電廠水能及動力工程存在的主要問題研究

范宗軍

摘要：能源和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)是社會發(fā)展的核心力量，因此，能源與動力工程的建設(shè)與管理地位十分突出。堅持政府主導(dǎo)、企業(yè)主責(zé)、社會參與、有效監(jiān)督的工作原則，通過加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用、投入精確水雨情測報和提升水電廠運(yùn)行管理等手段，在能源與動力工程中的研究中探索降低能耗，保持可持續(xù)發(fā)展。本文在了解水能和動力工程基礎(chǔ)上，分析了水能與動力工程創(chuàng)新的重要性，并提出一些創(chuàng)新措施，以供同業(yè)者參考

關(guān)鍵詞：電廠水能;動力工程;問題;解決措施

引言

水能與動力工程對于經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展起著重要作用，在水資源的合理運(yùn)用下變得更積極、穩(wěn)定，因此合理的應(yīng)用水能與動力工程，不僅能夠推動我國可持續(xù)發(fā)展策略的實施，還能使我國的社會經(jīng)濟(jì)質(zhì)量能取得更進(jìn)一步的發(fā)展。但在水能與動力工程的應(yīng)用過程中存在一些常見的問題，本文將分析這些問題，同時，人為干預(yù)等情況是的環(huán)境也受到了一定的影響，相關(guān)人員對水能與動力工程的應(yīng)用及其對環(huán)境的影響進(jìn)行深刻的分析與研究。

1水力發(fā)電原理

水資源在被應(yīng)用過程中，不僅可以提升水資源利用率，也可以減少煤炭等常規(guī)能源發(fā)電所帶來的環(huán)境污染。水力發(fā)電原理是：水輪機(jī)在水庫引出隧洞（壓力鋼管）等水流推動下會不斷轉(zhuǎn)動，水的勢能會轉(zhuǎn)化為動能。通過將水輪機(jī)連接到發(fā)電機(jī)上，推動發(fā)電機(jī)進(jìn)行不斷轉(zhuǎn)動，在勵磁、調(diào)速、保護(hù)等輔助設(shè)備的聯(lián)合作用下促使發(fā)電機(jī)執(zhí)行發(fā)電操作。通過水力發(fā)電，我們可以看出：水位差與水輪機(jī)動能、發(fā)電能量之間成正比例。

2動力工程

在新的歷史時期，電力工程不僅促進(jìn)生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展，而且承擔(dān)著提高能源效率和減少污染物排放的重要任務(wù)。我國政府積極提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更有力的政策和舉措，規(guī)劃了二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，從未來發(fā)展趨勢來看，積極推動動力工程的研發(fā)，將水能及動力工程與先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相融合，推動能源清潔低碳安全高效利用是社會可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)的必然方式。

3電廠水能及動力工程存在的主要問題

3.1一次調(diào)頻投用問題

一次調(diào)頻（PSS）主要針對那些變化幅度小、周期短的偶然性負(fù)荷波動，當(dāng)出現(xiàn)這類負(fù)荷波動時，發(fā)電機(jī)組調(diào)速器檢測到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化（負(fù)荷波動導(dǎo)致出現(xiàn)有功功率的不平衡進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化），便相應(yīng)地增加或減少進(jìn)水量，使得水輪機(jī)輸出的功率能夠跟上負(fù)荷的變化，重新達(dá)到功率平衡，調(diào)整的結(jié)果是保證系統(tǒng)頻率有一定程度的恢復(fù)。一次調(diào)頻是系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)組都參與的，目前，50兆瓦以下的小型機(jī)組，由于系統(tǒng)容量不斷壯大和水輪機(jī)可調(diào)輸出的機(jī)械功率空間，對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力有限，只能是很有限的有差調(diào)節(jié)，另外，從安全運(yùn)行的方面來看，小型機(jī)組抗擊能力不強(qiáng)，造成不愿主動投入PSS調(diào)節(jié)。

3.2 調(diào)壓問題

電廠要以發(fā)電機(jī)組原有運(yùn)行條件為基礎(chǔ)，加強(qiáng)調(diào)壓問題研究，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證運(yùn)行效率，最大程度地提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。事實上，在對高負(fù)荷區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)時，其經(jīng)濟(jì)性較弱，因此該調(diào)壓方式更加適用于大型發(fā)電機(jī)組。為有效地解決水能與動力工程所存在的問題，提高能源利用率，電廠需要就調(diào)壓問題進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析，根據(jù)自身實際發(fā)展情況，有針對性地引進(jìn)和應(yīng)用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，全面發(fā)揮水能與動力工程的實際應(yīng)用價值。

3.3 濕氣損耗較嚴(yán)重

濕氣損耗較嚴(yán)重也是水能與動力工程中的常見問題，濕氣損耗嚴(yán)重具體體現(xiàn)在三個方面。一是在蒸汽機(jī)裝置中，蒸發(fā)膨脹工作會產(chǎn)生一些小水滴，這些小水滴會給整體系統(tǒng)的運(yùn)行造成一定的影響;二是水蒸氣和小水滴的運(yùn)行速度無法相同，一般情況下水蒸氣的運(yùn)行速度要比水滴的運(yùn)行速度快，這就會造成濕氣損耗;三是裝置內(nèi)的水滴聚集以后，會對水蒸氣的運(yùn)行產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致水蒸氣的工作效率降低，使得裝置的熱能出現(xiàn)損耗。

3.4級組變工況問題

在變工況條件下，前后級組未達(dá)到臨界狀態(tài)時，每個級組的流量與級組前后產(chǎn)生的壓力平方差的平方根是以正比存在。另外，變工況條件下，前后級組均達(dá)到臨界狀態(tài)時，可將級組流量與級前壓力調(diào)整為正比，并斷定變工況時，與級后參數(shù)無關(guān)系。當(dāng)水輪機(jī)受到水沖擊時，軸向推力會相應(yīng)地增大。且當(dāng)負(fù)荷瞬間增大時，軸向推力也會增大，葉片結(jié)成垢時，級組的軸向推力也會增大。

3.5對環(huán)境造成污染問題

對環(huán)境造成污染一直是水能與動力工程的主要問題之一，且這種污染會制約企業(yè)的發(fā)展，引起民生性社會群體問題，其對環(huán)境的污染主要體現(xiàn)在廢油污染、噪音污染、生活污水污染等以及水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化問題。廢油污染主要是機(jī)械滲漏和檢修廢棄;噪音污染是由于機(jī)械設(shè)備的噪音很大，給環(huán)境造成一定的污染;污水污染的主要形式就是人員辦公生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水廢棄物，上述問題需要在制度規(guī)定、技術(shù)監(jiān)督、文明建設(shè)等管理上強(qiáng)化防止措施，履行環(huán)境保護(hù)責(zé)任。造成水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化是周邊投肥養(yǎng)殖以及水體輪換周期過長，需要企業(yè)加強(qiáng)與政府及行業(yè)主管的協(xié)調(diào)溝通。

4節(jié)能技術(shù)在能源與動力工程中的具體應(yīng)用

為了能在發(fā)電過程中充分發(fā)揮機(jī)組的性能，必須加強(qiáng)對水力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率的日常管理，影響機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定最大影響的因素主要是運(yùn)行和檢修中的調(diào)節(jié)。在日常生產(chǎn)經(jīng)營過程中，水力發(fā)電廠的泄洪棄水會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了有效地提高水能源利用效率，必須對這個問題進(jìn)行系統(tǒng)的研究，為了在實際生產(chǎn)過程中實現(xiàn)高精度來水預(yù)測和運(yùn)行調(diào)度，必須定期校核洪水過程線，建立流域內(nèi)水雨情與水庫調(diào)度模型，深入分析歷年典型來水記錄，在中長期降雨過程預(yù)測的基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗、科學(xué)研判在最大限度提高庫水位增加發(fā)電效益，同時實現(xiàn)不棄水。優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行也是調(diào)整機(jī)組達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)的重要措施，機(jī)組效率的監(jiān)測就顯得非常有必要，需要實時監(jiān)測機(jī)組功率與發(fā)電流量的關(guān)系，一般在機(jī)組蝸殼進(jìn)水側(cè)安裝測流裝置，也可安裝在尾水渠等出水側(cè)的平緩段，根據(jù)機(jī)組情況安裝機(jī)械式或聲波式測流計，建立一段較長時間周期內(nèi)的記錄，從而校核每臺機(jī)組的效率曲線，選擇最適合生產(chǎn)的運(yùn)行區(qū)間和水位-機(jī)組-功率組合。

結(jié)束語

過往傳統(tǒng)的煤炭能源發(fā)電，會引發(fā)空氣污染等一系列的環(huán)境污染問題，為此，水能及動力工程成為了電廠新時期的發(fā)電途徑。以上內(nèi)容著重分析了電廠水能及動力工程存在的主要問題。希望可以給相關(guān)工作者帶來借鑒參考價值。

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