談農(nóng)村中小水電站節(jié)能的管理

吳明亮

[摘要]文章針對農(nóng)村中小型水電站，引用全面質(zhì)量管理的觀點，從企業(yè)員工、機器設(shè)備、材料、方法、環(huán)境五個方面來說明如何進行節(jié)能管理，對水電站節(jié)能的管理具有一定的借鑒作用。

[關(guān)鍵詞]水電站 能耗 節(jié)能 管理

我國正在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，近年來隨著國家經(jīng)濟發(fā)展的突飛猛進，可持續(xù)發(fā)展正在如火如荼的進行中，人們的節(jié)能減排意識也在逐步提高，特別是對于中小型水電站來說，節(jié)能降耗是一個值得認真探討的課題。我國的水資源儲量大、水源分布廣、全國具有無數(shù)個中小型水電站，如何實現(xiàn)水電站的經(jīng)濟運行，水電站在運行期的節(jié)能管理顯得非常重要。本文引用全面質(zhì)量管理的觀點，從人員、機器設(shè)備、材料、方法、環(huán)境五個方面來闡述中小型水電站如何進行節(jié)能的管理。

1.通過對職工的全員培訓(xùn)，提高節(jié)能技能與節(jié)能意識

筆者先后主持了一些中、小型水電站的增效擴容的改造設(shè)計工作，并對改造后的電站運行管理進行了跟蹤調(diào)研，并受邀到部分增效擴容的水電站進行培訓(xùn)授課，筆者認為，水電站節(jié)能問題關(guān)鍵在于人的因素，第一，要培訓(xùn)員工的業(yè)務(wù)素質(zhì)，從理論上知道電站怎樣節(jié)能，提高節(jié)能的理論與技能水平；第二，要通過對電站員工開展全員培訓(xùn)，提高節(jié)能意識，這種培訓(xùn)方式靈活，可根據(jù)員工的實際情況采取不同的培訓(xùn)手段，尤其是要提高員工的節(jié)能意識，讓員工在平時的生產(chǎn)中以及日常生活中有意識的節(jié)約各種能源：第三，要通過制度約束每一位員工，使節(jié)能制度化與常態(tài)化，制定切實可行的節(jié)能制度，將水、電等能耗指標及節(jié)能目標落實到各部門，責任到人，將崗位職責細化，將日常的節(jié)能工作和員工的效益、評優(yōu)晉級等考核掛鉤，提高全員的節(jié)約意識，使節(jié)能工作成為制度化與常態(tài)化。

2.通過加強對設(shè)備的維護，減少能耗

對水電機械設(shè)備的維護與檢修是一項常態(tài)的非常重要的工作，可以采用定期維修、日常維護與緊急搶修相結(jié)合的方式進行，定期維修一般在一定生產(chǎn)周期內(nèi)定期的對生產(chǎn)機械設(shè)備進行檢修維護，如三年一大修，一年一小修，一般安排在汛期之前完成，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患：日常維護是指每天定時巡查以發(fā)現(xiàn)問題隱患，如水電站進水口處的攔污柵是否有上游漂浮污物堵塞，機組主軸密封是否有缺陷、導(dǎo)葉間隙是否漏水、閘門止水是否有缺陷、壓力前池、輸水渠道與管道是否滲漏，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；緊急搶修是對機電設(shè)備突發(fā)的故障實施緊急維修。

機組在某些特定時段需要空載運行，如開機后并網(wǎng)、機組檢修后的開機試驗等，這時水能全部用于水輪發(fā)電機的運轉(zhuǎn)，機組為空載耗水，無上網(wǎng)電量。因此，力爭減少機組空載運行時間和次數(shù)來降低空載耗水，如縮短機組的并網(wǎng)時間來減少水耗。

3.通過優(yōu)選節(jié)能設(shè)備材料，減少電耗

由于新型的電氣設(shè)備具有本身能源損耗低、散熱性能好、工作溫度低等優(yōu)良性能，能降低能源的損耗，實現(xiàn)節(jié)能。因此，除了在水電站增效擴容改造設(shè)計中對變壓器、開關(guān)設(shè)備、屏柜設(shè)備、電纜等主要設(shè)備選用節(jié)能設(shè)備外，在水電站運行過程中，如更換設(shè)備材料時，都要考慮優(yōu)先采用新型節(jié)能的設(shè)備材料。廠區(qū)、辦公系統(tǒng)所有照明燈具都采用節(jié)能燈具。輔助設(shè)備的電動機采用節(jié)能電機，以減少電耗。

4.通過對技術(shù)方法的合理采用，減少能耗

采用降低水資源損耗的方法發(fā)以節(jié)能。單位電量耗水率是衡量電站經(jīng)濟運行的一個重要指標，是指水輪發(fā)電機組生產(chǎn)1度（1kWh）電量所需消耗的水量，水輪發(fā)電機組出力的公式：N=9.81QHη或W=0.0027QHηh，而單位電量耗水率=發(fā)電耗水量/發(fā)電量=（3600·Q·T）/（N·T）=C（η·H），式中：Q為發(fā)電引用流量，單位為m3/s；H為發(fā)電凈水頭，單位為m；N為水輪發(fā)電機組出力，單位為kW；η為機組效率；T為時段長，單位為小時；C為常數(shù)。從單位電量耗水率公式中可以看出，決定水電站單位電量耗水率的因素主要是H、η，即電站的凈水頭與機組效率。因此提高發(fā)電凈水頭或提高機組運行效率就可以降低水資源損耗，以實現(xiàn)節(jié)能的要求。

4.1提高水輪發(fā)電機的凈水頭。若機組效率保持不變，提高凈水頭可減小單位電量耗水率，從而做到節(jié)水多發(fā)電，實現(xiàn)節(jié)能。筆者曾設(shè)計改造過較多的農(nóng)村中小水電站，特別是小型水電站，年利用小時一般在3000小時左右。在枯水期，使入庫流量與出庫流量保持均衡，要避免由于水位落差較大造成的水頭變化；在豐水期，當入庫流量大于機組滿負荷發(fā)電所需流量時，開閘泄水要可盡量操作遠離廠房的泄水閘門，防止泄洪棄水的水流與發(fā)電水流在同一水道集聚，以減少泄水對尾水的頂托，保證發(fā)電水頭的相對穩(wěn)定。

4.2提高機組運行效率。在Q，H一定的情況下，提高機組運行效率，可以提高機組出力，增加發(fā)電量，同時降低發(fā)電耗水率。根據(jù)機組制造廠家的《水輪機運行特性曲線》和《發(fā)電機效率曲線》，在不同水頭和不同負荷下要能使機組在高效率區(qū)及最優(yōu)工況下運行，因此水電站技術(shù)人員要合理分配負荷、確定開機臺數(shù)，制定不同時段的出力最大方案，避免機組連續(xù)運行或長期低負荷運行。

4.3改善生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的控制方法。生產(chǎn)輔助系統(tǒng)如油、氣、水系統(tǒng)的電動機控制，由繼電器一接觸器控制改為PLC變頻器控制，通風空調(diào)系統(tǒng)采用變頻空調(diào)等。對空調(diào)系統(tǒng)采用自控系統(tǒng)調(diào)節(jié)，對辦公區(qū)的空調(diào)溫度進行定溫開啟控制。

5.通過對生產(chǎn)環(huán)境的變化動態(tài)調(diào)整技術(shù)手段，減少能耗

通過對生產(chǎn)環(huán)境的變化動態(tài)調(diào)整技術(shù)手段以減少能耗。根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的變化改變設(shè)備的運行方式，如：根據(jù)機組運行特性確定投入運行的機組臺數(shù)及機組之間的最優(yōu)負荷分配；根據(jù)季節(jié)、溫度結(jié)合相應(yīng)設(shè)備的功能特性，合理選擇投入運行或停用加熱或散熱裝置數(shù)量來實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)。例如發(fā)電機的冷卻風機的作用是冷卻發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子的溫度，正常運行情況下，夏天跟冬天的溫差相差較大，而設(shè)計時考慮的是機組在極端環(huán)境溫度所允許的最大溫升條件下選用的冷卻風機，而在冬天時，發(fā)電機定轉(zhuǎn)子同樣的溫升不可能達到像夏天時的溫度，因此，在冬天時可以減少冷卻風機的運行數(shù)量，發(fā)電機定轉(zhuǎn)子的溫度同樣可以符合要求，可以減少電耗。

同時應(yīng)用水輪發(fā)電機組余熱智能供暖系統(tǒng)將機組放熱用于冬季企業(yè)供暖，充分利用能源，減少電能消耗。

5結(jié)語

節(jié)能降耗是一個水電企業(yè)永恒的話題，通過對職工的全員培訓(xùn)以提高員工的節(jié)能意識與節(jié)能技能、通過加強對設(shè)備的維護、優(yōu)選節(jié)能設(shè)備材料、對技術(shù)方法的合理采用、通過對生產(chǎn)環(huán)境的變化動態(tài)調(diào)整技術(shù)手段等來減少能耗，實施節(jié)能管理，真正實現(xiàn)水電站的節(jié)能降耗，從而降低水電站企業(yè)成本，對于提高水電站的經(jīng)濟效益和社會效益具有深遠的現(xiàn)實意義。