淺析洪江水電廠降低綜合廠用電率的控制措施

陳 超

（五凌電力有限公司洪江水電廠，湖南 洪江 418200）

1 引言

洪江水電廠位于湖南省懷化市洪江區沅水干流上，工程以發電為主，兼有航運、灌溉、供水等綜合利用效益。電廠安裝有6 臺燈泡貫流式水力發電機組，總裝機容量270 MW，設計年發電量為10.17 億kW·h，為國內運行水頭最高的燈泡貫流式機組。自投產以來，源源不斷為促進經濟社會發展輸送綠色能源。

目前我國能源結構仍以煤炭、石油等化石能源為主，大量的化石能源消耗造成環保問題日益突出。而水電為清潔綠色能源，因此，降低水電廠綜合廠用電率，提高上網電量，對于減少碳排放，緩解當下的生態環境壓力具有重要意義。

2 水電廠綜合廠用電率分析

2.1 綜合廠用電率的概念

綜合廠用電率是發電生產過程中綜合廠用電量與發電量的比值，綜合廠用電量是廠用電量與主設備損耗電量之和，即發電量與上網電量之差。水電廠綜合廠用電率采用下列公式計算：

式中，K為水電站綜合廠用電率；W綜合廠用電量為水電站某一周期內綜合廠用電量之和；W發電量為水電站某一周期內發電量之和。水電站綜合廠用電量主要由廠用電量和主設備損耗電量組成。

2.2 綜合廠用電率分析

綜合廠用電率是發電企業核算成本及衡量節能降耗的重要指標，直接影響電廠的效益。從綜合廠用電率的計算公式可知，其影響因素是發電量和綜合廠用電量，其中的綜合廠用電量由主設備損耗電量和廠用電量組成，對洪江水電廠而言，主設備損耗電量包括主變耗電量、隔離變耗電量、母線損耗電量等，廠用電量包括機組自用電、廠內負荷耗電量、生活區耗電量等。下面以洪江水電廠2013～2017 年電量數據（如表1）作為依據，分析綜合廠用電率的影響因素。

表1 洪江水電廠電量數據

一方面，由表1 中綜合廠用電率與發電量的數據對比可知，發電量增加，綜合廠用電率下降明顯。原因分析如下：由于主設備的損耗電量只要設備運行就存在(包括電容效應、渦流損耗、銅損等)，且與發電量基本成正比關系，比值恒定在0.67%左右，故綜合廠用電率主要由廠用電率決定。燈泡貫流式水輪發電機組相較立式機組，增加了軸流風機、循環冷卻水泵、粉塵吸收裝置等諸多輔機設備，機組自用電占廠用電量的絕大部分，而生活區、廠房公用設備等其他小部分用電量基本保持穩定，因此廠用電量的變化主要受機組自用電量影響。由數學公式可知，機組運行時消耗自用電，發電量越大，機組自用電占發電量的比率就減小，廠用電率、綜合廠用電率從而都顯著降低。

另一方面，由于廠用電量和主設備損耗電量各占綜合廠用電量的50%左右，因此可以通過降低主設備損耗與廠用電量兩個方面來控制綜合廠用電量。

綜上分析，降低綜合廠用電率的關鍵就是要優化機組運行方式，提高機組的負荷率，增加發電量；同時深挖節能降耗，降低主設備損耗和廠用電量。

3 降低綜合廠用電率的措施

3.1 優化機組運行方式，增加發電量的措施

降低綜合廠用電率最根本、最有效的辦法就是通過優化運行方式，提高負荷率，增加發電量，在廠用電量不變的情況下，發電量越多，綜合廠用電率自然就下降。

（1）提高水能利用率：汛期做好水情測報工作，根據上游雨水情合理安排水庫運行方式，及時騰空庫容，攔截洪尾，優化水庫調度，在確保安全度汛前提下，力爭多發電、盡量減少棄水損失電量；枯水期應盡量提高運行水頭，減少發電耗水率，增加發電量。

（2）提高機組效率:根據《水輪機運行特性曲線》和《發電機效率曲線》，運行中要求電站運行人員在不同水頭下調整導葉開度，避開振動區，使機組在最優工況下運行，提高機組發電量。

（3）提高負荷率：多機組帶低負荷旋轉備用時，負荷率低，同時也會導致滲漏排水泵、高壓氣機等輔助設備運行時間延長而增加廠用電量。因此，應及時向調度申請，或多帶負荷增加發電量，或停機減少廠用電量，盡量縮短機組旋轉備用時間。

（4）提高等效可用系數：合理安排機組檢修計劃，加強設備維護保養，保證其可靠穩定運行，減少非計劃停運次數，從而提高發電利用小時，確保有水就能發電。

3.2 節能降耗措施

（1）加強巡視，及時處理設備缺陷

燈泡貫流式機組輔機設備和廠內其他輔助系統設備較多，包括機組軸流風機，調速器壓力油泵，機組軸承油泵、冷卻水泵，主變冷卻器，高、低壓氣機，檢修、滲漏排水泵等等。由于其長期運行或經常啟停，消耗了大量廠用電量。而設備缺陷往往造成廠用電量增加，如:主軸密封漏水往往會引起滲漏排水泵啟動次數的增加；進、尾水流道排水閥漏水造成檢修排水泵啟動次數增加；因此，管路出現漏水，漏油及漏氣情況應及時處理，杜絕“三漏” 現象。要通過定期巡檢和設備健康分析，及時排查設備隱患、消除設備缺陷。例如，洪江水電廠機組調速器壓油系統配備2 臺油泵，輪換交替運行。2017 年，電廠運行人員通過上位機查盤及時發現1 號機調速器油泵啟動間隔縮短至20 min 以下，第一時間通知專業人員檢查處理，經過診斷分析，發現調速器內部程序存在問題，通過優化完善程序，油泵啟動間隔延長至3 h，極大減少了油泵啟動次數、降低了廠用耗電量。

（2）優化負荷管理，降低主設備損耗

電能在各主設備中的損耗與電流的平方成正比。根據《同步發電機U 型曲線》，輸出有功功率恒定時，當cosφ=1 時，輸出電流最小，可以降低發電機損耗。因此，在保證安全穩定運行的前提下，應盡可能少發無功，以提高功率因素和發電機效率，降低損耗；同時盡量均勻分配3 臺主變所帶負荷以降低主變銅損。

（3）實施廠用設備季節性閉環管理

根據季節變化，結合設備運行特性和環境要求，改變設備運行方式，從而達到節約廠用電的目的。例如，機旁小室空調在冬季室溫高于28℃和夏季時投入，直流盤室、線路保護室等設備間空調夏季投入、冬季退出；壩頂照明燈投入時間根據季節進行調整等措施。

（4）加強創新，積極進行技術改造

采用新技術和新設備，大力推進技術升級，達到節能降耗的目的。例如，照明系統采用LED 節能光源逐步淘汰普通照明燈管，合理選擇照明方式，樓梯廊道、廁所可采用聲光控開關，白天盡可能采用日光照明，夜晚照明光源可以部分投入，突出重點區域。主廠房及下游副廠房夜晚照明可以間隔投入光源，不必全部投入。

3.3 加強宣傳引導，提高員工節能意識

日常生活工作中，一些員工節約用電意識不強，不注意自身行為，看似不起眼的微小動作，日積月累下來也會產生巨大浪費、造成廠用電量的增加。特別是生活區用電，不時存在人員離開宿舍時空調、熱水器、電視等電器不關，長期休假未斷開室內電源斷路器等現象，既造成了廠用電的浪費，又埋下了消防安全隱患。國家積極倡導建設節約型社會，因此，電廠應定期開展節能宣傳教育活動，提高員工節能意識，使員工在工作生活中樹立“節約用電，人人有責”的觀念，養成“隨手關燈”、“人走電斷”等良好習慣。

4 結語

當前，國家正持續推進綠色發展戰略，清潔能源需求不斷加大，對水電廠經濟運行提出了更高的要求。近年來，電廠積極采取上述措施、挖潛增效，年發電量屢創新高、綜合廠用電率持續優化，同時也保持了長周期安全穩定運行的記錄。既提高了企業自身的經濟效益，也產生了良好的社會效益，服務國家發展戰略。