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(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)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(qū)的芒緬河水電站運(yùn)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(fā)電成本，增加發(fā)電收益，高效穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化措施。

水電站；高效；穩(wěn)定；經(jīng)濟(jì)；優(yōu)化

0 概述

芒緬河水電站位于云南省盈江縣弄璋鎮(zhèn)西南部熱帶雨林芒緬河干流上，屬徑流引水式水電站，裝機(jī)容量1×1.6 MW（2號機(jī)組）+1×2.0 MW（1號機(jī)組），設(shè)計(jì)水頭390 m，引用流量1.2 m3/s，額定轉(zhuǎn)速395 r/min，水輪機(jī)型號為CJA475-W-105/1×9（10），技術(shù)供水采用河道自然取水，發(fā)電引水系統(tǒng)由溢流壩、無壓隧洞、壓力前池、排沙系統(tǒng)、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(tǒng)和機(jī)組自動化系統(tǒng)存在缺陷，現(xiàn)場手動開停機(jī)需要35 min左右且成功率較低。

1.2 水利機(jī)械效率

水輪機(jī)真機(jī)葉型與模型曲線不一致，射流中心偏移。1號機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時，機(jī)組綜合效率僅為68.63%；2號機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時，機(jī)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(jié)性多泥沙河流，隧洞內(nèi)泥沙淤積，過流能力減?。患夹g(shù)供水河道自然取水方式造成技術(shù)供水中斷，電站平均年非計(jì)劃停運(yùn)時間達(dá)到66.3 h。

1.4 管理隱患

電站生產(chǎn)人員為附近村寨占地工，沒有經(jīng)過電力生產(chǎn)系統(tǒng)培訓(xùn)，現(xiàn)場管理比較松散存在管理隱患。

2 優(yōu)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(dǎo)致單位kW利潤率更低。

2.2 可行性

專家咨詢、技術(shù)論證認(rèn)為，優(yōu)化研究機(jī)組運(yùn)行方式、技術(shù)供水系統(tǒng)穩(wěn)定性、發(fā)電引水系統(tǒng)過流能力、水輪機(jī)效率及規(guī)范管理制度，實(shí)現(xiàn)電站高效穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高發(fā)電收益是可行的。

3 優(yōu)化研究方案

3.1 優(yōu)化研究技術(shù)思路

降低非計(jì)劃停運(yùn)時間，提高水輪機(jī)運(yùn)行效率。

3.2 優(yōu)化研究達(dá)到目標(biāo)

控制單次開停機(jī)時間在7 min之內(nèi)、電站月平均非計(jì)劃停運(yùn)不超過1次、年內(nèi)非計(jì)劃停運(yùn)時間不超過15 h，最大出力不小于3 500 kW·h，單機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時，2臺機(jī)組的綜合運(yùn)行效率均達(dá)到80%以上。|

3.3 優(yōu)化研究實(shí)施計(jì)劃（見下頁圖1）

4 優(yōu)化研究實(shí)施

成立優(yōu)化研究工作小組、質(zhì)監(jiān)小組和安全小組，明確職責(zé)，加強(qiáng)優(yōu)化研究工作的技術(shù)和安全管理，確保優(yōu)化研究工作有序進(jìn)行。

4.1 機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式優(yōu)化研究

4.1.1 提高機(jī)組自控水平

梳理綜合自動化系統(tǒng)和機(jī)組自動化系統(tǒng)存在缺陷，進(jìn)行消缺，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方、現(xiàn)地自動化開停機(jī)，時間控制在5 min以內(nèi)，提高操作成功率。

圖1 芒緬河水電站高效穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究優(yōu)化計(jì)劃橫道圖

4.1.2 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行綜合曲線

根據(jù)雨季和干季降雨量特點(diǎn)，確定機(jī)組運(yùn)行方式以及開停機(jī)規(guī)律，繪制機(jī)組雨季、干季、單機(jī)和雙機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行綜合曲線并嚴(yán)格執(zhí)行（見表1）。

表1 芒緬河水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線

4.2 技術(shù)供水系統(tǒng)穩(wěn)定性優(yōu)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(zhì)塑料取水管更換為熱鍍鋅鋼管，避免管內(nèi)泥沙淤積；

（3）在2號沉砂池安裝低水位語音預(yù)警裝置，預(yù)警時間設(shè)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(jìn)水口主管路安裝自流式排污過濾裝置。

優(yōu)化后技術(shù)供水圖見圖2。

圖2 優(yōu)化后技術(shù)供水圖

4.3 發(fā)電引水系統(tǒng)過流能力優(yōu)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(qū)沉沙量的同時將泥沙導(dǎo)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(tǒng)排沙管長度由6 000 mm縮短為500 mm，減小管內(nèi)淤沙形成的阻力，依靠自流排沙，提高排沙效率。

4.4 水輪機(jī)組運(yùn)行效率優(yōu)化研究

復(fù)測水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪曲線與模型曲線，查找原因，確保曲線一致；提高水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水斗、噴針、噴嘴材質(zhì)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(jī)組效率達(dá)到84.62%以上，2臺機(jī)組同時運(yùn)行，最大出力達(dá)到3 500 kW·h。見圖3、圖4。

圖3 2號水輪機(jī)

圖4 1號水輪機(jī)

4.5 規(guī)范管理制度

按照安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化評審標(biāo)準(zhǔn)，從安全生產(chǎn)目標(biāo)、組織機(jī)構(gòu)和職責(zé)、安全生產(chǎn)投入、法律法規(guī)與安全管理制度、教育培訓(xùn)、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施、作業(yè)安全、隱患排查和治理、重大危險源監(jiān)控、職業(yè)健康、應(yīng)急救援、事故報告及調(diào)查處理、績效評定和持續(xù)改進(jìn)13個方面制定、完善、規(guī)范管理制度。

5 優(yōu)化研究效果

提高了機(jī)組自控水平，降低了機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)時間，優(yōu)化了機(jī)組運(yùn)行方式，提高了電站綜合效率。運(yùn)行成果見表2。

表2 芒緬河水電站高效穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化研究成果表

6 結(jié)論

自2015年9月16日優(yōu)化研究項(xiàng)目驗(yàn)收以來，截止到2016年11月，緬河水電站已安全穩(wěn)定高效運(yùn)行436 d，優(yōu)化研究后電站增加綜合收益40.39萬元。實(shí)踐證明，優(yōu)化研究措施對于提高山區(qū)小型水電站的高效穩(wěn)定運(yùn)行是切實(shí)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(shù)管理工作。