水轮发电机组运行效率的影响因素

水轮发电机组运行效率的影响因素

何必珍

国家电投集团贵州金元安顺水力发电总厂，贵州省安顺市，561000

摘要：我国的经济发展速度很快，工业的现代化程度和智能化程度逐步提高，因此需要更多的能源。水能是一种可再生能源，正在得到充分开发和利用。水力发电的基本原理是利用水位落差，与水轮发电机组相结合，即将水的势能转化成水轮的机械能，再以机械能驱动发电机，而获得电能。我国已建成的各种规模、水头和运行方式的水电站，其运行管理模式较为成熟，但机组的运行效益还有待提高。

关键词：水轮发电机；稳定运行；机组效率

1水轮发电机组稳定运行主要影响因素

水电机组的工作工况可划分为两类：稳态工况和瞬态工况。过渡性的工作状态指的是开机、负荷调节、调相等一系列的过渡工作状态，直到进入到一个最优的工作状态为止。现在，虽然我国的许多电厂都已经实现了高度的自动化，但是，在这个过程中，操作者的操作经验所发挥的影响是不可忽略的。

1.1设计及安装因素

在水电机组的设计中，若不对其进行充分的水动力计算、理论分析及模型实验，不对实验结果进行合理的修正，则会造成设计上的漏洞。水电机组的安全高效与否，其结构的合理与否将直接影响到水电机组的安全高效与否。在水电机组中，由于其设计的原因，很难通过后期的安装和参数的调整来解决。所以，在水电站建设立项之初，就应该将建筑环境勘探做好，以防止因为基础数据的误差而造成的测试结果有偏差。与此同时，还应该进行多次的测试，确保测试结果的稳定性与可靠性。在水轮发电机组的安装中，所选择的设备、安装团队的总体素质和施工的质量都会对水轮发电机的安全运营产生一定的影响。有些问题是在装置调试期间就可以检测出来的，有些则要等装置投入一定的时间之后才会逐渐体现出来。在安装的过程中，有可能导致的问题具体有：各类轴承和其他零部件的各种振动，以及各类部件的异常发热，以及金属部件出现裂纹等。这些问题会随着机组使用的时间的增加而逐步加剧，最后导致机组停止运转，无法对这些问题进行处理，从而对机组的运转效率产生影响。

1.2机组运行中的机械振动

水轮发电机组的振动摆动是一个伴随着机组全过程的全过程，其振动摆动在机组停机态、空转态、空载态、运行态以及各个状态之间的不稳定态中表现出了多种形式。在水电机组中，振动是制约其安全可靠的主要原因之一，对其进行振动和摆度监测十分必要。水轮机振动的原因主要有：在机组自身的生产工艺中，不能实现充分的均衡；在装置的装配中，工艺，施工质量的影响因素；在设备调试中，没有找到引起设备过大振动的不均衡原因，设备在振动区工作。

1.3人员操作因素

伴随着科技的持续发展，大量的新设备和新科技被应用到了发电厂的生产中，这对发电厂的运营人员的技术要求也日益提升。而火力发电厂的操作工人是处理事故的主体，他们对事故处理的正确和迅速具有决定意义。火力发电厂面临的第一个训练任务就是提升火力发电厂的运营人员的事故与故障与异常的处理能力，这对于保证火力发电厂的人员与设备的安全有着重要的作用。运行人员要具有很强的职业素养，熟悉水轮机的多种运行模式，以免由于操作错误而导致机组错误启停，浪费水资源，以及运行设备的故障和损坏。

2提高水轮发电机组运行效率的主要方法

2.1减少水轮发电机组停机事故，提高水轮发电机组稳定运行时间

2.1.1严格选用合格的设备及各类备品备件

在选择和采购技术装备时，要进行充分的比较，选择具有更高性能价格比的合格的装备和备件。通过与其它水电站的对比和研究，充分认识所用的设备的优点和缺点，并与国内外著名的设备厂商展开技术交流，实现对设备的精细化管理，构建和完善设备的清单文件。

2.1.2加大点检、巡检、维修力度，持续状态检修，做到预知维修，减少停机时间

首先要组建一支专门的技术维护团队，定期、定期、定量地进行维护保养，并对重要的装备进行实时监控，根据数据进行分析，及时找到问题所在，进行处理，避免带病运转。随着各类监测传感器的不断涌现，设备智能化的发展和大数据分析为设备的故障发现和及时的维修维修提供了良好的基础，利用红外、视觉识别技术对设备温度、漏油等各种现象进行监测。引入“设备寿命周期”管理体系，真正实现了对正在运转中的设备的有效管理。防止因维护错误而引起的不合理的停电现象，如应检修而未检修，应检查而未检查。

2.2对水轮发电机组运行进行开机组合优化

由于水轮机的发电能力和水库的容量都是有限的，因此在调度调度中，既要考虑到发电调度，又要考虑到来水的合理使用。在机组启动和检修过程中，选择合适和经济的机组组合，能有效地改善机组的工作性能，克服机组约束，降低能源消耗。

3根据水轮发电机组运行效率，进行开机组合优化分析的主要方式

3.1统计数据

构建一套完整的数据收集体系，运用实时数据收集，对相关数据进行匹配，自动生成：日、周、月、年统计报表。工作人员和生产调度人员可以对操作状况的变化进行深入的认识。

3.2数据分析

数据的分析是以数据的收集为前提的，第一，数据的收集需要做到精确和高效，技术人员可以在各种变化情况下，对收集到的数据展开比较和分析，用海量的数据的方法，将一些特点数据当作基点，来展开大数据的分析工作。此外，还可以构建机器式的学习模式，以进行资料的甄别与分析。

4水轮发电机组运行效率实例分析

当前，普通的水库具有多种不同的功能，主要用于防洪、发电和灌溉。除此之外，水库还能够起到养殖和旅游的双重作用，既能够对农业用水进行直接调控，又能够更好地对水资源进行保护。本文以柳坪和雅都两个水电站为研究对象，从水库的整体使用角度出发，厘清柳坪和雅都水电站的运行效益，并以此为基础进行论证。运行团队对柳坪和雅都两个电厂的6个机组在各负载条件下的导叶开度和接受器冲程进行了细致的计算和分析，发现在5MW、10MW和15MW的运行条件下，雅都电厂1F和2F的运行效率相差不大，导叶开度的误差在0.19%以内；在20兆瓦、25兆瓦和50兆瓦三种不同的工作条件下，1F发动机的导向叶片的开启比2F发动机的低大约2%；在45MW的工作条件下，2F机组的叶片打开程度比1F和3F机组的叶片打开程度要小0.7%左右；3F型机组在整个负载阶段的整体效率比1F和2F型机组要低，但其叶片的开启比1F和2F型机组高0.09%-2.67%。雅都电站单机组负荷5MW~15MW负荷段时，优先运行1F、2F机组，20MW~25MW负荷段优先运行1F机组，45MW负荷优先运行2F机组，50MW负荷优先运行1F机组。

结语

在做好设计、安装和设备维护的基础上，由运营人员进行机组开停的最优选取，能够有效地提升水轮机的运转的稳定性和运转的效率。节约用水，节约用电，提高水电机组的效益。

参考文献

[1]葛彬.水轮发电机组常见故障与维修的关键点研究[J].低碳世界，2023，13(02):118-120.

[2]蔡炳高，罗浩，胡俊杰.大型水轮发电机组GCB非全相运行分析与处理[J].人民长江，2022，53(S2):177-180.

[3]莫斌伟.水电站水轮发电机组常见故障技术处理[J].低碳世界，2022，12(11):73-75.

[4]霍新新，王思元，武中德，范寿孝.水轮发电机气密封油挡装置运行特点研究[J].大电机技术，2022(04):38-41.

[5]邵何锡.水光互补运行下水轮发电机组的关键技术研究[J].光源与照明，2022(05):170-172.