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关键词 风电发电设备;优化;设计
中图分类号TM62 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)69-0033-02
0 引言
随着经济的发展和社会的不断进步,人们的生活水平逐渐提高,居民的用电需求增加,那么电力的供给成为一个重大问题,如何做好居民用电的正常供给,保证居民生活质量是目前关注的焦点问题。风力发电设备的出现不仅提高了发电的效率,而且无污染、促进节能社会的发展,因此,对风力发电设备的优化设计研究更显得具有现实意义。
1 风轮机的不同等级
因为风轮机的功率和风速成正比,所以对风轮机进行合理设计,首当其冲考虑因素就是风力发电设备的具体场址、考虑地域特色,包括当地的地理环境和风情、当地的气候变化和风速等。根据相关规定,我国的风轮机分为五个不同的等级,前四个风轮机的风速规定分别是50m/s、42m/s、37m/s、30m/s。第五个等级的风轮机比较特殊,高于第一等级,风轮机的强度大、耐久性高、对第五个等级风轮机的界定根据不同的风速和风的变化情况而定[1]。
2 风轮机的效率问题
风轮机的功率计算是风速、旋转圆的面积 、空气的密度和功率,四者相乘的积。近些年来,高效率叶片不断开发和应用,旋转装置的消耗和损害逐渐减小,风电机的效率达到0.45左右。 输出功率取决于风轮机的周速比。当T 值不断接近数值6的时候,C值大约是0.6,这个数值是风轮机理论上应该达到的效率。但是实际中的风轮机效率呈曲线状分布。只有是大容量、大规格的发电设备才会采用规模化的风场,这时候的设备台数就很多。在评价某台发电设备效率时要充分考虑风轮机的风流问题,因为风的流速对风轮机的效率有很大影响。另外还要考虑到电网系统的输电效率等[2]。
3 风轮机的风速限制
很多风力发电设备在还没有投入使用之前 ,就被强风或者是其他因素损失不好。因此要设备的设计阶段就要考虑设备机组的零件能够承受的最大压力和风速问题,不至于在投入使用前遭到损坏。一般的做法是通过气象台的报告数据和风情风向来决定设备的设计,也可以向气象机构咨询情况,一定要根据具体的自然环境设计发电机,否则制造出来的设备无法使用,浪费了资源。选择发电机承受的风速压力时,要充分考虑设备的安全余量,因为风力和风速成正比,如果风速过高,设备的承受能力就增强,带来的成本投入就比较高。反之,如果设备的性能和承受的风速压力较低,就会影响安全运行。因此要进行综合考虑,折中方式进行设计。根据相关规定,风力设备能够承受的最大风速是由五个风速标准决定的。现代化的不断发展,使得风电机组的设计完全采用自动化完成,如果台风来临,设备受到感应,根据风情的变化,设备会将情况反映到电脑上自动做出回应。这样减少了台风来临时对设备造成的损失。[3]即使如此详细的考虑,也不可避免的由于强风强降雨的原因导致树木等物品的飞落砸到发电设备,对设备造成损害,所以要尽量保持设备的设计完整。
4 发电设备的造价和电价问题
风力发电设备的具体建设费用和运输的道路、操作中使用的配电线路以及其他设备相关。如果对其他因素进行有效地控制,只是单纯的增加设备的容量或者是设备的数量,那么风场的总容量就会扩大,从而降低了投入成本,减少了建设费用。大量的实践表明:如果设备的容量达到250kW,那么建设的费用为4万元/kW;如果容量增加到3 000kW,建设的价格就会降到1.6万元/kW,如果容量更大,建设费用会降到更少。因此,风力发电设备的发展方向是朝着大容量进行的。一般而言:发电设备的建设费用主要包括这几项:一是发电机组的费用,占到百分之七八十;二是电气设备购买费用,这个占到10%左右;三是建设的土建工程费用找到5%左右,另外还有电力的消费花费,工程的管理费用等。从上述可以看出,发电机组的费用占据重要的位置,因此要减少投入成本就要想法设法减少发电机组的消费,通过降低建设费用,最终达到降低售点的价格费用,有利于电力行业的竞争。
5 发电设备的机型对比
从发电设备的结构上看,风轮机分为水平轴、垂直轴。从结构型式上看,风轮机主要有和2种。水平轴又分为螺旋桨型、船帆翼型和多翼型;垂直轴分为宽翼型、灯笼型和半圆筒型。老式的风轮机构造是4个叶片,价格在一万元左右。灯笼型的发电设备叶片是圆括号,在美国和中国普遍使用,陀螺翼型的风轮机主要用在中国市场。大型的风轮机组采用的是螺旋桨型号,水平轴式的风轮机比垂直轴多。 从动力学理论来分析, 垂直轴式风轮机具有这样的优点:机子的性能和风向的变化没有多大的关系。机组的各种配置不受到高空高度的影响,这样的好处便于设备的优化设计,缺点也比较明显,需要增加材料的使用,需要比较大的开支。水平轴型号的风轮机应用也比较广泛,但是随着风向和风速的变化对设备的直径影响很大。
6 发电设备的叶片数目
多数的风电设备是2到3个叶片式的风轮机。从本质上来说,两者没有太大的区别,但是三叶片的风轮机的周转速度比较低,2片风轮机的周转速度比较高。因此实际的操作和使用中要采用适当的方式处理,随机应变、因地制宜。同时在保证质量的同时降低设备的成本投入和资源的节省,实现电力行业的节能化、高效化发展,走可持续发展道路。
7 结论
现实经验告诉我们,实用的电力设备开发和设计要重视实际需要,根据实际情况的不同量体裁衣,不仅要考虑成本的投入,更要注重质量的提升,保证电力设备的设计符合发电的要求,确保设备的安全可靠,风力发电设备的生产要能够满足居民的供电需要,保证社会的平稳发展。只有如此,才能保证风力发电行业在市场中立于不败之地。
参考文献
[1张登峰,郝伟,郝旺身,董辛文.模糊理论在风力发电设备状态评价中的应用[J].机械设计与制造,2011(11):75-76.
关键词:燃气轮机;发电;市场前景
中图分类号:TK471 文献标识码:A
在电力资源被广泛应用以来,火电站汽轮机在相当长的时间内一直是电力开发的主要设备。然而,随着煤炭资源的日益减少,社会经济发展对能源的需求却在不断提升,同时全世界的环保意识也在逐渐增强,针对更为高效、清洁的发电设备的研发使得燃气轮机设备进入了大众的视野。
作为一种清洁高效、低成本高可靠的供能系y,燃气轮机设备的适配性极强,可以在多种发电模式中发挥作用,尤其是其联合循环发电装置的开发,使得燃气轮机设备的效率和机动性得到了更大的提升,即可以作为电网的调峰机组使用,也可以用于电网的基础发电,同时还能满足环保需求,这使得燃气轮机迅速占领了电力开发的主流地位。
我国对于燃气轮机设备的关注始于改革开放后社会经济快速发展对电力能源的需求快速提升的阶段,一批先进的燃气轮机设备的引进和应用,为缓解我国电力资源紧缺的现状起到了巨大作用。随着科技发展的需求和我国能源政策的调整更新,燃气轮机设备在我国的应用受到了更多的重视,并使其发展前景更为明朗。
一、燃气轮机发电技术概述
20世纪50年代,燃气轮机发电技术正式诞生。由于相关技术具有较明显的缺陷,当时的燃气轮机单机容量小,热效率低下,在电力系统中仅作为紧急备用的电源和调峰机组使用。但是,相关的技术的发展一直保持着较好的势头,到了20世纪60年代,随着燃气轮机技术的安全性和调峰作用被充分认识,燃气轮机设备在国外电网中的普及率迅速提升到了8%~12%。到了20世纪80年代,基于燃气轮机技术的联合循环发电机型的出现使得燃气轮机设备的功率和效率得到了质的提升,使其成为具备了基本负荷和中间负荷的功能,彻底改变了燃气轮机设备仅仅只能作为紧急备用电源和调峰机组的次要地位。在美国、德国等国家,燃气轮机设备的使用率得到了广泛的应用,目前在美国燃气轮机发电容量已占到了全国发电总容量的44%,而在德国燃气轮机发电容量更是占到了全国发电总容量的2/3。燃气轮机联合循环发电技术在火利发电中的重要作用已突显出来。多家知名企业如GE、三菱、西门子等均参与到了燃气轮机技术的研究中,并取得了较大的技术突破。
二、燃气轮发电技术在我国的发展
1.我国燃气轮机发展现况
1959年,我国通过瑞士BCC公司引进了两套6200kW的单循环燃气轮机列车发电机组,自此开始了我国对于燃气轮机相关技术的研究应用。到了20世纪60年代,上汽、南汽、哈汽、东汽等厂家均开展了针对燃气轮机的设计生产工作,并使我国燃气轮发电设备的总装机容量达到了6万kW,初步实现了我国在燃气轮机发电领域的启动性研究。然而,由于技术方面的相对落后,这些投入使用的燃气轮发电设备均为单循环机组,且燃气初温较低,仅为600℃~700℃,热效率也只达到了16%~25%。随后,由于政治、经济等多方面因素的影响,直到1972年和1976年,我国分别从英国和日本引进10套功率在21700kW~23000kW的单循环机组,才将我国的燃气轮发电机组总装机容量提升到了30万kW,与此同时大批厂家退出了对于燃气轮机的研究,这一状况一直持续到改革开放以后,才得以改善。进入21世纪,由于我国经济发达地区对电力资源的需求不断提升,燃机电站的建设进入了高速发展的时期,然而截止2016年底,其在电网中的总装机容量比例依然只占4.2%,远远落后于国外对于燃气轮发电技术的应用程度。但近年来,受利好政策、能源、环保等因素的影响和推动,我国的燃气发电量正处于快速上升的阶段。据中电联的2015年电力工业统计快报显示,2014年,我国的燃气发电机装机容量为5697万kW,发电量为1332.8257亿kW・h;2015年,这两项数据分别为6637万kW和1658.3766亿kW・h,仅一年时间,我国的燃气发电机装机容量和发电量就分别增长了16.5%和24.4%。
目前,我国的燃气发电应用具有明显的地域特征,在东南沿海、长三角、环渤海等一次性能源匮乏、经济较发达地区,燃气轮机电厂的分布更为密集,就发电量来看华南、华东地区占有的比重最大,其次是华北地区;就装机容量来看,广东省的燃气轮机电厂装机容量最高,达到了全国23%的占比,其次是江苏15%、浙江12%、上海9%。
2.我国燃气轮机发电技术水平
在20世纪80年代以前,我国建立的燃机电站均采用的是单循环机组,这种类型的燃气轮机的热效率一般仅为26%以内。80年代后期兴建的燃机电站大多采用了轻柴油、原油、重油为燃料,等级为36MW和100MW。进入21世纪,通过引进国外先进技术,我国再一次提升了燃气轮机的等级,即将投运的燃机电厂燃气初温将达到了1500℃,单循环热效率约为40%,联合热效率则达到了61%。目前,国内的燃气轮机电厂主要采用的是燃气-蒸汽循环的运行方式。燃气-蒸汽循环方式的优势在于在燃烧天然气产生高温烟气将一部分热能通过燃气轮机的做功转换成高品位电能的同时,还可利用燃气轮机排烟中的余热进行进一步的转换获得电能,另外还可实现供热和制冷的需求,使能源的利用率大幅度提升。
三、燃气轮发电设备在我国的市场前景分析
1.燃气轮发电设备的应用优势分析
经过多年的研发,燃气轮机联合循环发电的性能已明显提升,并在世界范围内得到了迅速推广,使得燃气轮机联合循环发电机组的数量达到了与汽轮发电机组相当的规模,而燃气轮发电设备的主要应用范围包括:
(1)通过组建大功率、高效率的燃气-蒸汽联合循环电厂,将更为廉价、清洁的天然气燃料利用于电厂生产,不仅有利于控制发电成本,更有利于环境保护。
(2)由于燃气-蒸汽联合循环电厂的建造成本较低,且具有启动速度快、自动化程度高、占地少、耗水少等特点,更适合用作调峰电厂,并获得了世界范围内的认可和应用。
(3)针对原有的单循环燃气轮发电机组进行联合循环改造,尤其是对服役长达30年以上的单循环燃气轮发电机组的改造,可以在现有设备的基础上进行增加容量、提升效率的改造工作,同时还可以减少电厂运行对环境的污染和实现发电成本的有效控制。
(4)针对早期兴建的核电厂进行联合循环改造,可以利用燃气轮发电机组代替核反应堆,充分利用原有的汽轮发电机级和输变电设备,使原电厂的生产资源继续发挥作用,获得良好的经济效益。
(5)不少早期建造的火力发电厂主要是以煤炭为生产燃料的,而随着煤炭资源的快速消耗和燃烧煤炭带来的污染对环境造成的威胁越来越不能适应时代的发展,针对这一批电厂的改造需求日益迫切,而燃气-蒸汽联合循环电厂为相关的改造计划提供了可行性方案,并促使了相P改造工作的快速开展。
2.我国燃气轮发电设备的应用前景
目前,我国电力生产依然还是以燃煤电厂为主导,其装机总容量约占整体的57%左右,燃气电厂只占到了4.2%左右的份额。由于我国的水力资源有限,且石油、天然气供应不足等问题,在今后的一段时间内,以燃煤电厂为主的电力生产模式还会得以维持,从长远来看,随着我国经济的不断发展,用电量的持续增加已是必然趋势,为满足社会对电力资源的需求,预估今后我国每年新增的发电设备装机容量可达5.5%左右。
在火电机组中,燃气-蒸汽联合循环电厂在提高电力资源生产、缓解电力供需矛盾方面的优势必将使其在我国未来的电力生产中发挥重要作用。特别是在东南沿海地区,由于海上油气田的开发利用不断加大,在很大程度上解决了油气燃料的供应的问题,同时随着天然气、液化石油气的进口价格不断下降,使得应用天然气等资源的燃气联合循环发电机组在推广和应用上更具潜力。
我国发改委的《国家应对气候变化规划(2014~2020年)》中指出,到2020年,我国的天然气消费量将达到3600亿m3,在一次性能源消费中可达10%以上的比重,结合中电联的《“十三五”天然气发电需求预测》中对2020年我国天然气发电规模1亿kW左右(其中,分布式发电量4000万kW)的预计,我国目前的燃气轮发电设备的总装机容量显然是不够的,也就是说在未来我国将迎来一个燃气轮发电设备发展和装备的良好时机。
结语
随着环保意识的不断深入,传统的燃煤汽轮机组在电力生产中产生的污染问题日益受到大众的关注,社会对于清洁性能源的需求更为强烈,为解决电力生产与环境保护之间的矛盾,我国的燃气发电机设备必然会向更为清洁的能源发电方向发展,由此必然会扩大燃气轮发电设备的市场,使燃气轮机发电在我国得到更广阔的利用。
参考文献
[[1]陈国锋.重型燃气轮机发电机组制造用材料现状及发展趋势[J]. 燃气轮机发电技术,2008,4(3):310-313.
[2]孙喜春.关于发展燃气-蒸汽联合循环发电的探讨[J].企业技术开发旬刊,2013,32(5):93-94.
[3]王如房.浅谈燃气轮机发电机组的现状及发展趋势[J].能源与节能,2013(10):83-83.
【关键词】:水力发电设备;运行状态故障;检修
水力发电设备因为自身的特殊性,在实际使用过程之中很容易受到水流的长期冲刷,进而造成相应设备出现故障,如果在实际生产活动中,不能对相关故障进行及时的排除,便会造成相应的损失,所以说在现代的生产体系中,将检修技术贯彻落实显得十分重要,在这里笔者进行相关的分析,旨在对于我国的水力发电事业的未来发展有所帮助。
一、水力发电设备运行状态故障以及检修重要意义
在传统的检修模式中,对于水力发电设备的检修通常是制定相应的检修计划,进而对于设备进行检修过程。随着现代科学技术的发展,检修模式已经发生了翻天覆地的变化,由传统的计划检修已经更新成为了现代化的状态检修和监测技术,伴随着时代的进步,相信检修模式也一定可以有效的进行自我更新。检修模式在新的时期进行了稳步提升,伴随着时代的进步,同样也会带来新时期的有效提高。
技术发展迅猛,但是在这种时代背景之下,水力发电设备的运行稳定同样成为了人们所关注的方面。想要真正的进行水力发电设备的自我提升,那么传统的检修模式便需要进行废除,充分保证在新时期,将检修技术进行有效更新。在现代之中,如果要对于相关设备进行传统的检修模式,不仅降低了工作之中的工作效率,一些严重的都有可能会造成设备出现相应的损害。所以说在新的时期进行检修的讨论十分必要,良好的检修过程可以保证设备正常使用,在水力发电设备运行良好的情况下,进行状态方面的讨论也就十分必要,不仅有效的帮助了水力发电事业的发展,对于我国经济发展更是至关重要。
二、现阶段进行状态故障及检修需要注意的相关问题
1.安全问题
电力事业本身在我国的具体组成之中便是高危行业,针对于电力事业的具体分析首要的便是重视相关安全问题。虽然计划检修模式已经不可取,但是在现阶段针对于设备的检修仍然需要出台良好的检修计划,对于检修成本进行最良控制,保证成本花费不会过高。而且在实际检修过程之中,计划检修和故障检修应该建立有效连接,也就是将这两种检修模式进行共同使用。不仅可以对于设备的实际状况进行明了,更是可以对于设备检修时间进行精确评估。然后在检修开展的过程之中,将检修范围进行确定。
2.管理问题
如果水力发电设备在进行正常运行状态下,需要对设备进行状态评定和状态检修,在这个时期内,需要具有良好的管理水平。在水力设备在设计的过程之中,便应该对于设备有着较为清晰的认知,也就是说在具体针对设备的选择过程之中,便应该对于设备的具体方向有所认知。应该选用一些知名厂家生产的相关设备来具体负责。同时针对于设备状态检测以及检修过程之中的管理问题进行清晰明了的认识,充分保证在管理问题方面有所认同,并且对于这方面的问题进行充分探讨,防止因为管理工作的不足进而导致相应的问题存在。
3.设备问题
前文提到了对于设备的选择应该选用一些知名厂家生产的相关设备,而设备自身尚且存在着修理难易程度等,选择一些适宜检修的设备,可以有效的保证相关的检修工作良好的展开。同样,在进行设备的安装过程之中,需要在适合的场合进行设备的安装,选择场合最好较为宽敞,这便适合其在后期进行监测时的位置。并且在设备运行的时候需要定期对于设备进行监测,监测应该符合设备的实际情况。对于设备而言,如果一旦发生损坏,便意味着具体的停工,如果将故障扼杀在损坏之前,对于设备而言有着极其重要的意义。
三、提高检修水平的具体对策
1.制定相关标准指导检修工作
在现代进行水力发电设备的检修过程之中,需要有着完整而且统一的技术标准,在标准规范之间,才可以真正的保证检修工作的良好展开。在实际工作之中,同样应该将检修工作进行等级划分,一些重点工作应该被作为最高等级来进行检修,例如水轮发电机组在水力发电系统之中较为重要,所以说可以将其检修工作设置成为最为重要的检修工作。在实际工作之中,对于检修周期也应该进行良好的探讨,保证检修周期的合理性,只有这样才能真正的保证检修工作良好展开。同样对于检修工作进行良好的指导,应该对于技术规范也有所明确,也就是检修技术之中使用的具体技术标准有所规定,也就是很好的指导在检修工作之中具体使用的技术。在现代的监管体系之中,检修工作应该得到良好提升,外部环境是一个非常重要的相关组成,在新时代更应该重视外部环境的建设。
2.做好设备监测工作
在实际水力设备进行使用的过程之中,对于设备的监测同样必不可少,在进行监测工作之中,同样应该注意对于监测工作进行保证,充分保证监测工作具备良好效果。实际工作之中,不仅要监测工作具备良好的效果,同样也应该保证监测工作的结果得到良好记录,这样可以为后期的检修工作进行有效指导,在日后开展检修工作过程之中,可以很好的提出相应的借鉴与根据。所以监测工作的效果某种程度上也关系到了设备的实际使用状况。监测工作便如同外部监管一样,很好的进行了现代设备的自我提升,伴随着时代的有效进步,监测技术也得到了新时期的发展。现代科学技术发展速度较快,信息技术和通信技术也得到了相应提高,所以说现代监测技术也得到了相应的提升,伴随着这样的基本情况,在水力发电设备运行状态故障和检修之中,监测工作应该得到更为良好的应用。
3.相关人员的技术
在实际的检修过程之中,重点工作很多时候便是提升相关工作人员的专业技能,保证他们具备良好的使用过程。想要真正的保证检修工作的质量,首先便是进行根本工作,首要的便是提升检修人员的自身能力和检修工作的科学性,在进行检修人员的具体招纳之中,需要对于应聘人员有着充分的考察。同样在已经招聘完成的相关人员之中,在他们正式上岗之前,做好岗前培训工作,对于检修人员所具备的相关检修能力进行充分提高。同时充分保证相关从业人员都具备较为良好的相关从业素质。
【总结】:随着我国的水力发电事业不断进步,现阶段的水力发电技术也得到了不断提升,伴随着这样的基本形式,如何保证水力发电设备可以具备良好的使用?这需要在实际运行过程之中,对于设备进行良好的状态故障检修,保证设备的良好运行。本文针对于水力发电设备进行了分析,希望可以带来相关行业得到有效提升,相关从业人员建立有效相关思考,帮助行业进步。
【参考文献】:
[1] 苏刻功. 水力发电设备运行状态监测检修方法浅析[J]. 电源技术应用, 2013, (08):457-458.
【关键词】发电设备平均利用小时;发电设备平均利用率;发电设备容量
1 田湾核电站概况
田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾,厂区按照建设八台百万千瓦级压水堆核电机组规划。一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组,机组设计寿命40年,年平均负荷因子不低于80%,于1999年10月20日开工建设,1、2号机组分别于2007年5月17日和8月16日先后投入商业运行,自并网发电至2014年12月31日止,总累计:
1)发电量:1212.34亿千瓦时;
2)上网电量:1131.00亿千瓦时;
3)实现工业总产值(税后):525.32亿元;
4)实现工业增加值:410.16亿元;
5)实现利润总额:233.61亿元;
6)CO2排放量:0吨;
7)SO2排放量:0吨;
2 发电设备平均利用小时统计
发电设备平均利用小时,是指在一定时期内发电设备平均容量在满负荷运行条件下的运行小时数,这是一个等效满功率的概念,它即适用于发电企业内部的纵向比较,也适用于各发电企业、行业之间的横向比较,其计算公式为:
发电设备平均利用小时=报告期发电量/报告期发电设备平均容量
根据江苏省电力公司历年公布的全省发电厂电力生产情况综合表,统计出江苏全网、江苏电网6000KW及以上火电、田湾核电机组在2008年至2014年间平均利用小时数据,具体如下:
从上述表中可以看出不论是江苏全网、江苏电网6000KW及以上火电、田湾核电机组近年来发电设备平均利用小时基本呈上升趋势,但也有例如:2013年、2014年江苏全网平均利用小时出现下降,其主要因素是由于地方经济增速减缓所造成的电力需求下降。
3 发电设备平均利用率对比分析
发电设备平均利用率是发电设备平均利用小时与年度实际日历数之间的比值(每年8760小时),所以平均利用率越高就意味着所创造的价值越高,因此它也是衡量发电效率的重要指标。
同样,我们也统计了2008年至2014年间江苏全网、江苏电网6000KW及以上火电机组、田湾核电机组数据,主要如下:
通过上述图标,可以看出田湾核电的发电设备平均利用率远远高于江苏全网及江苏电网6000KW以上火电机组,同时即使是2008年最低的75.58%也仍然高于江苏全网及江苏电网6000KW以上火电机组年度最高值。
4 发电设备容量统计
发电设备平均利用小时是发电量与发电设备平均容量的比值,因此,分析发电设备平均利用小时,就必须同时了解和分析电网设备容量情况。
发电设备容量就是指机组的额定功率(即满功率情况下,每小时的发电量),它是由该设备的设计所决定的,未经权威部门批准,不可随意变动。
根据历年统计出的江苏全网、江苏电网6000KW及以上火电、田湾核电机组发电容量数据,可得出以下结论:
七年以来,田湾核电站两台机组容量占比江苏电网总装机容量比重不断下降,截止2014年底,核电装机容量占江苏全网总装机容量的2.53%。
5 总体分析结果
5.1 发电设备利用率高低比例悬殊
在上述表图我们不难看出,与江苏全网、江苏电网6000KW及以上火电机组相比,田湾核电站的两台核电机组之发电设备平均利用率是非常高的,最高的2014年达到了90.29%,即便是最低的2008年75.58%,依然比江苏电网6000KW及以上火电机组最高利用率的2011年的66.04%还高出9.54%,田湾核电站近七年均值为84.37%,江苏电网6000KW及以上火电机组近七年的均值为62.58%,较田湾核电低了21.79%。
5.2 田湾核电机组发电设备年度平均利用率平稳上升
田湾核电发电设备平均利用率逐年上升:2008年、2009年、2010年、2011年、2012年、2013年、2014年七年分别为75.58%、76.82%、84.55%、86.54%、87.22%、89.61%、90.29%,其中最高为2014年的90.29%,最低的2008年为75.58%,两者差值14.71%,原因有三:
①是公司始终以确保两台机组的安全可靠运行为中心,通过各部门的共同努力,田湾核电两台机组总体运行情况良好。期间,公司通过不断深化和完善日常生产管理组的有效运作,在做好日常、大修计划编制、跟踪的同时,不断加强和改进机组预小修计划管理,并对机组存在的重要设备缺陷及时进行跟踪、讨论和决策;维修、仪控等检修部门不断加强对机组0、1级缺陷及其它重要缺陷的响应和消缺力度,运行部门严格按要求落实机组操作和有关设备的定期巡检制度、这些有效举措均为机组的后续安全、稳定、可靠、经济运行提供有力的保障。
②是田湾核电站两台机组自投入商业运行以来共计经历了14次大修,随着检修人员业务水平的不断提升以及大修工期的不断优化,大修工期逐年下降:特别是2011年T204大修工期39.2天,创造了当年VVER-1000型机组大修工期最短世界纪录。2013年T206大修工期29.1天,再次刷新VVER-1000型核电机组年度大修最短工期世界纪录。
历次大修工期对比
③是公司保持了良好、和谐的厂网关系,通过密切加强与网、省调的沟通和协调,为公司争取了较好的年度发电指标,为两台机组的稳发、满发创造更加良好的外部环境,同时为配合做好两台机组大修后的顺利启动及并网工作,公司始终与省电力公司保持密切联系,不定期通报大修进展情况,使电网能够提早安排机组启动的时间窗口,为机组大修后机组的顺利启动及并网创造外部条件。
④是有国家“清洁能源发电排序优先”政策的保驾。目前国家《节能发电调度办法》规定的电力调度先后顺序为:
第一,风能、太阳能、海洋能、水能机组;
第二,生物质能、地热能、垃圾能机组;
第三,核能发电机组;
第四,燃煤热电联产机组和煤U石机组;
第五,天然气、煤气化发电机组;
第六,其他燃煤发电机组;
第,燃油发电机组。
当前,火力发电依然是国内电力生产的主力军,排在核电之前的清洁能源发电机组,基本上是为电网调度承担调峰作用的能源,只有核电站的发电能力,可以同火电机组一样不因季节和自然条件的改变而影响到电网的供电负荷,所以,排在火电之前调度上网,就是国家对在运行核电机组目前最大的庇佑。
⑤是核能发电企业尚未全面进入电力“竞价上网”市场。2004年5月18日,华东电力市场进行模拟运行阶段,自2006年4月3日,江苏电网进入“竞价上网”试运行阶段以来,参与电力市场竞价上网的电厂已占江苏总装机容量的一半以上。由于目前江苏核电未进入电力竞价上网市场,同时由于核电机组装机容量所占比重非常小,目前还不足以让电网调度专门思考如何平衡调度核电站的上网电量,这也是发电设备平均利用率较高的重要原因。目前,江苏省内在运行的核电机组仅为田湾核电站的1、2号机组,总装机容量为212万千瓦,截至2014年底,田湾核电机组容量仅占江苏全网总装机容量8583万千瓦的2.53%,2014年田湾核电站全年累计发电量167.67亿度,占江苏全网2014年总发电量4347.82亿千瓦时的3.85%。
6 风险预测
随着国家核电机组容量的不断增加,将导致资源、人才的减少分化及核电站之间竞价上网的局面迟早会出现。
能源环境决定了清洁高效的核电,将是未来中国电力工业发展的主力方向(虽然受今年日本福岛核电事故影响,但不会改变中国总体电力能源发展方向),当前我国核电事业发展相对迅速,这给相关行业带来了空前的发展机遇,同时我们也能看到,迅速发展的核电,对各种有限的资源和能力的需求也在急剧膨胀,有限资源的不断稀释,天然铀等战略资源被抢占,人才队伍一定程度的分化。且随着核电新成员的不断加入,电网核电容量不断增加,在提倡和谐社会、循环经济的大环境下,任何一个发电企业都不可能再享受“能发多少度电,电网就包销多少度电”这样的待遇,随着未来核电机组的增加,如果核电被迫参与“竞价上网”的方式,将对田湾核电站总体运营成本提出较高要求。
7 建议
7.1 苦练内功,打造“可靠性品牌”
核力发电虽然具有清洁环保的优势,但是在电网侧,它就是电力,产品本身不具备较大的竞争优势,且可替代性强,电网调度很在意的是电源侧的生产管理对整个电网的安全性和可靠性的影响,保证电网安全运行,是电网调度最在意的结果,所以我们必须苦练内功,让田湾核电站成为清洁、安全、可靠发电站的代名词。
7.2 降低生产运营成本,强化管控力度,实行风险管理,应对未来完全竞争市场的到来
前面,我们提到,如果未来核电站也将采用“竞价上网”的方式,来解决核电站之间的上网电量问题,那么我们田湾核电今天就应该开始注重建立、健全本企业内部的发电成本控制体系,以科学的发展观统领企业风险管理,以充足的准备来应对未来完全可能的竞争市场到来。
[关键词]发电站设备;安全运行;管理措施;探讨
中图分类号:TV738 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0174-02
前言:在我国电力行业不断发展的背景下,我国在进一步优化传统火力发电模式的同时,加大了水利发电站建设力度,在此背景下,基于电力系统自动化、智能化建设步伐的进一步推进,发电站逐渐实现了并网运行。而发电站作为电网运行的基础,承担着发电的职责与任务,需要以确保发电设备安全稳定运行为前提,进而才能够为实现安全生产目标、提高发电企业的经济效益并提升电网系统供电能力与质量奠定基础。
1、当前发电站设备安全运行管理的现状
当前,为了满足社会对电能的需求,我国电力行业在发展的过程中,为了提升电网的供电能力与质量,相应电网建设规模逐渐扩大,在此背景下,发电站发电量的增加促使相应发电设备的损耗随之提升,进而在实际运行的过程中难以避免的会存在一定的安全故障隐患,一旦出现运行安全事故问题,就会直接影响到发电站的正常生产。从目前我国发电站设备运行的现状看,所呈现出的安全运行问题如下:
1.1 运行状态存在安全隐患进而难以满足发电设备运行的可靠性
当前,我国发电站尤其是小型水利发电站中,在实际运行时以正步标法与暗灯法来实现并网,在此过程中,整个发电设备中,只有在发电机端口设置了继电保护装置,能够实现自动速断来实现保护设备的功能。很多小型的发电企业为了降低发电成本,提升自身的经济效益,在实际进行设备装备调整的过程中尚未实现自动化处理,以手动方式进行处理的模式下,基于10kV配线电线的作用,整体负电荷量过大,在进行并网处理的过程中,因同期时间难以实现有效把控,致使运行机组受到强大电流冲击时而导致相应的设备受损,长此以往,设备运行安全隐患系数加大。不论是电压电流强的状态下还是低电压电流状态下都会给发电设备带来的一定的影响,导致设备受损而降低了设备使用寿命,增加的安全风险隐患并促使维护维修成本随之加大。
1.2 保护装置设置不合理且管理理念与管理方法滞后
首先,在保护装置的设置上,当前我国大部分小型发电站,尤其是水电站,相应的装机容量低,而在进行保护装置设置的过程中,相应配置方法通常都是采用最为简单的方法,整个发电机组保护功能的实现通常都是依赖于低压断电来实现低电压与过电流保护,进而难以满足实际运行状态之需,设备运行安全隐患加大。其次,相应管理理念与管理方法滞后。在实际落实发电设备运行安全管理工作的过程中,由于相应管理理念的滞后性,致使现有管理模式陈旧,对事故预防处理措施的重视程度不足,一般都是以事后维修处理为解决问题的主要方法,难以确保发电设备的安全可靠运行;同时,在现有管理方法上,由于相应管理人员的专业技能水准偏低,加上尚未实现新技术方法的有效运用,致使难以为发电设备实现安全且经济运行提供必要技术支撑。
2、落实发电站设备安全管理工作的重要意义
对于发电企业而言,在实际生产的过程中,需要提高对安全生产的重视程度,落实相应安全生产管理措施,以确保发电站设备的安全可靠运行,进而提升发电企业的综合效益与竞争实力,为实现自身的可持续发展奠定基础。对于当前的发电企业而言,基于企业改革创新的背景下,需要以现代化管理理念的融入以及管理模式的搭建来实现发电设备安全运行管理工作的落实,在提高安全生产意识的同时,确保生产环节的高质高效落实,进而为实现自身的效益目标提供保障。同时,对于发电企业相应管理人员而言,只有相应的领导层在具备安全生产意识的同时,才能够将安全生产融入到企业管理、企业文化建设之中,进而强化员工的安全生产意识,确保发电设备的安全可靠运行,进而通过落实发电设备安全运行管理工作来延长设备使用寿命,降低设备运维成本投入,提升发电企业的经济效益,以促使发电企业在参与市场竞争的过程中,能够具备竞争的优势资本,促进自身的稳健发展。
3、实现发电站设备安全运行管理工作有效落实的途径
3.1 加强发电设备管理,实现运维管理与事故预防措施的完善制定与落实
对于发电企业而言,要向从根本上提升自身的经济效益与竞争实力,就需要更新自身的管理理念,强化对发电设备运行管理工作的重视程度,以设备运行安全事故预防措施的完善制定与落实来实现事前、事中与事后管理体系的搭建,以从根本上规避设备运行故障隐患,确保设备的安全经济运行。在实际践行的过程中,要强化对设备故障运维管理工作的重视,通过设备事故预防措施的完善落实来确保及时发现故障隐患问题,这就要求要定期落实设备故障检修工作,实现对相应技术参数的完善记录,及时明确设备运行的异常情况,根据相应故障现象来明确原因,以落实相应的解决措施,并做好相应的设备维修记录与相应文件的录入归档工作。同时,通过定期故障排除工作的落实,能够确保掌握设备运行状态,强化对设备运行情况的监管力度,为切实实现管理工作的完善落实奠定基础。
3.2 实现机组过电保护措施的完善落实
为了确保发电站的安全可靠且经济运行,就需要针对设备机组过电压保护问题进行完善解决,在实际践行的过程中,以水电站设备机组为例,可以DY-34型继电器的安装来实现保护功能,且在实际安装的过程中简单方便、成本低,但在实际进行两端闭接点连接的过程中,要确保相应的接触点具备充足的容量,然后落实相应的连接工作,以保证该设备能够实现对设备机组电压的有效保护,确保设备的安全运行,提高发电设备运行的安全经济性。
3.3 要以安全管理监督工作的有效开展来确保各项管理工作的完善落实
实现安全管理监督工作的有效开展,能够促使相应的管理人员规范自身的行为并实现相应技术方法的有效落实提供保障,以确保各项管理工作能够得到完善开展,进而提高该项管理工作的效率与质量。在实际践行的过程中,要求相应的监督人员要以设备安全巡查工作的完善开展为基础,实现相应巡查结果的完善记录,并以定期抽查的方式来进一步强化监督力度,确保掌握发电设备的实际运行状态,以规避安全运行故障隐患问题,并为设备维护工作的高效开展提供必要的信息依据。同时,要针对安全管理制度的实际执行情况进行全方位的监管,强化惩处力度,针对所发现的问题,要及时追究责任到个人,按照相应的处理条款来落实处理对策,以确保相应运维管理人员以及技术人员等能够积极的承担起自身的职责,规范相应人员的行为,提高该项工作的质量,为确保发电设备能够处于安全运行的状态之中奠定扎实基础。
总结:综上所述,对于发电企业而言,在实际开展生产管理活动的过程中,要强化对设备运行安全管理工作的重视程度,针对当前设备运行过程中所呈现出的问题,加强对发电设备管理的力度,落实监督工作,并有效解决当前发电设备过电保护问题,以从根本上实现对设备运行故障隐患问题的规避与控制,为提高发电企业的经济效益、促进发电企业的稳健发展奠定扎实的基础。
参考文献
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