摘要：本文将水电厂作为研究对象，围绕运行维护角度讨论该水电厂的节能特点，进而充分发挥水电厂在运行维护各个阶段展现的节能作用，促使水电厂科学合理的调整运行以及维护工作，为提升水电厂的经济效益做出突出贡献，使水电厂为社会发展提供强有力的支持。
关键词：水电厂；水轮发电机组；运行维护；节能
本文重点研究水电厂装配2台140MW单机容量的混流式水轮发电机，组成发电机组，并在2010年5月开始进入到发电网络中提供电能。通过水能获得电能，已经是我国可持续发展战略中重要的能源表现形式，而且按照节能减排要求，水电厂既要保证日常的发电工作，还要科学调度发电机组的运行，同时重视对发电机组日常维护，进而通过运行与维护不断提升水电站的经济效益。在下文中对该水电站的运行与维护进行深入的分析，为更多的水电站日常经营提供参考依据。
1改变厂用电运行方式
目前，电站机变单元使用的接线方式，是由发电机与变压器单元共同组成的，其中10kV的接线方式分为单段与母段。在母段中由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段组成，Ⅰ段与Ⅱ段母线作为机变分支线厂，用于变压器输送高压，而Ⅲ段母线使用66kV的电源，上述三段母线都配有联络开关和自投装置。另外，水电厂使用的2台发电机，都接入到Ⅰ、Ⅱ段母线中。
在电站中，使用2台主变压器和2台厂高变，主变压器每台容量为180MW，厂高变容量为1.2MVA。电站在日常运行过程中，发电机出口使用的断路器，会同步并列点选在厂用电通设备上，电厂生产出的电会在主变和系统中发生倒送情况。该电站会在每年的春秋季节，对发电机组进行简单维修，一般停止维修的主变机组与厂高变机组，降低设备长期的负载产生的损耗。将1号机组检修作为分析对象，如果停止1号机组中主变与厂高变设备后，使用Ⅱ段母线带作为厂用发电，备用厂用发电为Ⅲ段母线，这样的厂用电方式可以保证日常生产不受影响。对停运的设备功率进行分析时发现，1号主变设备损耗为431.8kW，厂高变损耗为35.6kW；1号主变冷却器为8组，在4套电机的配套使用下，损耗为37.8kW。所以，1号机设备在停运后的功率为505.2kW，如果每个春秋进行小修，每次时间为15天计算，共节约的电量为181.87MW•h。
2.缩短机组并网过程
水电厂使用的水电机组，由于开停机的方式十分简便，在开机后到满负荷运行只需几分钟。在电网不断进行并网过程中，由于风电机组容量处于持续增加的状态中，但是风电的生产过程波动较大，对于电网的调峰以及调频等工作都会带来不同程度的困难。所以，按照水电机组具有的缩短机组并网过程特点，水电机组可以更好的进行电网调频以及调峰，需要水电机组经常进行开机以及停机。在2010年5月并网以后，5月到8月的开、停机总次数为234台次。
该电站机组每次开机到进入到电网系统的时间，一般在3-4分钟以内。而开机后会出现以下故障或者异常问题，包括调速、液位以及压力等，要求运行人员及时处理可能出现的问题。通常完成故障或异常问题后，机组进入到并网内的时间会延长到5-8分钟，极特殊情况时间会延长到10分钟以上。
为减少因故障或异常问题引发的损耗，如果将机组每次开机时间减少1分钟，根据电站机组实测空载耗水量每秒18.6立方米作为标准，在4个月内进行开机操作，可实现节水量为130572立方米的目标。而根据平均发电耗水量计算，利用节约的水量可增加发电量为32.48MW•h。
通过缩短机组开机消耗时间，可以快速进入到并网中，而且在这个过程中增加的发电量以及节约水量是十分客观的。为实现快速进入并网的时间，电厂管理人员应对发电机组参数进行合理的设置，同时对励磁以及调速器参数进行设置，使发电机组每个环节所消耗的时间都能减少。作为发电机组控制人员，应不断强化操作能力，对发电机组出现的问题及时处理，还应定期对设备进行检修和维护，防止设备出现停机问题，增加发电机组进入到并网的时间内。
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3.调整合适的冷却水水压和流量
该水电站坐落在高海拨地区，该地区海拔高，早晚温差较大，致使发电机组在夏季发电过程中，空气冷却器的黄铜管中会生成大量的露水，造成设备内部处在较高的潮湿环境中，设备具有的绝缘能力不断减弱。为解决设备内部潮湿的问题，在风洞内部配置6个电加热器对设备内部进行加热烘干处理。目前，为减少6台加热器的电量消耗，可以对进入到冷却器中的空气进行调整，保证设备内部的冷却水流量和水压控制在稳定的范围内，保证设备的绝缘能力可以正常的使用。
假设为空气冷却器配置6个2kW的加热器，运行时间在7-8月间，总运行时间需要570个小时，最终消耗的电量为6.84MW•h。目前，该电站配有8个空气冷却器，在0.54MPa额定水压的控制下，每秒过水量为393立方米。如果将额定水压控制在0.45MPa，发电机温度会有所提高，而且没有结露的情况出现在空气冷却器内，发电机组仍能正常的运转，各项参数处在稳定的状态内。所以，控制冷区用水量以及水压，可以更好的保证发电机组正常的运行。
4.提高主轴密封质量
为保证该水电站正常的发电能力，发电水位最低控制在478.43m，在石龙电站正常蓄水位479m的影响下，电站的主轴无法完成密封操作，而且使用的密封材料以及方式都正确，造成主轴的密封装置出现不同程度的磨损，导致水会直接进入到水车室内。如果只依靠自流排水孔，是无法将水车室内的水排净，通常增加2台顶盖排水泵作为渗漏井，另外使用2台37kW的渗漏泵作为尾水排水装置。在将补气阀的密封性能以及形式进行分析后，操作人员在阀门的密封位置，使用整体橡胶进行密封。该橡胶中生胶含量超过40%，并且有10mm的密封厚度，同时具备较强的调节能力，保证主轴在长期运行过程中不会受到渗水的影响。
因此，操作人员应重视主轴的密封能力，通过提高主轴的密封质量，可以有效延长电量的使用，保证节能效果获得应有的经济效益。
5综合效益计算
在一年内对节约水量、节约厂用电进行经济效益分析：
5.1节约水量方面
在2010年5月电站进行并网发电，期间出现的开机以及停机次数没有准确的记录。利用上游20km的小山电站的水文资料以及开停次数可知，电站在一年内，台机组开机次数约为966次。如果每次开机的时间减少一分钟，节约的水量为1078056立方米，根据平均发电耗水率每千瓦时4.02立方米标准，可增加发电量为268.17MW•h，实现经济效益增加22583.59元的目标。
5.2节约厂用电方面
在每年春秋季节进行小修，需要消耗的时间为15天计算，一台厂用电可节约电量为181.87MW•h。根据上游小山电站日常运行所需设备，在7-9月份间，配置的电加热器运行时间通常在750小时左右，如果使用12台2kW的加热器，需要电量为18MW•h，而在漏水量增加的过程中，渗漏泵需要提前到4h启动一次，比原有的启动时间缩短半个小时。每次渗漏泵的运行时间控制在6分钟左右，根据电站设计时间1800小时计算，如果渗漏泵的启动次数多出50次，所需电量大概在185kW•h左右。所以，在节约厂用电方面，共节约电量为381.93MW•h，根据幕墙电价每千瓦时0.525元的标准，可节约的经济效益为200512.725元。
结语：
综上所述，我国电力行业的崛起，为社会和经济发展做出重要的贡献。所以，为更好的提升发电厂的社会效益以及经济效益，电力企业应根据节能环保要求，结合企业日常经营做好运行与维护工作，保证发电站正常的生产电力能源。在本文中对电站进行分析，围绕运行与维护角度进行深层次的分析，目的是最大程度产生经济效益，同时为社会提供稳定的电力能源。
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论文作者:丰强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
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