【能源重磅】一条特高压就能解决四川弃水吗?真相是不能,省内通道不足才是弃水主因(文末有彩蛋)

能源学堂 2018-11-07 17:41:24

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2016年11月,雅砻江杨房沟水电站实现大江截流。图为施工现场。  /资料图

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四川水电弃水的重要原因的确是水电送出通道不够造成的,不过,此处所说通道应该主要是四川水电群到省内负荷中心的通道,其次才是跨省外送通道。

文 |艾明建

 民建四川省委经济委员会主任

四川省能源协会智库专家  

      

四川弃水问题一直争论不断。无论是从企业自身利益出发,还是从能源主管部门层面来看,大家都在寻找解决四川弃水问题的神丹妙药


今年全国两会期间,中国能源报上会记者采访了国家电网负责人,该负责人告诉记者:今年有新的特高压项目正在审批中,一条是青海-河南特高压直流工程,准备今年开工,全送清洁能源;另一条是四川-江西特高压直流工程,送电能力为1000万千瓦,每年可送500亿度电,而四川每年弃水达300多亿度,所以该项目要尽快审批下来。“可以说,一条特高压线路就解决四川的弃水问题,很简单。”


4月12日,国家能源局在京召开了推进四川水电外送通道建设工作会。会后印发的《关于推进四川水电外送通道建设工作会的会议纪要》明确指出:四川水电外送第四回特高压输电通道是电力发展“十三五”规划确定的重点工程,是落实党的十九大绿色发展的重要举措,是“西电东送”国家战略的重点项目,对于全国能源优化配置,充分利用四川水电资源,满足华中地区用电需求具有重要意义。会议要求,确保今年上半年具备核准开工的条件。


一时间,解决四川水电弃水问题似乎找到了神丹妙药,不少人为之雀跃。然而,也要不少人紧锁眉头,忧心忡忡。因为,纵观国家能源局的会议纪要,通篇只字未提第四回特高压输电通道能够解决当前四川水电弃水问题,甚至连弃水两个字都没有提。


一条特高压线路就能简单解决当前四川的弃水问题吗?下面,笔者就依据自己所掌握的有关资料,来浅析这个问题。



01

造成四川统调水电机组弃水的主要原因


目前造成四川水电弃水的主要因素,大多数人都说是水电开发与外送通道不匹配造成,特别是第四回通道一直没有落实。笔者认为,四川水电弃水的重要原因的确是水电送出通道不够造成的,不过,此处所说通道应该主要是四川水电群到省内负荷中心的通道,其次才是跨省外送通道


目前,四川统调水电机组弃水,主要分布在两个大的区域,即甘孜雅安区域和攀西甘南区域。


甘孜雅安区域,分别有3大水电群。


一是康定-泸定地区的长河坝、猴子岩、泸定、黄金坪等大中型水电群,现有500千伏输电通道4回经到成都蜀州


二是九龙-石棉地区的大岗山、龙头石、九龙河等大中型水电群,现有500千伏通道经雅安各2回分别到成都蜀州和成都尖山


三是汉源-金口河瀑布沟、深溪沟、枕头坝、沙坪等大中型水电群,共有500千伏输电通道4回到眉山东坡。


攀西甘南区域,分别有2大水电群。


一是甘孜南部硕曲河、定曲河等,凉山水洛河、木里河等中小型水电群,现有2回500千伏通道经西昌分别到自贡洪沟、乐山沐溪


二是攀枝花桐子林和凉山中小水电群,现有500千伏通道4回,分别到自贡洪沟、乐山南天。


随着四川投产的三回特高压直流线路形成了四川电网“强直弱交”,丰水期,国家调度中心为保障特高压直流外送满负荷运行时的四川500千伏电网安全,一直采取限制甘孜雅安区域和攀西甘南区域500千伏输电通道的输送容量的办法,再加上近几年又新增的不少水电站,因此,这2个区域的水电群丰水期有大量水电站因省内送电通道能力的不足,造成发电能力受限而大量弃水


根据《中国电力报》2017年6月刊登的文章透露:受四川电网结构薄弱及“强直弱交”特性的影响,部分水电送出通道能力受限,水电发电能力不能得到完全释放。截止目前,水电受阻约1200万千瓦,占水电装机的31.8%,严重制约了四川水电发电和外送,特别是高峰时段,外送的增加,直接导致四川电网备用紧张。


2017年7月以后,这2个区域又投产长河坝130万千瓦,猴子岩170万千瓦,沙坪二级、上通坝和立州等大型水电站投产500万千瓦左右,2018年丰水期,这2个区域受阻容量将增加到1700万千瓦以上,弃水电量将会进一步增加。


按照国家调度中心安排的丰水期这种运行方式,四川电网为了保证自身安全,不得不提高燃煤火电机组运行容量来保障电网的调峰能力。因此,出现了丰水期一方面水电在大量弃水,另一方面又出现燃煤火电机组按全年最大开机方式运行这一反常现象,这是造成当前四川统调水电机组弃水电量大量增加的重要技术原因。


02

解决弃水问题的对策和建议


少四川水电弃水的途径无非是进一步加大省内、省外市场消纳,当前重点是首先加大甘孜雅安区域和攀西甘南区域送电通道能力加大,这样既可以将水电群的电力丰水期多送入成都等负荷中心,增加省内用电,保障四川电网安全,又可以增加水电外送能力,减少丰水期燃煤火电机组的开机,有利于节能环保。


随着四川省经济的的回暖,一季度四川省的用电量同比增长13.2%,大大高于2017年一季度5.97%增长率。预计成都地区用电负荷中心将在今年丰水期创新高,如果不尽快新增水电群送电到成都地区的通道,成都地区将面临有电用不上局面。


省内通道建设问题


① 加强与国家电网(国家电力调度中心)的沟通衔接,在丰水期统筹兼顾四川雅康、攀西500千伏水电通道输电能力,合理制定特高压直流外送方式,进一步减少对雅康、攀西500千伏水电通道输电能力的限制,使现有水电通道发挥最大潜力


最近,国家电网公司完成了西南电网异步运行试验,就可以将攀西断面的送电能力提高200万千瓦,川渝通道送电能力提高100万千瓦左右。


② 近期尽快开工已纳入国家“十三五”规划的雅安加强工程、康定至蜀都改接和串补等500千伏水电通道建设,工程投产后,可以将甘孜雅安水电群多送500万千瓦左右到成都等负荷中心

③ 尽快争取将四川省中长期目标电网规划纳入国家“十三五”电网规划。根据这个规划,新建设阿坝-成都-乐山-甘孜的四川特高压交流环网,输电能力不仅能解决现已受阻水电送出,还能将正在建设的大渡河双江口200万千瓦和雅砻江两河口300万千瓦2个有年调节能力的龙头水库电站及其周边的大渡河巴底,巴拉,金川、巴底等,雅砻江牙根一、二级等大型水电站一并送出


四川省能源局已在近期向国家能源局上报了《四川省中长期目标电网研究》报告,如能及早得到国家能源局和国家电网公司的认可,将四川特高压交流环网纳入国家“十三五”规划,及早实施,争取在 2020年左右开始投产,既可逐步解决甘孜雅安水电群的弃水问题,又能保障成都、乐山、眉山和川南地区的中长期用电。


外送通道建设问题


虽然国家确定建设凉山盐源在新建到江西的第四回特高压直流通道来加大四川水电外送,但是根据国家能源局4月《关于推进四川水电外送通道建设工作会的会议纪要》,提出送电电源为雅砻江中游4个水电站共计750万千瓦。


目前,核准开工在建的只有杨房沟、卡拉2个电站共326万千瓦,最早要在2021年才有机组投产,完全不属于当前需要解决弃水问题的电站。按着国家电网公司安排,第四回特高压项目今年上半年开工,2020年底才能投产。因此,该通道无法解决当前至 2020年水电弃水


建议采取以下措施:


① 督促国家电网公司加快第四回特高压项目的前期工作,尽快开工建设,争取2020年丰水期前投产,实施“网对网”外网外送,首先外送消纳已有的四川统调水电机组富余电量。


② 对于雅砻江中游尚未核准开工的2个电站,要结合四川已有统调电网水电机组富余电量有效消纳实际情况,合理安排核准开工时间,确保现有机组富余电量优先外送消纳。


综上所述,要真正解决四川省水电弃水问题,送电通道必须交直流双修,优先加快建设省内特高压交流环网和500千伏通道,积极促进跨省直流通道建设,双管齐下,才能真正解决四川水电弃水问题。

来源:中国能源报

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1、常见泄漏的种类


一般天然气计量站场的设备主要有分离器(有立式和卧式两种),收、发球筒、阀门(包括:球阀、旋塞阀、闸阀等)、汇气管、管线(主要有正常外输管线、放空管线、排污管线等)。其它的如变送器(温度变送器、压力变送器等)、清管球通过指示器、温度表、压力表等。所以泄漏也是从这些设备中产生的。这些设备和仪器、仪表之间的连接形式主要是法兰连接、焊接和螺纹连接。在天然气站场,最常漏气的位置就是静密封点处,如法兰、螺纹接口处,但管线穿孔泄漏也时有发生,主要是管线弯头处,特别是排污管线和放空管线的弯头处,在线路上最常见的泄漏是由第三方破坏和管道穿孔引起的。根据现场实际情况我总结出常见的泄漏主要有以下几类:

(1)法兰之间的泄漏;

(2)管道泄漏;

(3)螺纹泄漏;

(4)阀门泄漏;

(5)压力、温度改变的位置处泄漏

(6)工人操作规程和流程切换所造成的泄漏。

2、常见泄漏的原因分析及处理措施


2.1 法兰间泄漏

2.1.1法兰间泄漏的原因

法兰连接是天然气管道和设备连接的主要形式,其泄漏也是天然气站场泄漏的最为主要的形式之一。法兰密封主要是依靠其连接的螺栓产生的预紧力,通过垫片达到足够的工作密封比压,来阻止天然气外漏的。对于天然气管道,由于其输送介质具有腐蚀、高压以及输送过程中产生振动等特点将会引起天然气管道法兰密封失效而造成泄漏。天然气站场法兰泄漏主要有如下原因:

(1)密封垫片压紧力不足,安装密封垫片出现偏装,螺栓松紧不一,两法兰中心线偏移。这种泄漏主要是由于操作工人施工、安装质量引起的。

(2)由于脉冲流、工艺设计不合理,减振措施不到位或外界因素造成管道振动,致使螺栓松动也会造成泄漏,或管道变形或沉降造成的泄漏,这是由于外界对管道的影响从而影响连接部位造成松动所致的泄漏。

(3)螺栓由于热胀冷缩等原因造成的伸长及变形,在季节交替时的泄漏主要是由这种故障引起的。

(4)由于天然气腐蚀,密封垫片长期使用,产生塑性变形、回弹力下降以及垫片材料老化等也会造成泄漏。


2.1.2法兰泄漏的处理方法:对于法兰泄漏,一旦发现,应采取相应的措施及时处理,否则会造成刺漏,严重影响安全生产。法兰泄漏的处理方法主要有以下几点:

(1)对于由于管线的冲刷、振荡引起的泄漏主要依靠降压法,减少气体冲刷管线,或对法兰处的压力放空减压以减少其泄漏。

(2)对于因密封垫片腐蚀造成的泄漏可采用更换新的密封垫片的方法。这种方法可选用塑性好、弹性好、耐腐蚀好、抗温抗压好的密封垫片材料。例如对于压力大的管材可采用缠绕式石棉垫片与薄金属带相间缠绕制成的金属垫片

(3)由于螺栓热胀冷缩等原因造成的伸长及变形而引起的泄漏可采用选择新螺栓,新螺栓一定是能够抵御热胀冷缩的螺栓从而减少其泄漏。

(4)对于由于操作工操作失误所导致的泄漏应注意操作工的操作规程例如正确安装密封垫片在安装的过程中要正中两法兰正中线不能偏移,安装螺栓要松紧一致,不能装斜。

2.2 阀门泄漏

阀门由于受到天然气的温度,压力、冲刷、振动腐蚀的影响,以及阀门生产制作中存在的缺陷,阀门在使用过程中不可避免也会产生泄漏,常见的泄漏多发生在填料密封处、法兰连接处、焊接连接处、丝扣连接处及阀体的薄弱部位上。

2.2.1阀门泄漏原因

(1)阀门的泄漏主要是针对阀体的泄漏。阀体的泄漏主要是由于阀门生产过程中的铸造缺陷所引起的。当然,天然气的腐蚀和冲刷也会造成阀体泄漏,这种泄漏常出现在减压阀上。

(2)密封填料的泄漏也是阀门的主要泄漏原因之一。由于密封填料型号不一,密封填料老化、腐蚀等原因也会造成气体从密封填料中泄漏。

(3)注脂嘴的泄漏也是其主要原因,这种情况一般是由于单向阀失效所造成的。


2.2.2阀门泄漏的处理办法

(1)针对阀体的泄漏可排除气体中的杂质以减少对阀门的腐蚀,降压或也可采用耐压、耐温较好的阀门材料。

(2)对于老化的密封填料可重新更换型号一致,材料较好的新密封填料。

(3)对于注脂嘴泄漏可加入密封脂得以解决其泄漏。

2.3 螺纹的腐蚀

2.3.1螺纹腐蚀的原因目前,天然气站场常采用的是API锥管螺纹连接,锥管螺纹包括圆螺纹、偏梯形螺纹,设计锥度为1/8,其密封是由内、外螺纹啮合的紧密程度决定的。由于结构设计的原因,啮合螺纹间存在一定的间隙。螺纹密封的泄漏与螺纹之间的间隙和使用的密封材料是有一定关系的,间隙大或密封材料不恰当都会造成泄漏。

2.3.2螺纹腐蚀的消减方式针对间隙大、密封材料不恰当的原因应采用四氟乙烯胶带密封或弹性密封环结构的螺栓连接或采用焊接都可以消减其泄漏量。

2.4 管道的泄漏

2.4.1管道泄漏的原因

(1)夹渣、气孔、未焊透、裂纹等焊接缺陷所引起的泄漏,随着焊接技术的发展和施工质量以及检测手段的提高,这种焊接缺陷可以逐渐减少。

(2)腐蚀所引起的泄漏管道中的腐蚀主要是由管道中的气体杂质水、硫化氢、二氧化碳造成。管道中的水和氧产生反应生成三氧化二铁,造成管道内部腐蚀或硫化氢和氧结合生成氧化物造成腐蚀,腐蚀的管道将会使管壁减薄造成泄漏。


2.4.2消减措施

(1)选用良好的焊接技术,焊缝合格以减少其泄漏。

(2)采用天然气杂质消除技术例如消除杂质水就用甘醇脱水法,消除杂质硫就采用化学吸附纯胺法。

(3)周期性清管,减少硫化铁铁粉:

(4)根据下游用气量做好管道末端气量的储存,尤其在冬季大气量来临之前,以备用气充分,避免气流速度过快,导致管道里边扬尘,造成很大的磨损。

(5)做好设计,弯头厚度要加厚。

3、总结


从上面所看,天然气站场由于泄漏引起的事故时有发生,造成严重的后果,为了使天然气站场的泄漏得到有效的控制,减少泄漏就要从设计和管理两方面入手,才能取得较好的效果。为了能够更好的减少泄漏,我个人总结了几点建议作为结束语仅供大家参考:

(1)变法兰连接和螺纹连接为焊接,减少漏起点和静密封点

(2)加强日常巡检、维护和管理,坚持一小时巡检制,对密封处进行检查,如发现异常及时报调度拟定最合理的应急预案将事故消灭在最初的萌芽状态。

(3)站场建立可燃气体报警系统,一旦出现泄漏,可及时进行报警。

(4)加强气质管理,做好清管工作和分离过滤以及天然气的净化工作以减少管道腐蚀。

(5)做好末端储气工作。避免下游流体速度过快,导致冲刷严重。

(6)提高工人技术水平和实际操作规程的熟练度,保障不因工人的误操作或工艺流程倒错而造成管道的泄漏。

文章转自:天然气智库,作者:王守凤、刘佳,文章版权归原作者所有,如需转载请标明出处和作者,如有侵权请联系小编删除。


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