談農村中小水電站節能的管理

吳明亮

[摘要]文章針對農村中小型水電站，引用全面質量管理的觀點，從企業員工、機器設備、材料、方法、環境五個方面來說明如何進行節能管理，對水電站節能的管理具有一定的借鑒作用。

[關鍵詞]水電站 能耗 節能 管理

我國正在建設資源節約型、環境友好型社會，近年來隨著國家經濟發展的突飛猛進，可持續發展正在如火如荼的進行中，人們的節能減排意識也在逐步提高，特別是對于中小型水電站來說，節能降耗是一個值得認真探討的課題。我國的水資源儲量大、水源分布廣、全國具有無數個中小型水電站，如何實現水電站的經濟運行，水電站在運行期的節能管理顯得非常重要。本文引用全面質量管理的觀點，從人員、機器設備、材料、方法、環境五個方面來闡述中小型水電站如何進行節能的管理。

1.通過對職工的全員培訓，提高節能技能與節能意識

筆者先后主持了一些中、小型水電站的增效擴容的改造設計工作，并對改造后的電站運行管理進行了跟蹤調研，并受邀到部分增效擴容的水電站進行培訓授課，筆者認為，水電站節能問題關鍵在于人的因素，第一，要培訓員工的業務素質，從理論上知道電站怎樣節能，提高節能的理論與技能水平；第二，要通過對電站員工開展全員培訓，提高節能意識，這種培訓方式靈活，可根據員工的實際情況采取不同的培訓手段，尤其是要提高員工的節能意識，讓員工在平時的生產中以及日常生活中有意識的節約各種能源：第三，要通過制度約束每一位員工，使節能制度化與常態化，制定切實可行的節能制度，將水、電等能耗指標及節能目標落實到各部門，責任到人，將崗位職責細化，將日常的節能工作和員工的效益、評優晉級等考核掛鉤，提高全員的節約意識，使節能工作成為制度化與常態化。

2.通過加強對設備的維護，減少能耗

對水電機械設備的維護與檢修是一項常態的非常重要的工作，可以采用定期維修、日常維護與緊急搶修相結合的方式進行，定期維修一般在一定生產周期內定期的對生產機械設備進行檢修維護，如三年一大修，一年一小修，一般安排在汛期之前完成，及時發現設備存在的隱患：日常維護是指每天定時巡查以發現問題隱患，如水電站進水口處的攔污柵是否有上游漂浮污物堵塞，機組主軸密封是否有缺陷、導葉間隙是否漏水、閘門止水是否有缺陷、壓力前池、輸水渠道與管道是否滲漏，發現問題及時解決；緊急搶修是對機電設備突發的故障實施緊急維修。

機組在某些特定時段需要空載運行，如開機后并網、機組檢修后的開機試驗等，這時水能全部用于水輪發電機的運轉，機組為空載耗水，無上網電量。因此，力爭減少機組空載運行時間和次數來降低空載耗水，如縮短機組的并網時間來減少水耗。

3.通過優選節能設備材料，減少電耗

由于新型的電氣設備具有本身能源損耗低、散熱性能好、工作溫度低等優良性能，能降低能源的損耗，實現節能。因此，除了在水電站增效擴容改造設計中對變壓器、開關設備、屏柜設備、電纜等主要設備選用節能設備外，在水電站運行過程中，如更換設備材料時，都要考慮優先采用新型節能的設備材料。廠區、辦公系統所有照明燈具都采用節能燈具。輔助設備的電動機采用節能電機，以減少電耗。

4.通過對技術方法的合理采用，減少能耗

采用降低水資源損耗的方法發以節能。單位電量耗水率是衡量電站經濟運行的一個重要指標，是指水輪發電機組生產1度（1kWh）電量所需消耗的水量，水輪發電機組出力的公式：N=9.81QHη或W=0.0027QHηh，而單位電量耗水率=發電耗水量/發電量=（3600·Q·T）/（N·T）=C（η·H），式中：Q為發電引用流量，單位為m3/s；H為發電凈水頭，單位為m；N為水輪發電機組出力，單位為kW；η為機組效率；T為時段長，單位為小時；C為常數。從單位電量耗水率公式中可以看出，決定水電站單位電量耗水率的因素主要是H、η，即電站的凈水頭與機組效率。因此提高發電凈水頭或提高機組運行效率就可以降低水資源損耗，以實現節能的要求。

4.1提高水輪發電機的凈水頭。若機組效率保持不變，提高凈水頭可減小單位電量耗水率，從而做到節水多發電，實現節能。筆者曾設計改造過較多的農村中小水電站，特別是小型水電站，年利用小時一般在3000小時左右。在枯水期，使入庫流量與出庫流量保持均衡，要避免由于水位落差較大造成的水頭變化；在豐水期，當入庫流量大于機組滿負荷發電所需流量時，開閘泄水要可盡量操作遠離廠房的泄水閘門，防止泄洪棄水的水流與發電水流在同一水道集聚，以減少泄水對尾水的頂托，保證發電水頭的相對穩定。

4.2提高機組運行效率。在Q，H一定的情況下，提高機組運行效率，可以提高機組出力，增加發電量，同時降低發電耗水率。根據機組制造廠家的《水輪機運行特性曲線》和《發電機效率曲線》，在不同水頭和不同負荷下要能使機組在高效率區及最優工況下運行，因此水電站技術人員要合理分配負荷、確定開機臺數，制定不同時段的出力最大方案，避免機組連續運行或長期低負荷運行。

4.3改善生產輔助系統的控制方法。生產輔助系統如油、氣、水系統的電動機控制，由繼電器一接觸器控制改為PLC變頻器控制，通風空調系統采用變頻空調等。對空調系統采用自控系統調節，對辦公區的空調溫度進行定溫開啟控制。

5.通過對生產環境的變化動態調整技術手段，減少能耗

通過對生產環境的變化動態調整技術手段以減少能耗。根據生產環境的變化改變設備的運行方式，如：根據機組運行特性確定投入運行的機組臺數及機組之間的最優負荷分配；根據季節、溫度結合相應設備的功能特性，合理選擇投入運行或停用加熱或散熱裝置數量來實現生產環境溫度的調節。例如發電機的冷卻風機的作用是冷卻發電機的定、轉子的溫度，正常運行情況下，夏天跟冬天的溫差相差較大，而設計時考慮的是機組在極端環境溫度所允許的最大溫升條件下選用的冷卻風機，而在冬天時，發電機定轉子同樣的溫升不可能達到像夏天時的溫度，因此，在冬天時可以減少冷卻風機的運行數量，發電機定轉子的溫度同樣可以符合要求，可以減少電耗。

同時應用水輪發電機組余熱智能供暖系統將機組放熱用于冬季企業供暖，充分利用能源，減少電能消耗。

5結語

節能降耗是一個水電企業永恒的話題，通過對職工的全員培訓以提高員工的節能意識與節能技能、通過加強對設備的維護、優選節能設備材料、對技術方法的合理采用、通過對生產環境的變化動態調整技術手段等來減少能耗，實施節能管理，真正實現水電站的節能降耗，從而降低水電站企業成本，對于提高水電站的經濟效益和社會效益具有深遠的現實意義。