1、云峰发电厂实现“经济运行”的分析【摘要】本文根据近年来我国北方地区降水量减少的普遍情况及系统运行方式的变化，以云峰发电厂机组参数为参考依据，对机组的运行情况进行客观的分析，提出了建设性的意见，仅供参考。 【关键词】实现 电站 管理 经济运行 中图分类号：TB857+3 文献标识码：A 1 概述 对于以发电为主的云峰发电厂来说，经济运行水平是影响经济效益的关键因素。但由于近年我国北方地区降水量普遍减少，同时受连年高温干旱造成地表水蒸发量、工农业耗水量增加等因素的影响，鸭绿江上游来水量呈逐年减少趋势。来水量的多少影响着发电量的多少，也影响着经济效益的好坏，如何强化发电厂运行管理，提高发电厂运行水平
2、，保证机组在最优运行工况，降低机组发电耗水率，充分利用有限水力资源多发电、发好电，实现发电厂的“安全、经济、高效”运行，已经成为我厂经营管理工作的重中之重。 2 水轮机基本参数 云峰发电厂共装设 4 台水轮发电机组，其中 1 号3 号水轮发电机组为哈尔滨电机厂制造，4 号水轮发电机组为前苏联制造。 机组运行最高水头：106.75m 设计水头：89m 最小水头：71.41m 机组额定出力：100MW 机组过流量：135m3/s 全部机组过流量：540m3/s 机组额定点效率 95% 电站运行情况 云峰发电厂首台机组于 1965 年 9 月 9 日投产发电，1967 年 4 月 18日 4 台机组
3、全部投产发电。截至 2013 年 9 月云峰发电厂累计实现发售电量 635.13 亿 kWh，充分体现了云峰发电厂良好的经济效益和社会效益。鸭绿江集安河段 2012 年全年来水量为 94.84 亿 m3，溢流量：9.26亿 m3,水量利用率 89.7%，平均水库水位：302.92m，流域降水量928.6mm，径流系数：59.5%，全厂发电量为 20.06 亿 kWh 平均每度电耗水量 4.54m3/kWh。 4 机组运行分析 一座电站能否安全、经济、高效运行，其影响因素是多方面的。就水轮机方面来讲，设计阶段时的机组选型、材料选择、叶型设计及模型试验，制造阶段的制造设备、工艺流程、过程控制及质量
4、检验，安装阶段的施工工艺、安装经验、保证措施及施工队伍素质，运行管理中的水情预测预报、机组运行工况（水头和出力） 、设备维护管理、电力安全生产及与电网调度和水库调度的关系协调，电力销售时的电力市场、上网电价等问题，都直接或间接地影响着一个发电厂运行经济指标的好坏。下面重点以 2012 年云峰发电厂 4 台机组发电运行情况为例，从电站运行管理角度对该问题进行分析说明。 根据设计要求，机组运行负荷应保证在额定负荷 40%以上，如果偏离该运行工况，将导致机组耗水量增加、运行效率降低、振动加剧、稳定性超标。通过对设计规范和实际运行情况作对比分析，不难得出如下初步结论： 4.1 机组运行工况对单位千瓦电
5、量耗水量指标的影响 从水轮机组设计理论的角度讲，机组在不同水头段和负荷条件下运行时，单位千瓦电量耗水量存在较大的差别。若机组在不同水头相同负荷段运行，其单位千瓦电量耗水量变化值最高可达 2.86m3/kWh（该数据取自 73.22m 水头和 106.75m 水头运行时） ，最小时为0.63m3/kWh（该数据取自 89m 水头和 106.75m 水头运行时） ；若机组在不同水头不同负荷段运行时，其单位千瓦电量耗水量最高值为11.34m3/kWh（该数据取自 73.22m 水头 2 万 kW 负荷段运行时） ，最低值为 3.87m3/kWh（该数据取自 106.75m 水头 10 万 kW 负荷
6、段运行时） ；也就是说，最不利运行条件下单位千瓦电量耗水量是最优工况下单位千瓦电量耗水量的 2.9 倍。耗水量的高低即意味着发电量的多少，所以从理论角度讲，在鸭绿江上游来水量一定的前提下，如果加强发电厂的运行管理，提高发电厂的运行水平，确保机组在最优工况区域运行，努力降低单位千瓦电量耗水量，尽量提高水资源利用效率，要在鸭绿江枯水年实现多发电，也并非不可能。 4.2 机组低负荷运行对电站经济运行的影响 云峰发电厂水轮机组设计年利用小时数为 3650 小时，年发电量为 17.5亿 kWh。受上游来水量限制，电站 2012 年机组年利用小时数为 1816 小时，为设计年利用小时数 3650 小时的
7、49.75%。受来水量及低负荷运行的影响，全年发电量为 9.47 亿 kWh，为设计年发电量的 54%。年发电用水为：45.97 m3，年平均耗水率为：4.85 m3。根据运行结果统计，机组全年低负荷运行时间占全年总运行小时数的 22.6%。如果能进一步加强对电站水情调度和设备的维护管理，认真处理好水库调度与电网调度的关系，强化安全生产、科学管理、经济调度，努力使机组基本保持在正常允许负荷下运行，电站 2012 年即可增加发电量。按每度电耗水 4.5m3 计算，每度电可节约用水量：0.35 m3，可节约用水：约 3.31 亿 m3，可多发电 0.74 亿 kWh。如果按 0.171 元/kWh
8、 的电价计算，2012 年可增加电力销售收入 1265 万元。由此可见低负荷运行对电站经济运行的影响。 4.3 机组低负荷运行对机电设备及水工建筑物的影响 云峰发电厂发电量主要输向东北电网。由于东北三省均为火电大省，而近几年工农业耗电量增长空间小，所以电力市场总体来说存在供大于求的现象，这是造成云峰发电厂机组不能满负荷运行的又一直接原因。对云峰发电厂水轮机组来说，低负荷区正是机组的振动区和低效区。机组长时间在低负荷区运行将直接导致水耗增加，振动加剧，稳定性超标，转轮抗气蚀磨蚀性能降低，机组大修期提前等；同时，长期、反复的振动也会对水工建筑物产生疲劳性破坏。 云峰发电厂 4 号机组在低水头小负荷
9、情况下运行，其振动非常明显。机组尾水管锥管段出现过横向穿透性裂纹，水轮机转轮也出现过裂纹，致使机组不得不长时间停机进行修复处理。转轮裂纹产生的原因是多方面的，它与材料选择、设计选型、制造工艺、安装工艺、运行管理都有一定的联系；从运行资料分析、真机稳定测试及理论计算结果来看，叶片裂纹属疲劳裂纹，这与机组的启动方式及机组偏离最优工况运行产生的强烈振动有很大关系。从目前情况来看，各种原因造成的机组低负荷运行已成为制约云峰发电厂能否安全、经济、高效运行的重要因素，为此电站正积极加强与电网的沟通和协调，努力保证机组在最优的工况下调度和运行。 5 结束语 在东北电网中，火电厂所占比例较大，系统调峰、调频水
10、电厂较少，自云峰发电厂首台机组 1965 年投产发电到 2013 年 9 月期间，已向系统累计输送电量 635.13 亿 kWh。 云峰发电厂作为主力调峰、调频发电厂，为东北电网创造了合格率达 95%以上的历史最高记录。现在，云峰发电厂为电网承担主调峰、调频任务的优越性已逐步得到体现并得到了电力系统的一致认可。云峰发电厂机组从发出开机指令启动机组到并网只需 3分钟左右，负荷调整非常迅速，所以应尽量避免机组处于旋转备用状态，尽量缩短或减少低负荷运行时间，并争取机组在高水位、5 万 kW 以上负荷运行，这对云峰发电厂经济运行是极为有利的，同时云峰发电厂的良好运行对电网也是极为有利的。 【作者简介】 徐永 男,工程师,发电部副主任,长期从事水电站电气一、二次设备、机械主辅设备的运行管理等工作。 从事专业年限：25 年 单位：吉林省集安市云峰发电厂发电部
