水口水電站降低廠用電率的方法探析

丁昌秋

水口水電站降低廠用電率的方法探析

丁昌秋

福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司

該文分析了水口水電站為深挖電廠節(jié)電潛力，通過不斷改造設(shè)備技術(shù)、優(yōu)化輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行、加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理和維護(hù)等一系列措施，強(qiáng)化節(jié)能增效，在降低水電站廠用電率方面進(jìn)行有益的探索，取得了一定成效。

水電站 廠用電量 廠用電率 運(yùn)行管理 方法

0 引言

廠用電率是同一時(shí)期發(fā)電生產(chǎn)過程中設(shè)備設(shè)施消耗的廠用電量占發(fā)電量的比例，它是考核發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益的重要生產(chǎn)指標(biāo)之一，直接關(guān)系到發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗工作的成效。目前我國水電廠廠用電率一般為0.2%～2%。

廠用電量是發(fā)電廠電力生產(chǎn)過程中的各類輔助設(shè)備（如壓油泵、排水泵、氣機(jī)等各電動機(jī)）、附屬車間（如修配車間，試驗(yàn)室等）和生產(chǎn)照明用電、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)以及其它控制保護(hù)裝置等所消耗電能的總和。

福建水口水電站是華東地區(qū)最大的常規(guī)水電廠，有7臺水輪發(fā)電機(jī)組（單機(jī)容量200MW）、7臺主變，有500kV升壓站和220kV開關(guān)站、三回500kV出線、六回220kV出線和一組3×300MVA聯(lián)變，有目前同類型中世界第二、中國最大的在用升船機(jī)以及3級船閘，還有為數(shù)眾多的輔機(jī)設(shè)備。我廠采用四段10kV廠用電系統(tǒng)供電，以滿足廠內(nèi)用電需要。因設(shè)備多，負(fù)荷分布廣，每日所耗廠用電量大，夏季所耗廠用電量更為驚人，其中有運(yùn)行方式安排及設(shè)備等種種問題，也不乏人為浪費(fèi)因素。

1 水口水電站廠用電率的影響因素剖析

1.1 空調(diào)、風(fēng)機(jī)、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的耗電量較大

根據(jù)有關(guān)資料，水口水電站某年4～9月的廠用電量分別為86.1481萬kW·h、105.3550萬kW·h、132.0571萬kW·h、147.5890萬kW·h、146.3456萬kW·h、118.7749萬kW·h，由此可見，隨著夏季高溫來臨，我廠廠用電量增長顯著，7月份日平均47625kW·h，8月份日平均47209kW·h，單日廠用電量最高為7月15日，達(dá)54562kW·h。為保持環(huán)境溫度和保證設(shè)備的安全運(yùn)行，我廠廠房有上游副廠房、下游副廠房、中控樓共3套集中中央空調(diào)系統(tǒng)及全廠送排風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等30多臺電機(jī)；同時(shí)，為維持繼保室、勵磁室、監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)室等重要設(shè)備室室內(nèi)溫度而加裝大量大功率空調(diào)，這些都是夏季廠用電總量大增的主要原因。因此，提高空調(diào)、風(fēng)機(jī)效率，加強(qiáng)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的管理，是節(jié)約廠用電的一個重要突破點(diǎn)。

1.2 做好廠用電動機(jī)的節(jié)電工作是降低廠用電量的關(guān)鍵

眾所周知，廠內(nèi)各類輔助設(shè)備是水輪發(fā)電機(jī)組、主變等主設(shè)備正常運(yùn)行的基本動力保障，是廠用電的最大消耗者。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我廠各類輔助設(shè)備電動機(jī)的耗電要占用廠用電量的65%～70%。自1993年8月水口水電站首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電以來，當(dāng)初廠用電動機(jī)選型不當(dāng)，造成功率與負(fù)荷不匹配，以及長期運(yùn)行后電動機(jī)效率下降，廠用電損耗增大的現(xiàn)象日益凸顯。

1.3 我廠建筑規(guī)模大，分布站點(diǎn)廣，全廠室內(nèi)、外照明設(shè)備多，照明用電量大

歷經(jīng)10多年，各種照明設(shè)備大多破損老化，光衰嚴(yán)重，不僅照明不足，而且能效甚微。照明設(shè)備的節(jié)能改造是降低廠用電量的有效措施之一。

1.4 降低廠用電率最直接有效的辦法之一就是增加發(fā)電量，發(fā)電量增多，廠用電率比例自然就下降了

水口水電站位于福建省最大河流——閩江上，是不完全季調(diào)節(jié)電廠。每年的發(fā)電量與當(dāng)年的來水關(guān)系極為密切。降雨多，水庫來水均勻，發(fā)電量就多，當(dāng)年廠用電率相對就低；而偏枯至特枯年份，來水不均勻，特別遇到大旱，發(fā)電量就會大幅下降，廠用電率就會明顯上升。節(jié)水增發(fā)電，提高水能利用率，是水電站降低廠用電率最根本、最有效的辦法。

1.5 人員因素

體現(xiàn)在：設(shè)備運(yùn)行方式安排不合理；職工工作責(zé)任心不強(qiáng)，態(tài)度不認(rèn)真，設(shè)備維修質(zhì)量不過關(guān)；人為浪費(fèi)等也造成廠用電的無謂損耗。

2 水囗電站提高廠用電率的方法

2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)改造

近2 年水口電站先后完成了上游副廠房和中控樓集中中央空調(diào)系統(tǒng)的改造，因制冷效果佳，廠房許多設(shè)備室內(nèi)加裝的長年24h不間斷運(yùn)行的大功率空調(diào)柜機(jī)得以拆除。據(jù)初步估算，僅此一項(xiàng)每年大約能節(jié)省廠用電40多萬kW·h。

2.2 對廠內(nèi)重要輔助設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造

根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，水囗電站針對廠內(nèi)重要輔助設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高廠用電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為長期降低廠用電量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。具體的辦法有：①選用高效的新產(chǎn)品電動機(jī)。依據(jù)廠用機(jī)械容量、軸功率等條件，合理選擇電動機(jī)的型號和容量，正確配置、選用相匹配的電動機(jī)，以適應(yīng)不同負(fù)載情況下設(shè)備的高效運(yùn)行。②更新淘汰或高效化改造舊設(shè)備，提高廠用電動機(jī)效率。

經(jīng)多年努力，水口電站完成了壓油泵、頂蓋泵、檢修水泵、高/低壓氣機(jī)等廠內(nèi)重要輔助設(shè)備及其它電動機(jī)的改造工作，泵的工作效率明顯提升，廠用電量消耗明顯下降。例如，機(jī)組發(fā)電運(yùn)行時(shí)一天要啟動達(dá)30多次的機(jī)組壓油泵（功率75kW不變），改造后運(yùn)行時(shí)間由原來的4分鐘/次縮短為2.8分鐘/次，同時(shí)泵啟動次數(shù)也減少了約5次。再如，水口水電站每年都要進(jìn)行7×2臺次機(jī)組小修和1臺次機(jī)組大修，機(jī)組水下部分導(dǎo)水葉檢查、汽蝕補(bǔ)焊等工作都要求進(jìn)行尾水管、蝸殼排水，擔(dān)負(fù)檢修排水、防止水淹廠房重任的檢修泵是我廠功率最大（原達(dá)250.5kW）的電動機(jī)，改造前3臺檢修水泵同時(shí)投運(yùn)排水要花6～7小時(shí)，更新改造后，在上游閘門漏水和下游水位相似情況下，僅需2臺檢修水泵（功率增為350kW）投運(yùn)3～4小時(shí)即可完成抽水，效率大幅提升，工作時(shí)間大幅縮短，節(jié)約廠用電明顯。

2.3 照明節(jié)能方法

2.3.1使用高效節(jié)能的照明器具、燈具。對廠房照明進(jìn)行大規(guī)模的整治，大量使用較普通燈可節(jié)電70%～80%的節(jié)能燈，如原來使用60W白熾燈的地方，現(xiàn)只需11W節(jié)能燈就夠了。在重要地點(diǎn)更換為光效高、壽命長的金屬鹵化物燈與高壓鈉燈。經(jīng)數(shù)據(jù)分析對比，改造后，照明用電量約有17%左右的降幅。

2.3.2充分利用自然光和采用科學(xué)的照明控制方法。中控樓、220kV開關(guān)站、500kV升壓站以及船閘和升船機(jī)集控樓等辦公場所，在自然光能夠滿足要求時(shí)，白天不開照明燈。部分平時(shí)無需長亮燈的非重點(diǎn)設(shè)備室采用調(diào)光或門接點(diǎn)開關(guān)控制，或用間隔開燈的措施，并要求隨手關(guān)燈、人走燈滅。開關(guān)站、升壓站等站外照明改造為光控、定時(shí)開啟關(guān)閉及人工手動啟停三者相結(jié)合的方式，最大程度地節(jié)約了廠用電。

2.4 節(jié)流開源并舉

節(jié)約水資源，充分合理地利用每一滴水，是水電站節(jié)能增發(fā)電的必經(jīng)之路，是降低廠用電率的根本方法。水口水電站擔(dān)負(fù)著發(fā)電、防洪、通航、灌溉、用水等重任，水口水電站運(yùn)行人員和技術(shù)人員在實(shí)際中靈活地處理好各方的關(guān)系，發(fā)揮各自的聰明才智，在各自的工作崗位上，各使妙招增發(fā)電量。

每年3月、4月～8月主汛期，發(fā)電運(yùn)行人員積極主動調(diào)整負(fù)荷，使機(jī)組時(shí)刻穩(wěn)發(fā)滿發(fā)，爭取多發(fā)每一度電。水電站在電網(wǎng)中擔(dān)負(fù)著調(diào)峰、調(diào)頻及事故備用的作用，是電網(wǎng)穩(wěn)定的一大助力。運(yùn)行人員充分利用水輪發(fā)電機(jī)組開機(jī)并網(wǎng)快，負(fù)荷上升調(diào)節(jié)響應(yīng)快的優(yōu)勢，在枯水季節(jié)，在滿足下游河道流量前提下，主動聯(lián)系省調(diào)盡量少開機(jī)組臺數(shù)，減少機(jī)組空載耗水，優(yōu)化運(yùn)行工況，節(jié)約水能多發(fā)電。

水調(diào)中心運(yùn)行人員充分合理利用先進(jìn)的水情測報(bào)系統(tǒng)、衛(wèi)星云圖接收系統(tǒng)，精心、科學(xué)做好水庫調(diào)度，峰前加大出力削落庫水位，退水段合理回蓄庫水位，盡可能地不棄水，少棄水，充分利用來水多發(fā)電，水量利用率高達(dá)94.01%，累計(jì)節(jié)水增發(fā)電率19.12%，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

航管運(yùn)行人員在日常通航中，視待閘船舶的情況，優(yōu)化排閘，采用減少操作步驟，如采取連續(xù)上行或連續(xù)下行的操作方式，盡量全部放完上行或下行船舶后，再改變船閘程序操作方式，使得每一閘的耗水都減到最少。據(jù)測算，每少改變一次過閘方向，可省水2閘約89280m3的水，增發(fā)電約1.6萬kW·h，長年的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。同時(shí)，在條件允許情況下，充分發(fā)揮“省水大王”升船機(jī)的作用，節(jié)約水能多通航、多發(fā)電。

長期以來，由于閩江下游河道無序采沙得不到遏制，水口水電站下游水位逐年下切，尾水位比設(shè)計(jì)值低約4.4m，機(jī)組運(yùn)行效率下降，為滿足下游居民生活取水和通航要求所需的單位發(fā)電耗水量不斷增大。通過不斷優(yōu)化驗(yàn)證，水口電站技術(shù)人員探索出建尾水壅水堰工程抬高尾水位的治理措施。2010年3月工程建成后，當(dāng)全廠出庫流量在設(shè)計(jì)最低流量308m3/秒時(shí)，下游尾水位抬高約2m；全廠滿出力運(yùn)行時(shí)，下游尾水位抬高約0.5m，水能利用率有效提高，為水口電站節(jié)能增發(fā)電開拓了新路子。

2.5 科學(xué)安排設(shè)備運(yùn)行

經(jīng)過不斷分析、實(shí)驗(yàn)和總結(jié)，水口水站在合理安排輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行方式、設(shè)備運(yùn)行管理和維護(hù)方面，摸索出一系列切合實(shí)際、行之有效的辦法，在日常點(diǎn)滴工作中降低廠用電。

1）主變冷卻器采用夏季和冬季不同的運(yùn)行方式。夏季溫度高，投二組冷卻器工作，秋冬季氣溫低，少投一組冷卻器。經(jīng)實(shí)踐證明，這既能保證主變的安全運(yùn)行，又節(jié)省了廠用電。

2）機(jī)組檢修時(shí)，在進(jìn)水口檢修門全關(guān)后，快閘提起一定開度將快閘與檢修門之間的積水排空后再關(guān)閉尾水閘門，減少積水量，減少檢修泵運(yùn)行時(shí)間。

3）機(jī)組檢修后，合理安排在壓油罐建壓時(shí)做事故低油壓試驗(yàn)，避免因壓油罐壓力高進(jìn)行排氣、排油而增加壓油泵和高壓氣機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。

4）加強(qiáng)日常巡視，搞好“三漏”（即漏水、漏油、漏氣）處理，減少水泵、油泵、氣泵等輔助設(shè)備的啟動次數(shù)。做好設(shè)備定期輪換工作，保證輔機(jī)設(shè)備健康高效運(yùn)行。

5）加強(qiáng)設(shè)備消缺處理，檢修維護(hù)人員不斷提高和改進(jìn)工藝水平，保證檢修工作的質(zhì)量，提高設(shè)備運(yùn)行效率。

近幾年，隨著設(shè)備節(jié)能技改力度增大，管理加強(qiáng)，員工節(jié)能意識提高。數(shù)據(jù)表明，水口電站年廠用電量從2009年（偏枯水年）的1073.6413萬kW·h下降至2010年（豐水年）的1062.8018萬kW·h，廠電用率從2009年的0.25%下降至0.15%，同比呈不斷下降趨勢。

3 小結(jié)

當(dāng)前，國家電網(wǎng)公司倡導(dǎo)開展“三節(jié)約”活動，即“節(jié)約一分錢，節(jié)約一張紙，節(jié)約一寸導(dǎo)線”，水口電站也在不懈追求節(jié)能降耗，努力從實(shí)際出發(fā)，從細(xì)節(jié)入手，求新求變，不斷探求新方法，務(wù)求實(shí)實(shí)在在地降低廠用電率，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，為國家為社會做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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