水轮发电机能量利用及其能效评估法研究

水轮发电机能量利用及其能效评估法研究

郑斌 王明胜

湖北正源电力集团有限公司南漳峡口电业分公司 湖北 襄阳 441500

摘要：我国水资源丰富，水力发电站的建设为水转化为电力提供了空间，发电过程中必然会出现节能现象。由于水库优化调度与防汛减灾的矛盾、机组运行效力曲线变化、导叶漏水等跑冒滴漏等因素，影响能量转化性能变低。因此，本文工作的水电站进行研究，要求对生产链中的能耗进行现实、客观和全面的评估，以提高资源利用率。

关键词：水轮发电机；耗水率；水能利用率；能效评估

引言

随着技术的迅猛发展，我国水电建设取得了许多成就。水电站运行期间，需要定期维护和修理设施，以确保设施正常运行。这也是水电站安全运行和稳定供电的基础。但是，从水电站运行的角度来看，水库调度受到了一系列不确定因素的的影响，更需要加大技术投入，有效维护以减少水能损失。

1水轮发电机的能量利用

电厂的水能利用率、水能效率是我国水电站能源利用的常用评价方法。效率评估受到水库防汛减灾、机组运行性能变化的影响，使有效评估一段时间内的能源使用情况变得困难。发电过程中水能损失的原因有时难以有效分析，这主要反映了水库优化调度与防汛减灾的平衡，水库流域内的雨洪关系曲线，受雨量站密集度、前期土壤墒情预估等因素影响，现实结果中存在一定偶然性和统计性偏差，发电厂难以准确反映出什么水位是汛期最优选择，传统评价存在一定的局限性。同时，本文结合发电厂运行和设备性能等各种因素分析了水轮机的能量转换过程，以便对水电站的用水情况进行全面的科学评价，提高有效的能耗。

2机组运行中存在的节能问题

2.1库水位过高引发的问题

运行水位越高，单位水量蕴含的能量越多，水轮发电机单位电量耗水就会减小，库水位越高给发电厂的兴利越大，但库水位达到一定的高度时，水库防汛减灾的能力有所损失，应对“坨子雨”“隔山雨”等极端天气产生泄洪弃水的可能性增大，对企业社会责任和水轮发电机的经济运行产生极大不利影响。

2.2导叶等漏水故障

采用一系列测量、估算、比较等方法，证明在导叶、主轴密封发生间隙超标故障时，漏水量的变化情况。水轮机漏水故障时可能导致机组停机蠕动、运行中水车室淹水等问题，机组低速蠕动会极大损害各部导轴承瓦，水车室淹水是水电站最危险的情形之一。这些大量的漏水升高了机组单位发电耗水效率，不利于节能和经济运行。

2.3闸门、引水隧洞等水工建筑物漏水产生的衍生问题

闸门漏水比较常见，不少人有“没有不漏水的闸门”的看法，减少闸门漏水可以从以下几个方面预防：如果库水位不高时要动作闸门时，应在侧面淋注混有洗洁精等润滑剂的水，边启动边浇水，防止闸门动作的干摩擦。止水橡皮的更换要根据闸门现阶段的实际尺寸进行测量并下料，不得接长使用，螺栓孔要紧密配合止水橡皮，避免渗水空隙。如果闸门起偏，表明闸门的运行中存在较大的内应力，要进行及时的停止操作并存找原因，可以采用底止水位置调整及采用支铰扩孔后增加偏心轴承的方法，调整至理论设计位置。长期的闸门边角射水冲刷造成混凝土冲窝漏水，可以凿开麻窝点下锚筋和铺设钢丝网片，再用细石混凝土抹实。

3水轮发电机能量利用及其能效评估方法

水电发电机的能效是水流能源消耗与实际发电能源的比率，水轮机发电机能量利用分析过程复杂，使用多个实时参数，如水头、负荷、压力、流量、温度等，需要创建一个实时计算模块系统。该评价系统要求获得水电站监测系统、水库调度专业人员、水情监测技术人员、液压自动化系统中的实时数据和状态，以及发电机、水轮机设计等基本价值和作用曲线的验证，需要机组运行状态的完整连接和数据支撑。在计算机监控系统中，水轮机组具有停机状态、空转状态、空载状态、发电状态、进相状态等，每种状态的能量损失程度不同。在日常运行中，根据调度安排不同的运行方式，其中，用水量大于集中于的发电状态，空载状态和低负荷运行时间通常较短，以满足电网系统的计划要求。当发电机组处于低负荷运行状态时，可以在实际发电、用水、功率损耗等情况下进行转换。

4强化水轮发电机组运行与维护

为了进一步提高水电站机组运行可靠性和稳定性，负责水轮发电机组运行的工作人员，要在其值班过程中要做到：看、听、闻、查，眼到、耳道、心到，这对持续改进水电站安全稳定运行至关重要。

首先要定期开展巡视检查、分级检修。定时的检查和“修校试”是机组保养过程中极其重要的内容，把可能出现的故障消除在萌芽之中，确保水轮发电机组的正常运行，包括：记录水轮发电机组运行过程中的各项运行参数， 且符合运行规程规定的范围；机组各位运行声音、温度、水位、油位是否正常，例如变压器（互感器）运行中的电磁声、水轮机在尾水管中水流声，在正常情况下都应该是均匀而单一声音，一旦听到不正常的杂声音，要及时的查明原因并予以维修；母线回路及二次回路的连接点应定期进行红外成像比较，各部位轴承的温度必须进行定时的抄录和比较，如果出现过热的现象要及时排除。　

其次是保持良好设备卫生，及时清理设备的跑、冒、滴、漏，例如励磁系统滑环碳刷自身容易产生粉尘，应定期清扫碳粉和测量绝缘电阻，防止励磁系统短路、接地故障和滑环冒火。夏季等蜘蛛、飞蛾泛滥的时节要常进行清扫，防止造成电气回路，特别是二次回路、电子设备短路、接地。在蓄电池室、微机保护室等重点场所，还要清除可能给设备带来安全隐患的无关物品。 　　

第三个方面闻主要是从气味上判断发电机是否正常运行，电气故障所产生气味主要是发热灼烧产生的焦糊味。如果有焦糊等异味产生，就说明设备其内部或者是外部的电路出现了故障，此时，要及时的停机检查并维修，避免事件的扩大。

2. 结束语

水轮发电机组的稳定以及可靠运行，可以有效提升水电站运行稳定性。但是，当前，在水轮发电机组在运行期间，还存在很多的故障以及问题，不仅对水轮机组的整体运行效率造成了影响，还严重制约了水电站的未来发展。对此，在今后的工作中，相关工作人员应该加大对水轮发电机组的维护以及管理，合理地应用故障处理技术，有效地解决故障，同时降低能耗，提稿资源利用率。

参考文献

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