芒緬河水電站高效穩定經濟運行優化研究

羅甜

（云南合宇投資有限公司，云南德宏679300）

芒緬河水電站高效穩定經濟運行優化研究

羅甜

（云南合宇投資有限公司，云南德宏679300）

通過對云南省熱帶雨林山區的芒緬河水電站運行工況的研究分析，本文介紹了小型水電站提高資源利用率，降低單位發電成本，增加發電收益，高效穩定經濟運行的優化措施。

水電站；高效；穩定；經濟；優化

0 概述

芒緬河水電站位于云南省盈江縣弄璋鎮西南部熱帶雨林芒緬河干流上，屬徑流引水式水電站，裝機容量1×1.6 MW（2號機組）+1×2.0 MW（1號機組），設計水頭390 m，引用流量1.2 m3/s，額定轉速395 r/min，水輪機型號為CJA475-W-105/1×9（10），技術供水采用河道自然取水，發電引水系統由溢流壩、無壓隧洞、壓力前池、排沙系統、壓力管道組成。

1 面臨問題

1.1 自動化控制功能

綜合自動化系統和機組自動化系統存在缺陷，現場手動開停機需要35 min左右且成功率較低。

1.2 水利機械效率

水輪機真機葉型與模型曲線不一致，射流中心偏移。1號機滿負荷運行時，機組綜合效率僅為68.63%；2號機滿負荷運行時，機組綜合效率僅為55.69%；電站最大出力僅3 096 kW·h。

1.3 泥沙影響

芒緬河屬于季節性多泥沙河流，隧洞內泥沙淤積，過流能力減小；技術供水河道自然取水方式造成技術供水中斷，電站平均年非計劃停運時間達到66.3 h。

1.4 管理隱患

電站生產人員為附近村寨占地工，沒有經過電力生產系統培訓，現場管理比較松散存在管理隱患。

2 優化研究必要性和可行性

2.1 必要性

芒緬河水電站屬于小型水電站，單位kW利潤率較低，上述問題導致單位kW利潤率更低。

2.2 可行性

專家咨詢、技術論證認為，優化研究機組運行方式、技術供水系統穩定性、發電引水系統過流能力、水輪機效率及規范管理制度，實現電站高效穩定經濟運行，提高發電收益是可行的。

3 優化研究方案

3.1 優化研究技術思路

降低非計劃停運時間，提高水輪機運行效率。

3.2 優化研究達到目標

控制單次開停機時間在7 min之內、電站月平均非計劃停運不超過1次、年內非計劃停運時間不超過15 h，最大出力不小于3 500 kW·h，單機滿負荷運行時，2臺機組的綜合運行效率均達到80%以上。|

3.3 優化研究實施計劃（見下頁圖1）

4 優化研究實施

成立優化研究工作小組、質監小組和安全小組，明確職責，加強優化研究工作的技術和安全管理，確保優化研究工作有序進行。

4.1 機組經濟運行方式優化研究

4.1.1 提高機組自控水平

梳理綜合自動化系統和機組自動化系統存在缺陷，進行消缺，實現遠方、現地自動化開停機，時間控制在5 min以內，提高操作成功率。

圖1 芒緬河水電站高效穩定經濟運行研究優化計劃橫道圖

4.1.2 經濟運行綜合曲線

根據雨季和干季降雨量特點，確定機組運行方式以及開停機規律，繪制機組雨季、干季、單機和雙機經濟運行綜合曲線并嚴格執行（見表1）。

表1 芒緬河水電站經濟運行曲線

4.2 技術供水系統穩定性優化研究

（1）在河道取水口沉砂池增加沖沙閘，制定定期排沙制度；

（2）將硬質塑料取水管更換為熱鍍鋅鋼管，避免管內泥沙淤積；

（3）在2號沉砂池安裝低水位語音預警裝置，預警時間設置為3 h；

（4）在生活水池增加一路備用水源；

（5）在2號沉砂池進水口主管路安裝自流式排污過濾裝置。

優化后技術供水圖見圖2。

圖2 優化后技術供水圖

4.3 發電引水系統過流能力優化研究

（1）大壩取水口修建長12 m、高2.4 m、厚0.8 m的弧形擋沙坎，增加庫區沉沙量的同時將泥沙導向排沙閘；

（2）大壩沖沙閘絲桿操作方式改為手動葫蘆提閘門，自重落閘門，提高操作效率；

（3）將引水系統排沙管長度由6 000 mm縮短為500 mm，減小管內淤沙形成的阻力，依靠自流排沙，提高排沙效率。

4.4 水輪機組運行效率優化研究

復測水輪機轉輪曲線與模型曲線，查找原因，確保曲線一致；提高水輪機轉輪水斗、噴針、噴嘴材質硬度，減少泥沙磨損、汽蝕以及變形量，保證射流中心，提高水輪機組效率達到84.62%以上，2臺機組同時運行，最大出力達到3 500 kW·h。見圖3、圖4。

圖3 2號水輪機

圖4 1號水輪機

4.5 規范管理制度

按照安全生產標準化評審標準，從安全生產目標、組織機構和職責、安全生產投入、法律法規與安全管理制度、教育培訓、生產設備設施、作業安全、隱患排查和治理、重大危險源監控、職業健康、應急救援、事故報告及調查處理、績效評定和持續改進13個方面制定、完善、規范管理制度。

5 優化研究效果

提高了機組自控水平，降低了機組非計劃停運時間，優化了機組運行方式，提高了電站綜合效率。運行成果見表2。

表2 芒緬河水電站高效穩定經濟運行優化研究成果表

6 結論

自2015年9月16日優化研究項目驗收以來，截止到2016年11月，緬河水電站已安全穩定高效運行436 d，優化研究后電站增加綜合收益40.39萬元。實踐證明，優化研究措施對于提高山區小型水電站的高效穩定運行是切實可行的。

TV737

A

1672-5387（2017）04-0076-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.04.023

2017-02-04

羅甜（1984-），女，工程師，從事水電站技術管理工作。