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摘要:建设和运行管理,是水电站的必经阶段,水电站建设主要包括设计、机电设备选型、设备监造、现场安装调试、试运行等。水电站运行的主要任务是:提高运行的管理水平,增加发电效益、确保电网的安全。根据对塔日水电站在建设与运行中存在的问题分析,对夏特水电站建设在设计、机电设备选型、设备监造、现场安装调试、运行管理等各阶段提出几个方面的对策。
关键词:夏特水电站建设运行管理对策
一、电站基本情况概述
克孜河共拟建四个水电站,塔日勒噶水电站为第一个梯级电站,已于2015年5月15日建成投产。夏特水电站为第二个梯级电站,夏特水电站采用引水式发电,运行方式为从上一梯级塔日勒嘎电站厂房尾水取水,引水至下游夏特河与克孜勒河汇合口左岸上游约1.7km处电站厂房发电,尾水进入八村水电站,其运行方式受上游塔日勒嘎水电站运行方式控制。夏特水电站主要建筑物有引水系统、主副厂房及安装场、开关站等。电站安装4台混流式水轮发电机组,单机容量62MW,总装机248MW。
二、设计阶段需要注意的问题与对策
总结塔日电站设计缺陷的经验教训,夏特电站在设计阶段需改进以下几个方面的问题:
(一)高低压开关柜、干式变压器等一次设备应设置微机五防系统:塔日电站建设时,运行管理单位就发现未设置微机五防系统,并要求设计增设,但根据设计回复,小型电站小不需要设置微机五防系统,但在塔日电站投运以后的安全性评价、电力生产标准化等都明确提出微机五防必须设置,迫使电站运行管理单位进行相关技术改造工作,不仅影响了电站运行的可靠性管理,还增加了运行管理成本。
(二)柴油发电机室设计时必须考虑油机分离,并将照明开关设置在室外,照明灯具和插座必须采用防爆型,避免出现塔日电站大坝和厂房油机未隔离、灯具采用普通照明灯具的而不得不在运行阶段再进行技术改造的缺陷。
(三)直流系统及厂用电系统各段在设计时,应配备充足的备用开关,塔日电站直流系统及厂用电系统备用开关偏少。
(四)在设计时,电缆清册统计各型号电缆长度时要考虑电缆布置余量,避免出现塔日电站建设电缆严重不足情况,进行二次采购的情况,不仅采购人工投入,还严重影响了施工进度。
(五)夏特电站出线场套管及GIS进线套管、主变套管等,图纸设计时,应注明户外进出线高压套管必须加涂PRTV防污闪涂料说明,塔日电站在并网安全性评价和技术监督都提出各套管未加涂PRTV防污闪涂料,要求整改后才能通过验收,影响了塔日电站的顺利投产。
(六)故障录波等重要设备、功率变送器等重要测量仪器均应设计UPS电源,塔日电站在并网安评和技术监督都提出此问题,要求整改后才能通过验收。
(七)夏特电站设计时必须采用最新的规范要求,同时还要收集采用国网新疆电力公司及最新的二十五项反措、二次安防等电网调度的技术要求,特别是二次安防在2017年国网新疆电力公司对提出了一系列技术要求和检查整改要求。比如:塔日电站设计时未在厂房的最低层(含操作廊道层)装设水位信号器。按《水力发电厂自动化设计规范》(NB/T35004-2013)第6.6.1条和6.6.2条的要求,夏特水电站必须设计防止水淹厂房报警和水位信号报警器。
三、机电设备选型需要注意的问题与对策
设备选型是设备管理的重要环节,首先将规划要求纳入考虑范畴,着重考虑设备运行全过程的经济和技术因素,对不同厂家、不同品牌、不同规格性能的同类设备进行比较筛选,最后选定最合适的设备,使设备选型工作向着制度化、科学化方向发展,彻底杜绝形式主义、弄虚作假等现象发生。
(一)夏特电站水轮发电机组、主变压器、GIS等主设备一定要选择知名厂家,设备选型要先进的、免维护的。塔日电站2015年9月底并网发电,三年多的时间过去了塔日电站主设备都运行稳定,没出现大的缺陷,说明塔日电站主设备在选型、厂家选择、设备配置上是成功。主设备选型成功、质量可靠就可以大大降低设备在汛期满负荷长期运行的故障率,大大降低非计划停运风险,减少因非计划停运产生的损失电量。选择主设备时,在选择知名厂家的同时,还应该树立只买贵的不买便宜的观念,因为贵有贵的道理,贵就代表先进的技术,贵就代表同样的元器件都是用的质量好的、动作可靠的。夏特电站主设备要求至少运行20年,选择贵的主设备,在20年里减少非计划停运而造成的电量损失和考核,减少维护成本所产生的效益绝对是购买时贵出价钱的许多倍。最主要的是只有主设备运行稳定可靠,才能实现真正的运维合一。
(二)夏特电站各辅助系统设备也应该选择主流厂家,设备选型要先进的、免维护的。以塔日电站投产以来的运行情况为例,调速器系统设备采购价格较低,对应设备问题最多,经常出现油泵不能正常建压情况,特别是汛期四台机组满负荷运行时出现此缺陷而引起非计划停运,不仅损失发电量,还要受到电网系统的安全稳定运行考核。另外,每年消耗的备品备件的增加,不但增加了费用,也给维护人员增加了不少工作量。相反若采用价格贵的可靠的设备,只是一次性增加了投入费用,但可以节省下每年的备品备件费用也不会损失电量,同时减少了维护工作量,这样也有利做到运维合一。
我认为主、辅设备运行可靠、故障率低是运维合一的先决条件。大家都知道水电站若实现运维合一,将会大大节约人力成本。若主、辅设备故障率高、重复缺陷反复出现,维护工作量大,还必须配置专门的维护人员消缺,从而无法实现维护人员上运行,运维合一、关门运行将成为一句空话。总之,主、辅设备都应选择知名厂家、型号先进的设备。从而实现运维合一,关门运行。现阶段,实现运维合一、关门运行是公司努力的方向,也是公司降本增效的最好举措。
(三)因为夏特电站和塔日电站是我公司所属的梯级电站,建议在设备选型采购时,同类型设备及自动化元器件尽量采购一个设备厂家,如:各辅助设备的PLC尽量用同品牌,塔日电站计算机监控系统、技术供水、低压气、渗漏排水、调速器油压装置控制柜PLC采用的是“GE”的产品;蝶阀、尾水台车、桥机、溢洪道、冲砂洞控制柜PLC采用的是“施耐德”的产品;调速器控制柜PLC采用的是“西门子”的产品。若要求各设备厂家都用同型号PLC,既有利于组织开展设备投产前的试验调试及投产后缺陷处理。又有利于备品备件的采购和降低备品备件数量,从而降低库存成本。同时还有利于和厂家的沟通协调,以及有利于组织厂家、专业技术人员开展深入培训,培养适应本公司生产技术管理的专业技术队伍。
四、设备监造阶段需要注意的问题与对策
设备制造是设备故障可题发生的主要原因,为保证设备良好运行,降低故障发生率,必加强对设备监造管理的重视,不断提高监造管理的水平,尤其要做好原材部件、装配的监造管理,オ能有效提高电力设备的质量和安全。
(一)运维人员要参加设备监造,他们参加就可以掌握设备的构造原理,熟悉了解设备,为以后实际操作维护打下基础。
(二)运维人员在设备监造中要加强学习,通过设备监造对设备进行学习,与以往的在书籍、图纸、说明书上学习更为直观、全面和深入。
(三)发现设备设计、制造的缺陷并提出改进意见是运维人员参与设备监造的最大职责。运维人员有着丰富的运行维护经验可以发现一些设计不合理,不利于维护和巡检的缺陷,对这些缺陷进行改进。
五、机电设备安装阶段需要注意的问题与对策
(一)运维人员应全员、全过程、全方位参与到工程建设中。有了他们的参与就会在设计阶段、设备出厂验收、机电设备的安装调试中发现问题、解决问题,在各阶段施工中消除各类设备缺陷,这样就可以减少接机时的设备缺陷,进一步保证后期设备的安全稳定运行。以塔日电站为例,运维人员加强对设备制造、验收、机电安装等工序的监管,且按照专业分工分系统对设备到货及安装情况进行跟踪,并形成现场工作日志。日志内容包括水工建筑物、机械设备安装调试、电气设备安装调试、现场安装缺陷及处理措施等,该日志内容每日上传内部QQ群共享中,以做到资源共享,及时发现问题,及时解决问题,为后续顺利接机投产做好准备。
(二)运维人员要参加新机并网相关工作。以塔日电站为例,运维人员与国网公司和新疆电监办沟通联系,按照新疆电网《一站式服务规范》的要求给电力公司先后报送相关资料,该项工作稳步推进,取得了较好的成绩。塔日勒嘎水电站《并网原则协议》、《并网调度协议》、《购售电合同》、《供用电合同》都签订完成;机组、线路调度命名工作顺利完成;电站涉网和特殊试验等工作顺利完成;电站并网等工作顺利完成。此外,与疆南电网电力调度中心多次沟通决定选派七名员工到疆南电力调度中心参加电力调度培训,选派员工与疆南电力调度中心人员一起值班,了解疆南电网运行调度方式和工作特点,为电站发电后的实时营销调度打下了良好的基础。
(三)建管结合、无缝接机。运维人员从安装、调试、启动试运行等过程全程跟踪,将各设备工艺、质量要求等作为重点,所有的验收工作,均需运维人员参加签字,否则,不能通过,运维人员发现问题后,及时要求相关单位进行整改,不能整改的,及时反映到项目管理方,由其负责协调、督促设备设计、制造厂家和安装单位进行整改,同时运维人员继续跟踪整改情况,使不符合项得到整改。运维人员以最终用户身份参加现场安装监管和调试工作,将隐患消除在设备投运之前,真正做到了安装调试、启动试运行全过程的质量闭环管理,不但提高了发电设备的可靠性,也提升了各专业人员的业务水平,并加大了生产运维人员在“建管结合”中的话语权。以塔日电站为例,经过公司领导的正确领导、全体员工的努力奋斗,4台机组均提前并网发电,完成72试运和满足电网运行要求进入商业运行。塔日电站4台机组全部在汛期之前完成并网发电,为塔日电站完成全年电力生产目标打下了牢固的基础。且因为运维人员提前进场,对设备安装调试全程跟踪、参与,使得电站在试运后出现的缺陷较少。为电站的安全稳定运行夯实了基础。实现了无缝接机。
六、运行阶段需要注意的与对策
(一)近年来,上级公司一直在倡导运维合一的管理模式,但这项工作在各子公司所属的电站均未能有效实施,我认为真正的运维合一就是取消维护班,维护和运行一起倒班、一起巡检、一起维护和消缺。目前,按上级公司电力生产管理模式,每个电站都配备了运行班和维护班。以塔日电站为例,维护班配置十余人,每天去厂房巡检、维护。运行班也配置十余人,每天倒班巡检。塔日电站自投运前以来,一直进行探索研究怎么优化运维管理。因电站员工偏年轻化,所以塔日电站在安装期,就结合运行人员专业情况定专业跟踪调试,并要求对专业设备的维护消缺达到专职维护人员的水平。而对维护人员是根据现场工作情况和阶段,不定期轮换到运行值班岗上班学习,直到具备值长的能力。经过这几年的探索与实践。目前,塔日电站也已基本具备运维合一的条件,如果夏特电站投运后,推行运维合一管理模式,塔日电站的电力生产人员将基本可以兼顾塔日和夏特两个电站运维管理,这样将大大节约了人工成本,以达到降本增效。
(二)夏特电站运行要实现真正的属地化。真正的属地化就是电站运维人员都是喀什、克州本地区人员。这样至少有三个好处,一是队伍稳定,二是大倒班方式好确定,三是可以大大降低员工交通成本。
(三)夏特电站运行要实现真正的大倒班。大倒班是水电站最合理的倒班方式,以前塔日探索了几个大倒班方案都没能实现,主要原因是人员太杂,四川的、北疆的、周边的。夏特电站要下定决心实现真正的属地化,就可以推行大倒班模式,实现大倒班也是降本增效的一项有效措施。
(四)夏特电站运行要实现状态检修。状态检修有一定风险,但对降本增效来说,可以将风险和效益进行权衡。这些年,一直按照上级公司要求,按照检修导则及预防性试验规范来开展检修和年检预试,花费大量费用,但每年的检修和年检预试究竟作用有多大,值得深思。目前公司正处在严重亏损的艰难时期,要扭亏为盈就必须降本增效,状态检修就是最大的降本方式。个人认为:水电站所用的检修导则及预防性试验规范已不能满足这些年先进的工艺设备的发展趋势,个别条款已不能指导水电站的检修模式,若推行状态检修管理,将节约大量检修成本。
(五)夏特电站运行要实现和塔日、光伏和八村的流域控制,就是要建立集控中心,实现流域调度,优化调度结构,以节约调度成本。
结束语
当前,随着科技水平的迅猛发展,对水电站建设、运维管理的要求也越来越高。要想合理利用资源,优化建设、运行管理,必须从设计、设备选型、设备监造、运行管理等多个环节科学思考,通过提高设备本质安全和人员管理技能水平,调整优化管理结构,从而实现夏特水电站降本增效。
参考文献
[1]赵红伟.水电站机电设备运行管理探讨[J].城市建设理论研究.2014.
[2]梁勇.水电站机电设备维修管理策略研究[J].科技与企业.2014.