中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組的檢修分析

【摘要】隨著中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)步伐加快，對(duì)電量的需求日益增加，促進(jìn)了電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。目前中小型水電站所采用的水輪發(fā)電機(jī)，都朝著減少污染，降低成本，產(chǎn)生足夠電量的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方向發(fā)展。然而，水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中因某種因素影響而停止工作，嚴(yán)重阻礙了中小型水電站的發(fā)展。因此，必須對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組檢修給予高度重視，保證水電站連續(xù)向用戶輸送電能。作者針對(duì)中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組常見故障提出了處理對(duì)策，以前為電站水輪發(fā)電機(jī)組的檢修分析有借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】中小型水電站；水輪電機(jī)組；檢修故障；處理對(duì)策

1.前言

隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)發(fā)展日趨完善?，F(xiàn)階段中小型水電站已經(jīng)普遍建立起來，它們主要運(yùn)用水輪發(fā)電機(jī)組來將水力轉(zhuǎn)化為電能，具有減少污染、降低成本、產(chǎn)生足夠電量的優(yōu)點(diǎn)，因而其使用范圍也在大范圍推廣。水輪發(fā)電機(jī)組在使用過程中受客觀因素的制約嚴(yán)重，如果對(duì)其不僅進(jìn)行嚴(yán)格的運(yùn)行管理和檢修就會(huì)導(dǎo)致其無法正常運(yùn)行，先階段我國(guó)針對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的檢修過程中無法樣按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行實(shí)施。就目前發(fā)展形勢(shì)看，水輪發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)不斷完善，自動(dòng)化水平越來越高，因此檢修技術(shù)也會(huì)明顯提高。

2.水輪發(fā)電機(jī)組檢修類型劃分

2.1臨時(shí)性檢修

臨時(shí)性檢修的關(guān)鍵內(nèi)容是指機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)的異常狀態(tài)，根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行狀況必須進(jìn)行的短時(shí)間停機(jī)檢修，避免因設(shè)備的問題導(dǎo)致機(jī)組意外停止的故障出現(xiàn)。水電站需要按照運(yùn)行階段探明的弊病制定臨時(shí)性檢修的可行方案及解決措施規(guī)程；并遵照具體要求及時(shí)落實(shí)檢修工作[1]。

2.2計(jì)劃性檢修

相對(duì)于臨時(shí)檢修而言，計(jì)劃性檢修要求更具體、要求更高、工序復(fù)雜。計(jì)劃性檢修可以詳細(xì)的劃分為小修、大修、擴(kuò)修。值得強(qiáng)調(diào)的是此項(xiàng)檢修要得到電網(wǎng)調(diào)度允許后才可以實(shí)施。第一，小修的相關(guān)內(nèi)容。小修是指對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組展開定期檢修，這個(gè)過程中要對(duì)機(jī)組的相關(guān)配件進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)有問題的部件需要及時(shí)更換，盡量做到有預(yù)見性，其周期通常是一年，小修工期不超過十天。第二，大修的相關(guān)內(nèi)容。此檢修過程關(guān)鍵任務(wù)就是針對(duì)小修過程無法解決的設(shè)備故障。大修期間需要對(duì)機(jī)組的復(fù)雜部件全部拆開檢測(cè)，對(duì)各可能損壞的部件逐個(gè)檢查。機(jī)組結(jié)構(gòu)的損壞的問題產(chǎn)生原因都屬于經(jīng)常性損壞，這主要因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行過程中不可避免的會(huì)有摩擦或振動(dòng)，這樣的損壞存在是機(jī)組的整個(gè)運(yùn)行過程中都無法消除的。大修周期要根據(jù)實(shí)際情況而定，通常是2-3年，大修工期約為45天。第三，擴(kuò)大修相關(guān)內(nèi)容。此工作是為減少設(shè)備運(yùn)行過程中各結(jié)構(gòu)部件的侵蝕，恢復(fù)整套機(jī)組的性能以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的正常狀態(tài)。在擴(kuò)大修時(shí)需要對(duì)水輪機(jī)組的全部構(gòu)建拆卸，并協(xié)調(diào)好各部件間的關(guān)系，優(yōu)化機(jī)組總體性能。擴(kuò)大修周期通常是3-5年，工期大約要控制在90天內(nèi)。

3.水輪電機(jī)組檢修中常見的故障

3.1軸承溫度的故障

任何一種機(jī)械設(shè)備在其運(yùn)作過程中，均會(huì)使得內(nèi)部溫度快速升高，并且隨著時(shí)間的推移溫度會(huì)逐漸達(dá)到某個(gè)定值點(diǎn)，特別是機(jī)組異常運(yùn)行工作狀態(tài)，當(dāng)溫度達(dá)到這個(gè)極限后就會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生損害，甚至對(duì)其他與主要設(shè)備相連的輔助設(shè)備造成損害。本文以發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承舉例，它是最容易受高溫度影響的部件之一，利用常規(guī)的調(diào)試方法根本無法解決問題，只能通過對(duì)整個(gè)機(jī)組進(jìn)行全面檢修才能處理掉故障發(fā)生點(diǎn)。因此，水輪發(fā)電機(jī)組檢修要定期進(jìn)行，防患于未然，并做好提前預(yù)防措施。

3.2發(fā)電機(jī)并網(wǎng)受阻引起的故障

中小型發(fā)電機(jī)的同期控制手段通常是手動(dòng)準(zhǔn)同期或者自動(dòng)準(zhǔn)同期。具體是指在發(fā)電機(jī)尚未并網(wǎng)前已經(jīng)勵(lì)茲，調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)電壓頻率，在發(fā)電機(jī)電壓、頻率、相位都符合系統(tǒng)要求條件下，把發(fā)電機(jī)斷路器進(jìn)行閉合，此時(shí)發(fā)電機(jī)就會(huì)與整個(gè)水電站系統(tǒng)同時(shí)處于工作狀態(tài)。

并網(wǎng)階段多使用手動(dòng)或者自動(dòng)。準(zhǔn)同期并列的前提是：電壓等同、頻率等同、相位等同。實(shí)際操作可定會(huì)由于多種影響因素有或多或少的偏差，這種偏差不能消除只能盡量減小，這樣無法避免發(fā)電機(jī)產(chǎn)生故障的可能性[2]。

3.3水力發(fā)電機(jī)組油位故障

引發(fā)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組油位故障的原因包括以下幾類：其一，機(jī)組郵箱加油量超出；其二，水輪機(jī)擺動(dòng)幅度太大，超出允許值；其三，機(jī)組油路堵塞無法正常循環(huán)，其四，機(jī)組密封位置破損，出現(xiàn)油路滲漏竄油。針對(duì)此類問題常見的解決手段：首先，檢查水輪發(fā)電機(jī)組的油位情況是否有變，若觀察到油箱油量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)該將油量適當(dāng)?shù)呐懦?，保證其在規(guī)定值范圍內(nèi)。通常機(jī)組處于非運(yùn)行狀態(tài)時(shí)油位要高于最低油位線（一般稱為停機(jī)油位線），工作期間要求在最高油位線以下；其次，檢查機(jī)組的擺度和振動(dòng)是否正常，過大時(shí)應(yīng)該立即停止機(jī)組運(yùn)行；最后，檢查機(jī)組密封接口處是否破損，若有破壞的就應(yīng)立即更換。

4.加強(qiáng)中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組檢修策略

4.1制定突發(fā)狀況應(yīng)對(duì)措施

要想保證中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，僅僅依靠定期檢修時(shí)不能全面保證的，同時(shí)還要制定好突發(fā)狀況應(yīng)對(duì)措施。所制定的應(yīng)對(duì)措施應(yīng)該有科學(xué)理論做基礎(chǔ)，并且具有較強(qiáng)的針對(duì)性，確保當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，就可以及時(shí)有效的將其解決掉，最大程度提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，保證經(jīng)濟(jì)損失降到最低。因此，方案故障應(yīng)對(duì)措施制定時(shí)，不但要有專業(yè)的技術(shù)人員，還有有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的工人協(xié)同，這樣才能保證應(yīng)對(duì)措施的實(shí)用性[3]。

4.2水輪發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)的操作要點(diǎn)

第一，若沒有特殊的需要，最好減少機(jī)組構(gòu)件的拆卸，因?yàn)檫@些部件再安裝過程中會(huì)沒有出廠時(shí)那么牢固，經(jīng)常在使用階段存在附加的磨損；若必須進(jìn)行拆卸才能進(jìn)行準(zhǔn)確檢修，那只針對(duì)有故障的部分進(jìn)行拆卸就可以，對(duì)于運(yùn)行正常的構(gòu)件，可以暫時(shí)不拆卸，因?yàn)椴鹦稌?huì)給其帶來負(fù)面影響，導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)異常。此外，對(duì)于非整體的推力軸承、油壓裝置、自動(dòng)化操控設(shè)備等精密度高設(shè)備，在拆卸以前必須確定好故障出現(xiàn)的準(zhǔn)確位置，避免對(duì)其進(jìn)行輕易地拆裝。第二，如果中小型水電正處于生產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)期，并且水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行并無大的異常情況，臨時(shí)檢修并未發(fā)現(xiàn)較大的問題，可以根據(jù)具體情況延長(zhǎng)計(jì)劃性檢修周期。第三，在檢修前應(yīng)該翻閱與設(shè)備相關(guān)的所有資料，對(duì)以前設(shè)備出現(xiàn)過故障的部位進(jìn)行重點(diǎn)分析，并且標(biāo)記好，這樣在檢修過程中才會(huì)更具有針對(duì)性，減少時(shí)間浪費(fèi)，提高工作效率。第四，檢修期間各項(xiàng)檢修步驟都要嚴(yán)格按照制定的方案執(zhí)行，若確實(shí)存在特殊情況，不得不改動(dòng)原有的制定方案，那么必須逐級(jí)上報(bào)，經(jīng)過各級(jí)的層層審批后方可按照改動(dòng)后的方案進(jìn)行檢修，同時(shí)要準(zhǔn)確記錄好各項(xiàng)信息，并且和以前的做對(duì)比，這樣可以建議這次的檢修是否完整。第五，待水輪發(fā)電機(jī)組檢修結(jié)束后，必須進(jìn)行嚴(yán)格的后期測(cè)試，只有滿足各項(xiàng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)后才可以繼續(xù)投產(chǎn)使用，防止引起其他事故發(fā)生[4]。

4.3實(shí)施檢修新工藝

調(diào)整機(jī)組中心。推力軸承的絕緣主要依靠托盤、鏡板、推力頭之間的絕緣墊和主軸接地碳刷，當(dāng)絕緣破壞時(shí)各連接處在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)會(huì)由于電流突然升高產(chǎn)生環(huán)形渦電流，對(duì)機(jī)械造成損害，所以在檢修階段設(shè)置推力軸承絕緣能夠有效減少破壞，應(yīng)該給以此項(xiàng)防護(hù)措施足夠的重視。同時(shí)外托盤、油槽、推力頭也會(huì)在機(jī)械運(yùn)行過程中別嚴(yán)重的損害，盡管我們盤車是以中心線為準(zhǔn)，然而實(shí)踐操作過程中，盡可能將盤車數(shù)據(jù)絕對(duì)值降到最小。高程要以原有的數(shù)據(jù)做參考，過高或過低都會(huì)對(duì)整套機(jī)組有不利影響。鏡板水平控制在控制在允許值的范圍內(nèi)，準(zhǔn)確調(diào)試測(cè)量?jī)x器刻度，計(jì)算數(shù)據(jù)。

5.結(jié)束語

綜上所述，中小型水電站在電力系統(tǒng)中會(huì)占有越來越重要的地位，水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行是保證中小型水電站生產(chǎn)的前提。通過實(shí)踐調(diào)查，水輪發(fā)電機(jī)組異常是制約中小型水電站生產(chǎn)中經(jīng)常遇到問題，因此必須加強(qiáng)中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組的檢修工作，除了應(yīng)用先進(jìn)的檢測(cè)儀器外，還要強(qiáng)化人員素質(zhì)建設(shè)，從而保證各項(xiàng)檢修工作全部落實(shí)，為中小型水電站的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供有力的條件。

參考文獻(xiàn)

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