沙湾电站枯水期经济运行分析

王帮明

（四川圣达水电开发有限公司 四川 乐山 614900）

0 引言

沙湾水电站位于四川省乐山市沙湾区葫芦镇，为大渡河干流下游梯级开发中的第一级电站，总库容为4867万m3，正常蓄水位以下为4554万m3，河道多年平均流量为1490m3/s，电站采用一级混合式（河床式厂房加长尾水渠）开发，以发电为主，兼顾灌溉，总装机 480MW(4×120MW)，属国家大（二）型规模电站。

1 沙湾电站枯水期面临的形势

至今，沙湾电站投运已三年多，每当到了枯水期时，上游来水量急剧减少，对于我站库容来说有了相对调节量，从某种程度上来说具备了日调节功能，正是因为有了可调节的余地，反而给运行人员如何进行水库调度以及合理安排机组运行方式制造了不小的难度。而这仅仅是影响枯水期经济运行的一个方面而已。因此，如何做好枯水期的经济运行显得尤为紧迫，现从以下几点切入分析如何做好沙湾电站枯水期经济运行，以顺应当今社会节能高效的大发展趋势。

2 沙湾电站枯水期经济运行分析

2.1 降低耗水率

耗水率是衡量水电站经济运行的重要指标，而影响该指标的主要因素之一就是水轮机的经济运行工况，因此要降低发电耗水率，必须优化水轮机的运行参数，改善其运行工况。下面从水轮机运行的两个关键参数——工作水头和效率出发，进行优化分析，以求通过水轮机的经济运行来提高电站的经济运行。

2.1.1 提高工作水头

要分析我站水轮机不同水头下的运行工况，首先得了解水轮发电机的几个重要参数，额定出力：123.1MW；额定水头：24.50m；最大水头：28.24m；最小水头：21.24m；额定流量：549.5m3/s；额定效率：92.78%。从这些数据可看出，水头最大变幅达7m，相对于24.50m的额定工作水头来说，我站水头波动是比较大的。而从水轮机的出力公式N=9.81Qhη不难得出运行水头与出力的关系：对理想状态而言，在效率η和流量Q不变的情况下，水头与出力成正比，运行水头越高，机组出力就越大。也就是说，水头越高，水轮发电机组耗水率就越低，所以要降低发电耗水率必须提高水轮机的工作水头。

提高水头，有以下几点措施：（1）保证上游高水位运行；（2）确保进水口栏污栅之前不能有杂物，保证进水流速畅通；（3）设法降低下游水位；（4）保证机组蜗壳平压阀及技术供水偏心半球阀全关、冲砂廊道及泄洪闸门全关，机组停机后，检查导叶有无漏水现象。

2.1.2 提高水轮机运行效率

我站机组是轴流转浆式水轮机，该机型较其它机型而言，其特点是机组效率较高，且效率区较宽，因此只要能合理调度，还是有一定潜力可挖的。但是，由于机组投运至今还没有彻底完成机组效率试验，自然无法绘制机组效率特性曲线，所以在进行水轮机运行效率分析时，更多的依据来源于长期运行观察统计，且存在相当的误差。通过长时间的观察记录数据以及轴流转浆式水轮机的效率特性得知，机组带高负荷时，水头高则效率相对高，机组带低负荷时，水头低则效率相对高，其中最高点就是最佳效率点；我站机组在额定水头24.5m，机组出力110MW左右运行情况下，水轮机效率最高，可达93%以上，超出这个出力范围水轮机效率反而下降。之所以呈现上述特征，是由于轴流转浆式水轮机转轮叶片是按导叶与桨叶协联关系设计的，转轮叶片在最优工况下运行，满足进出口水流的最佳要求。

对于我站机组来说，保证水轮机高效运行的措施有：（1）水头24.5m时，机组负荷最好维持在110MW左右，水头28m时，机组负荷最好在120MW左右，水头较低时，最好低负荷运行或停机蓄水，这样就能保持水能充分利用，维持水轮机的高效运行；（2）定期校验水轮机桨叶、导叶协联关系；（3）避开振动区；（4）自动水头运行时，定时校测上下游水位；人工水头运行时，根据实际情况及时调整调速器电柜水头设定值；（5）目前由于1F带病运行，效率不高，不管从安全还是经济的角度来看都应该尽量避免1F单机运行；（6）条件允许的情况下，彻底完成机组效率试验，以便运行人员更为合理地调整机组运行方式，做到效率最大化。

2.2 优化调度

我站总库容为4867万m3，正常蓄水位以下为4554万m3，多年平均流量为1490m3/s，没有调节能力，且上游11.5公里处是铜街子电站，在日常运行中，最常用的运行方式就是与铜街子电站同步调整，但是，我们仍然可以做到优于铜街子的调度运行方式，时间段恰恰在枯水期。由于上游来水量大量较少，给予了我站水库调节的空间，可充分发挥兴利调节作用，所以如何做好枯水期的水库调度显得尤为重要，具体的措施有：（1）勤与上游铜街子电站联系，准确及时的掌握上游来水情况，特别重点关注沙坪流量变化；（2）收集天气预报、及时掌握上游的水情变化情况，对来水量进行分析，确定合理的运行方式；（3）优化调度机组运行方式，加强与调度的沟通，尽可能地减少开、停机次数；（4）为了便于准确监视机组发电流量，建议将每台机组增设流量数显表（接至机组流量差压变送器上）或流量计。

2.3 降低厂用电率

厂用电率是电站主要运行经济指标之一，降低厂用电率不仅能降低电能成本，同时相应地能增加对系统的供电量。因此，对厂用电的耗电量应积极采取节能措施并加以落实。我站厂用电分为自用电、公用电、照明电以及闸坝用电。自机组投运以来，据统计，汛期时，厂用电量相对较高，日均0.85万kW·h左右，而厂用电率则相对较低，0.085%左右；枯水期时，厂用电量相对较低，日均0.45万kW·h左右，而厂用电率确相对较高，0.25%左右。不难看出，枯水期时，我站厂用电率是比较高的，究其原因是多方面的，排除枯水期发电量少的因素外，只要我们取舍得当，进一步降低枯水期的厂用电率是有望实现的。

降低厂用电率的措施有以下几点：（1）厂用电接线应力求缩短电力电缆的距离，以节省投资，减少损耗，主配电屏布置尽量靠近负荷中心，在厂用电负荷集中处设置分配电屏，分散的负荷应尽量接至距离最近的分配电屏上；(2)对渗漏集水井来水量和水泵效率情况进行排查，发现异常及时处理，减少水泵启动次数和运行时间；（3）冬春季时，将厂房风机切除；（4）节省厂房照明用电，减少长明灯，办公用电人离关电源；（5）4F机组运行时，漏油量较大，应采取相应的措施加以抑制，不仅能减少油泵启动次数，还能防止油温升高变质；（6）将空气围带退出，不参与开停机流程，查除中低压气管道有无漏气现象，减少空压机启动次数；（7）枯水期时，上游来水相对清澈，建议更改滤水器排污周期 （现已改为7天一次）；（8）通过调整机端电压，达到降低变压器、线路损耗的目的；（9）减小顶盖漏水量，延长顶盖排水泵启动间隔时间；（10）尽量防止机组调相运行。

3 结语

沙湾电站作为一个新投运的无调节能力水电站，在保证安全稳定运行的基础上正致力于探索经济运行的规律及方法，特别是枯水期，因受制于上游来水量的问题，如何做好经济运行成为摆在我们面前的一道难题。本文从降低耗水率及厂用电率、提高机组效率、合理优化调度等方面进行分析，得出了提高经济运行效率的一些办法，并且可以将通用部分在其它水电站进行推广。