簡(jiǎn)述水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的檢修和故障改造

一、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)的要點(diǎn)

1.機(jī)組運(yùn)行中，注意調(diào)速器油壓表與壓油槽油壓表的指示不能相差過(guò)大。

2.機(jī)組在停機(jī)過(guò)程中，應(yīng)盡量縮短低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的35％～40％時(shí)，可加閘制動(dòng)。

3.機(jī)組在運(yùn)行中，導(dǎo)水葉的開(kāi)度限制應(yīng)放在機(jī)組最大出力的限制位置。當(dāng)機(jī)組起動(dòng)與系統(tǒng)并列時(shí)，如發(fā)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)不穩(wěn)定，可用開(kāi)度限制使其穩(wěn)定。在與系統(tǒng)并列后，可將開(kāi)度限制放在機(jī)組最大出力限制的位置。

4.定期檢查主軸的擺度。

5.機(jī)組運(yùn)行中，還應(yīng)定期做如下工作：

1)定期切換壓油裝置的油泵和導(dǎo)軸承油泵，以防電動(dòng)機(jī)受潮。

2)調(diào)速器各杠桿的連接處要定期注油。

3)各汽水分離器要定期放水。

4)定期清掃橡膠水導(dǎo)軸承潤(rùn)滑水的過(guò)濾器。

5)機(jī)組備用時(shí)，定期做橡膠水導(dǎo)軸承備用潤(rùn)滑水的投入試驗(yàn)。

二、水輪發(fā)電機(jī)組的檢修

1.定期檢修

定期檢修制度具有一定的科學(xué)性，并經(jīng)過(guò)了大量的機(jī)組運(yùn)行資料的積累，經(jīng)過(guò)認(rèn)真詳細(xì)的分析和總結(jié)，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行發(fā)生故障的時(shí)間間隔來(lái)決定檢修周期。一般說(shuō)來(lái)，水輪發(fā)電機(jī)組的檢修盡量安排在枯水季節(jié)進(jìn)行，已損失機(jī)組的可利用小時(shí)數(shù)來(lái)把發(fā)電損失減少到最低，對(duì)電網(wǎng)而言，只要有足夠的備用容量，部分機(jī)組檢修是完全可以的。另一方面，定期檢修因?yàn)闀r(shí)間安排充足，各種情況考慮較周全，能夠?qū)σ恍┎灰妆O(jiān)測(cè)到的水輪發(fā)電機(jī)組缺陷進(jìn)行處理，比如：氣蝕磨損程度、機(jī)械聯(lián)接螺栓斷裂情況、流道水工建筑物的損壞情況等。而若在豐水期才發(fā)現(xiàn)這些缺陷再安排時(shí)間進(jìn)行檢修，將增大發(fā)電損失。因此，一般小故障和缺陷留待枯水季節(jié)機(jī)組定期檢修時(shí)再處理，而在豐水季節(jié)盡量讓機(jī)組滿發(fā)多發(fā)電，少停機(jī)，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.狀態(tài)檢修

所謂水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修，就是采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控專家系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況及參數(shù)進(jìn)行全面記錄、監(jiān)視、檢測(cè)，分析和預(yù)測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常情況時(shí)，合理科學(xué)地做出判斷或診斷，并提供可靠的報(bào)告，以作為水輪發(fā)電機(jī)組檢修的依據(jù)，此時(shí)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有針對(duì)性的檢修，以保證機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定。只要計(jì)算機(jī)的所有傳感元件可靠，所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)是真實(shí)的，在重要部位配置雙重化的自動(dòng)化傳感元件，即使某一自動(dòng)化傳感元件出現(xiàn)故障，計(jì)算機(jī)監(jiān)控專家系統(tǒng)也能進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷處理，且不影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

三、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中的故障改造

1.水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中的振動(dòng)

1)導(dǎo)軸承缺陷。當(dāng)導(dǎo)軸承松動(dòng)、剛性不足、運(yùn)行不穩(wěn)而潤(rùn)滑不良時(shí)，會(huì)發(fā)生摩擦，引起反向弓狀回旋，即橫向振動(dòng)力。導(dǎo)軸承間隙過(guò)小，會(huì)把轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)傳給支座和基礎(chǔ)，導(dǎo)軸承間隙過(guò)大，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)大。適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軸承間隙，才有可能同時(shí)保證轉(zhuǎn)軸與支座的振動(dòng)均在允許范圍內(nèi)。

2)水力不平衡。當(dāng)流入轉(zhuǎn)輪的水流失去的軸對(duì)稱時(shí)，出現(xiàn)不平衡的橫向力，于是造成轉(zhuǎn)輪振動(dòng)。水流失去軸對(duì)稱的主要原因是過(guò)流通道不對(duì)稱，如：蝸殼形狀不正確，導(dǎo)葉開(kāi)度不均，引起轉(zhuǎn)輪壓力分布不均，在流道中塞有外物，轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)偏心等。

3)尾水管中水力不穩(wěn)定。尾水管中水力不穩(wěn)定現(xiàn)象，主要指尾水管中的水壓周期性的變化，壓力脈動(dòng)作用于機(jī)組和基礎(chǔ)上，就引起振動(dòng)、噪音和出力波動(dòng)，同時(shí)它對(duì)尾水管有相當(dāng)大的破壞作用。這種情況一般發(fā)生在非設(shè)計(jì)工況下，水流在尾水管進(jìn)口有一個(gè)圓周分量，形成旋流。當(dāng)此分量達(dá)一定值時(shí)，便在尾水管中出現(xiàn)渦帶，使尾水管的水流發(fā)生周期性的變化，引起水壓脈動(dòng)和管壁振動(dòng)。

2.機(jī)組頂蓋排水改造

電站水輪機(jī)頂蓋排水原設(shè)計(jì)為自流排水，即頂蓋集水從水輪機(jī)頂蓋上環(huán)和座環(huán)自流排到集水井。但由于設(shè)計(jì)和制造方面的原因，一方面自流水口過(guò)小短期內(nèi)已被泥沙堵死，無(wú)法疏通，另外排水口過(guò)高，油盆浸在水中，轉(zhuǎn)動(dòng)油盆的高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)積水轉(zhuǎn)動(dòng)，水進(jìn)油盆，無(wú)法正常運(yùn)行。

1)頂蓋排水方案

針對(duì)上述問(wèn)題，幾年來(lái)曾作過(guò)種種嘗試，如真空泵抽水，自吸式射流泵排水等，但效果都不明顯；油盆多次被淹，嚴(yán)重制約著電站的正產(chǎn)生產(chǎn)。經(jīng)與同類水電站比較，設(shè)想采用新的改造方案，即從頂蓋以上側(cè)墻上打孔，以求獲得理想效果。頂蓋排水高程的選擇，以稍低于主軸密封裝置的抗磨板上沿為宜，這樣既能確保密封裝置正常運(yùn)行，叉能盡量加大集水的排泄，不至于引起水流的旋轉(zhuǎn)飛濺進(jìn)入油盆。

2)順蓋排水方案預(yù)設(shè)效果

與該站情況相似的毫米電站機(jī)組頂蓋排水改造后的效果十分理想，再也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)水淹油盆的情況，備部運(yùn)行正常，解決了水輪機(jī)排水難的問(wèn)題，在借鑒經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，我們?cè)谕评瓧U下部位置采取試驗(yàn)的結(jié)果表明，該方案是可行的，能夠達(dá)到理想效果。

3.減小機(jī)械損失，提高機(jī)組效率

1)推力軸承改造

目前彈性金屬塑料瓦技術(shù)成熟，造價(jià)不高，應(yīng)用廣泛。逐步取代傳統(tǒng)的巴氏合金推力瓦。與巴氏合金相比，彈性金屬塑料瓦突出的優(yōu)點(diǎn)是磨擦系數(shù)小，因此用彈性金屬塑料瓦替代巴氏合金瓦可以減小機(jī)械損失，提高機(jī)組效率。

2)改造發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，減小機(jī)組通風(fēng)損耗

老式風(fēng)路系統(tǒng)，風(fēng)量分配不合理，漩渦大，風(fēng)損大，擋風(fēng)板過(guò)多，給檢修、維護(hù)帶來(lái)不便。因此對(duì)于定子線圈及轉(zhuǎn)子線圈絕緣沒(méi)有缺陷的機(jī)組，可以不對(duì)定子及轉(zhuǎn)子進(jìn)行改造，而只改造通風(fēng)系統(tǒng)，就可以提高發(fā)電機(jī)的容量。鹽鍋峽電站就是采用這種改造方式。這樣即可節(jié)省投資，也可縮短改造的工期。

四、保證水輪發(fā)電機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1.水輪機(jī)運(yùn)行的基本要求

1)在水輪機(jī)的最大和最小水頭范圍內(nèi)，水輪機(jī)應(yīng)在技術(shù)條件規(guī)定的功率范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。必要時(shí)可采取提高振動(dòng)穩(wěn)定性的措施。

2)水輪機(jī)需超額定功率運(yùn)行時(shí)應(yīng)報(bào)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)；水輪機(jī)因振動(dòng)超限需限制運(yùn)行范圍，其具體數(shù)據(jù)均需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)鑒定后確定，并報(bào)上級(jí)主管部門備案認(rèn)定后方可執(zhí)行。

3)機(jī)組一般應(yīng)在自動(dòng)調(diào)整情況下運(yùn)行，導(dǎo)葉開(kāi)度限制應(yīng)置于相應(yīng)最大功率的開(kāi)度位置。只有在調(diào)整器電氣控制部分故障而機(jī)械控制部分正常時(shí)，機(jī)組才可改為手動(dòng)運(yùn)行。

2.發(fā)電工況下的水輪機(jī)運(yùn)行

在滿足電網(wǎng)要求下，水輪機(jī)按效率試驗(yàn)確定的運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線要求，盡量運(yùn)行在最優(yōu)效率區(qū)?？蛰d運(yùn)行時(shí)間盡量縮短，避免在振動(dòng)區(qū)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)定期進(jìn)行水輪機(jī)相對(duì)效率實(shí)測(cè)試驗(yàn)，積累資料，指導(dǎo)水輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.調(diào)相工況下的水輪機(jī)運(yùn)行

1)應(yīng)具備有效的調(diào)相壓氣裝置，以保尾水管內(nèi)的水位在轉(zhuǎn)輪以下，不允許轉(zhuǎn)輪在水中運(yùn)行。

2)調(diào)相壓水在氣壓充足情況下未壓下水時(shí)，應(yīng)查明原因及時(shí)處理。

3)如果導(dǎo)葉漏水較大，使氣壓保持時(shí)間較短，可將主閥或工作閘門關(guān)閉。

結(jié) 論

目前水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行檢鋇岐術(shù)還不成熟、缺少經(jīng)驗(yàn)，還有很多研究性的工作要做，對(duì)此我們要有清醒的認(rèn)識(shí)。因此就需要我們不斷的探索，針對(duì)性地開(kāi)展了一些技術(shù)上的改造，樹(shù)立安全第一的思想，才能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。