聚宝水电公司水轮机经济运行分析及水库优化调度.doc

聚宝水电公司水轮机经济运行分析及水库优化调度 李 勇 孙连庆 （吉林华能可再生能源有限公司安生部；华能临江聚宝水电有限公司生产部） Economic Analysis of Hydraulic and Reservoir Optimal Operation of Ju Bao Hydropower Company Li Yong,Sun Lian Qing 摘要：针对电站水轮机的经济运行问题,从水轮机的工作水头、运行效率方面进行了分析。关键词：水轮机　经济运行　耗水率　效率Abstract: This article needle economic operation of hydropower turbines of Ju Bao Hydropower Company, turbine work from the head, running efficiency, and some water damage along the way were analyzed, and how to optimize reservoir operation to enhance economic efficiency are described. Key words: turbine; economic operation; water consumption rate; losses along the way; efficiency; reservoir; flood protection 一、概述 聚宝水电站装有台MW水轮发电机组，电站的主要任务是发电调峰，设计年发电量kW·h。设计年均径流量为2、水轮发电机在不同水头下的经济运行分析????聚宝电站水库为不完全年调节水库，坝高44.8米，总库容为5700万m3，可调节库容4572万m3，电站水头比较高，耗水率为1.8 m3/kw.h左右,调节能力非常强，因此电站在各时期的控制水位会有较大变化，电站最低运行水位为805m高程，最高运行水位为825m高程，最大变幅达20m，但是相对于235m的设计水头来说，水轮机的工作水头变化不大。从水轮机的出力公式N=9.81Q·h·η不难分析运行水头与出力的关系:运行水头越高，水轮机能量特性越好，单位千瓦时的耗水就越小。 水轮发电机效率曲线 以1号水轮发电机为例，经计算水轮发电机在水库水位825m、805m两个水头下，水轮发电机发出10MW出力的每小时耗水量分别为1.71万m3、1.83万m3。设发电用水2000万m3，在上述高低两个水头下，每小时耗水量，则发电量分别为1169万kW.h、1092万kW.h ，以2009年上网电价0.356元/kW.h计算，经济效益分别为416.16万元、388.75万元 ，可见相同的发电用水，因水头的不同而产生的效益大小有不小的差别，所以要降低发电耗水率必须提高水轮机的工作水头。 3、水轮发电机在不同负荷下的经济运行分析 聚宝电站发电引水隧洞全长15.4km，两台水轮发电机最高发出20MW的出力，在设计工作水头下的额定流量9.88 m3/s，且引水隧洞只有局部混凝土衬砌，大部分是岩石光爆。根据沿程损失计算公式达西-魏斯巴哈公式，hf =λ×(L/d)×(v2/2g)，（hf—两断面间管道沿程水头损失；d—管道内直径；L—管道长度； v—水流流速；λ—沿程阻力系数）可以看出 沿程水头损失与发电引水遂洞长度、水流流经边界粗糙程度及流速的平方成正比关系，与遂洞半径成反比关系。而遂洞长度、水流流经边界粗糙程度及遂洞半径是不可变因素，只有降低水流流速。沿程水头损失越小，工作水头增加，单位千瓦时的耗水就越少。 聚宝水轮机在不同水位下的耗水率 （m3/s） 耗水量 水位 负荷（MW） 825m 815m 805m 4 1.99 1.98 2.3 6 1.82 1.86 1.94 8 1.76 1.82 1.88 10 1.71 1.78 1.83 18 1.94 1.98 2.20 20 2.30 2.12 2.12 以两台水轮发电机在水库水位为820米高程时单机满负荷和双机满负荷为例。经计算和实测单机满负荷时，水轮发电机机前实测工作水头243m,每小时耗水量为1.74万m3 。双机满负荷时，水轮发电机机前实测工作水头210m,每小时单机耗水量为2.08万m3。在水库水位820米高程下，以计算和实测单机和双机满负荷运行时的水耗，同样用2000万m3水发电，则发电量分别为1149万kW.h、961万kW.h ，同样以2009