論機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理與技術(shù)改造

摘要：在水利工程中對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)行管理，可以保證機(jī)電設(shè)備保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高其利用率，從而提高工程的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，因此對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行討論有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章就針對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理問(wèn)題進(jìn)行分析，探討其中存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的技術(shù)改造措施與管理措施。

關(guān)鍵詞：水利發(fā)電站；機(jī)電設(shè)備；運(yùn)行管理；技術(shù)改造

中圖分類號(hào)：TD422 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）11-0042-02

1 目前水利發(fā)電站機(jī)電運(yùn)行管理中存在的主要問(wèn)題

現(xiàn)階段水利發(fā)電站的機(jī)電運(yùn)行管理存在的主體問(wèn)題體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

首先，受歷史原因影響，我國(guó)一些水電站水輪機(jī)的選型與發(fā)電站的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)不相適應(yīng)。因?yàn)樗啓C(jī)模型轉(zhuǎn)輪型譜中型號(hào)較少，在選擇轉(zhuǎn)輪時(shí)只能套用參數(shù)相近的型號(hào)，再加之一些水電站對(duì)水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)重視不足或者技術(shù)水平達(dá)不到要求，在設(shè)計(jì)選擇水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑及額定轉(zhuǎn)速時(shí)無(wú)法匹配水電站的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，并且無(wú)法保證水輪發(fā)電機(jī)推力軸承與水導(dǎo)軸承的可靠性，燒瓦事故頻發(fā)，處理難度較大。還有一些水電站，水輪機(jī)出現(xiàn)空蝕或泥砂磨損等問(wèn)題，所以導(dǎo)水葉、水輪機(jī)的進(jìn)水閥會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重漏水，甚至影響到機(jī)器的正常啟停。存在這些問(wèn)題會(huì)造成水輪機(jī)無(wú)法處于最佳的運(yùn)行狀況，最終影響到整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率，不僅會(huì)影響到水輪機(jī)的正常使用壽命，通常還會(huì)伴隨一些噪聲、振動(dòng)以及發(fā)電損失大等問(wèn)題。

其次，無(wú)法保證水輪發(fā)電機(jī)的可靠性。一些水電站的水輪發(fā)電機(jī)存在定子、轉(zhuǎn)子絕緣老化的問(wèn)題，存在一定的安全隱患，安全事故時(shí)有發(fā)生。

再次，水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)不配套，有些發(fā)電機(jī)的額定容量不足，而水輪機(jī)的輸出功率過(guò)大，對(duì)機(jī)組的出力形成限制；還有一些水電站的水輪機(jī)輸出功率過(guò)小，存在浪費(fèi)發(fā)電機(jī)額定容量的現(xiàn)象，并且運(yùn)行損耗也大大增加，也浪費(fèi)水力資源。

最后，由于設(shè)備自動(dòng)化程度相對(duì)較低，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)管理升級(jí)，同時(shí)二次保護(hù)裝置的自動(dòng)化水平也不高，有時(shí)在機(jī)組發(fā)生故障的情況下，系統(tǒng)也可能發(fā)生拒動(dòng)或者保護(hù)誤動(dòng)，從而引發(fā)安全事故，輕則損壞設(shè)備，重則可能會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此外，由于水電站設(shè)備運(yùn)行管理人員的綜合素質(zhì)相對(duì)較低，可能會(huì)出現(xiàn)人為性的誤操作，也會(huì)影響到機(jī)組運(yùn)行的安全性。

2 機(jī)電設(shè)備的技術(shù)改造

針對(duì)上述問(wèn)題，要采取有效的改造措施才能保證機(jī)組運(yùn)行的安全性與可靠性，從而提高水電站運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。具體而言，可以采取以下四點(diǎn)措施：

首先，根據(jù)水電站自身的實(shí)際情況進(jìn)行先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案的先進(jìn)性是指所選擇的轉(zhuǎn)輪性能方面要先進(jìn)，并且技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟；其配套的水輪發(fā)電機(jī)及其他相關(guān)輔助設(shè)備同樣要保證先進(jìn)性及運(yùn)行的可靠性；設(shè)計(jì)方案的合理性則是要求立足于水電站的實(shí)際情況，對(duì)系統(tǒng)中一些不宜變更或不可變更的條件，采取妥善的處理方法；設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性則是在降低改造成本的前提下可以提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益。只有遵循先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，才能保證水電站機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造的實(shí)際意義與經(jīng)濟(jì)效果。

其次，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制改造，逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理或少人值班，減少運(yùn)行成本。采用自動(dòng)保壓鎖定型液控蝶閥，對(duì)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)（含終端）、直流系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)等進(jìn)行改造；現(xiàn)在還有一些發(fā)電站采用的是雙繞組電抗分流勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生無(wú)功不足或無(wú)功振蕩的問(wèn)題，所以要擴(kuò)大勵(lì)磁調(diào)節(jié)的范圍，最常用的方法就是降低分流變阻器的阻值，擴(kuò)大發(fā)電機(jī)空載電壓的調(diào)節(jié)范圍，勵(lì)磁系統(tǒng)的增勵(lì)容量可以大幅提升，發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)有所下降，增強(qiáng)了無(wú)功輸出，最終保證機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)電能質(zhì)量也起到明顯的改善作用，可采用KLSF系列勵(lì)磁裝置。

再次，提高發(fā)電水頭，可以在原來(lái)的擋水建筑物頂部安裝自潰壩、橡膠壩或者水力自動(dòng)翻板閘門等設(shè)施，其主要作用是在非洪時(shí)期，提高河道的發(fā)電水頭，有效增加發(fā)電水量，最終增加發(fā)電量。

最后，提高引水系統(tǒng)調(diào)保計(jì)算的準(zhǔn)確性。對(duì)于水電站而言，水輪機(jī)的引水系統(tǒng)改造是一項(xiàng)重要內(nèi)容，特別是針對(duì)一管多機(jī)的引水式壓力引水系統(tǒng)，改造過(guò)程中要注意兩個(gè)方面，即水力核算及調(diào)節(jié)保證參數(shù)的核算。水力核算的主要內(nèi)容涉及到水輪機(jī)引水系統(tǒng)的過(guò)流量、水頭損失數(shù)值關(guān)系等兩個(gè)方面，其可以進(jìn)一步分析最大允許水輪機(jī)額定水頭與設(shè)計(jì)引用流量，完善水頭損失及流量關(guān)系曲線圖的繪制；而調(diào)節(jié)保證核算也包括兩個(gè)方面，即機(jī)組運(yùn)行特性及引水系統(tǒng)水力特征，其主要目的是對(duì)機(jī)組運(yùn)行過(guò)渡過(guò)程中可能出現(xiàn)的最大水壓力、最大轉(zhuǎn)速升高值進(jìn)行核算，最終對(duì)加固補(bǔ)強(qiáng)措施的合理性做進(jìn)一步確認(rèn)。

3 水電站機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理

具體而言，水電站機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理要點(diǎn)包括以下十個(gè)方面：

一是編制可行性強(qiáng)的操作規(guī)程，并做好值班記錄，針對(duì)機(jī)電設(shè)備操作人員采取持證上崗制，在機(jī)電設(shè)備操作運(yùn)行前進(jìn)行全面的檢查，嚴(yán)格按照操作程序執(zhí)行；日常工作中要做好設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，進(jìn)一步完善設(shè)備巡視工作內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)存在有可能引發(fā)不安全的危險(xiǎn)點(diǎn)、隱患點(diǎn)進(jìn)行巡視監(jiān)控和排除處理；保證值班記錄是原始記錄，值班記錄的具體內(nèi)容包括維護(hù)保養(yǎng)記錄、操作運(yùn)行記錄、設(shè)備異常與故障記錄、處理方案記錄以及交接班的原始記錄等。

二是針對(duì)設(shè)備檢修要做好專門的檢修記錄，嚴(yán)格按照檢修規(guī)程執(zhí)行操作，具體內(nèi)容包括檢修類別、檢修項(xiàng)目、檢修周期等基礎(chǔ)資料以及檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工組織設(shè)計(jì)竣工驗(yàn)收辦法等資料。

三是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管理：設(shè)備開(kāi)停時(shí)要嚴(yán)格按照調(diào)度指令進(jìn)行，保證開(kāi)停機(jī)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性及安全性；設(shè)備的啟停要能滿足額定出力或相應(yīng)水流量的出力，且保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

四是做好機(jī)組潤(rùn)滑系統(tǒng)管理，需要潤(rùn)滑的各個(gè)部件必須注入潤(rùn)滑油，要保證潤(rùn)滑油的油質(zhì)、油量等與規(guī)定要求相符，要定期更換；各潤(rùn)滑設(shè)備要保證零件齊全，并經(jīng)常巡視檢查，確保油路系統(tǒng)處于通暢狀態(tài)。

五是針對(duì)具有機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)表面的機(jī)電設(shè)備，防腐處理十分重要，要通過(guò)防腐措施保證設(shè)備表面涂層的光滑性與完整性。

六是針對(duì)操作系統(tǒng)要保證其供電電源的可靠性，設(shè)置必要的備用電源；電線的敷設(shè)保持整齊，不得存在絕緣老化、受損或受潮等問(wèn)題，保證絕緣電阻與相關(guān)規(guī)定相符。

七是電機(jī)管理，要求電機(jī)保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，可以隨時(shí)投入運(yùn)行，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程檢定測(cè)量電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組的絕緣，合理控制電機(jī)溫升，保證電機(jī)、軸承的溫度不超過(guò)正常范圍；電機(jī)外殼可靠接地，且接地電阻值要與規(guī)定要求相符。

八是傳動(dòng)系統(tǒng)的管理要注意，軸不得出現(xiàn)裂紋、斑坑或者銹蝕等問(wèn)題，嚴(yán)格控制軸的磨損與直線度，傳動(dòng)系統(tǒng)的工作溫度要不得超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)；減速器內(nèi)的油位不得出現(xiàn)異常與滲漏水現(xiàn)象，要求油質(zhì)符合要求，轉(zhuǎn)動(dòng)部分保持良好的嚙合狀態(tài)，保持平穩(wěn)且不得出現(xiàn)沖擊聲現(xiàn)象。

九是定期校驗(yàn)各類指示系統(tǒng)，包括壓力表、溫度表、電流表、電壓表等，保證各種警鈴、警笛及指示燈等信號(hào)指示處于完好狀態(tài)。

十是做好啟閉系統(tǒng)的管理，卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)的表面及卷筒幅板不得存在裂紋現(xiàn)象，而且相關(guān)軸及軸承、座體等要處于正確的安裝位置，并且可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)；啟閉系統(tǒng)使用鋼絲繩要進(jìn)行定期的檢查與保養(yǎng)，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)斷絲或磨損變形等問(wèn)題，超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)則要立即更換；油壓?jiǎn)㈤]機(jī)作用缸的相關(guān)零部件不得存在損傷或裂紋問(wèn)題，排除油液滲漏的問(wèn)題，確保系統(tǒng)正常工作。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在進(jìn)行水利工程機(jī)電設(shè)備的改造過(guò)程中，要盡量采用比較成熟的技術(shù)成果，選擇性能好、損耗低、效率高的設(shè)備；而對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理，也要注重管理方案的科學(xué)性與高效性，制定出合理的檢修規(guī)程、運(yùn)行規(guī)程，不斷完善實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的小的問(wèn)題，最大限度地延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的壽命周期，從而提高水利工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，促進(jìn)企業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：潘海防（1967—），男（壯族），靖西縣水利電業(yè)有限公司工程師，研究方向：機(jī)電設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）