　從事專業(yè)年限：25年