淺析水輪機(jī)發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故時(shí)的應(yīng)急處理

宋偉慶

（國網(wǎng)湖北省電力公司黃龍灘水力發(fā)電廠,湖北 十堰 442000）

淺析水輪機(jī)發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故時(shí)的應(yīng)急處理

宋偉慶

（國網(wǎng)湖北省電力公司黃龍灘水力發(fā)電廠,湖北 十堰 442000）

本文重點(diǎn)分析了水輪機(jī)運(yùn)行中發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)因素，并提出了發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故時(shí)的應(yīng)急操作步驟以及檢修完畢后的恢復(fù)操作步驟，以供參考。

多根剪斷銷；剪斷；應(yīng)急操作

水輪機(jī)剪斷銷在運(yùn)行中發(fā)生剪斷，是為了防止因?qū)~被異物卡澀等某種原因造成導(dǎo)水機(jī)構(gòu)無法關(guān)閉而損壞，通過剪斷銷的剪斷，使故障導(dǎo)葉脫離控制，其它導(dǎo)葉仍可正常轉(zhuǎn)動(dòng)，有效保護(hù)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。但是在正常運(yùn)行中，水輪機(jī)剪斷銷發(fā)生剪斷故障，會(huì)造成水輪發(fā)電機(jī)組被迫減負(fù)荷或停機(jī)處理。如果發(fā)生一次剪斷三根及以上事故時(shí)，水輪機(jī)運(yùn)行工況嚴(yán)重惡化，必須緊急停機(jī)，停機(jī)過程中遇到的操作風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)分析也較復(fù)雜，運(yùn)行人員在緊急停機(jī)過程中稍有不慎，很容易造成事故擴(kuò)大。并且在事故處理后的試驗(yàn)和恢復(fù)操作同樣存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。因此水輪機(jī)剪斷銷剪斷事故是運(yùn)行人員必須掌握的一項(xiàng)重要技能。本文重點(diǎn)分析發(fā)生三根及以上剪斷事故時(shí)的操作風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)急處理。

1 水輪機(jī)運(yùn)行中發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 水輪機(jī)工況發(fā)生惡化造成水輪發(fā)電機(jī)組損壞風(fēng)險(xiǎn)。因水輪機(jī)受到的水流沖擊不均衡，使得水輪機(jī)葉片受到的不平衡力﹑水流紊亂造成空蝕作用加劇。同時(shí)水輪機(jī)擺度和振動(dòng)嚴(yán)重增大，水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)軸承及承重軸承也因此受到很大影響，造成軸承嚴(yán)重摩擦，損傷瓦面，軸承濕度短時(shí)間內(nèi)迅速上升，甚至燒瓦。剪斷的根數(shù)越多，損害程度越大。水輪機(jī)事故運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越長，損傷也越大。

1.2 緊急停過程中的操作風(fēng)險(xiǎn)：1.2.1現(xiàn)場判斷時(shí)間長，增加了水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。通常情況下，水輪機(jī)剪斷銷信號(hào)器是以串聯(lián)的方式聯(lián)接。任一剪斷銷發(fā)生剪斷時(shí)，因信號(hào)器的破裂引起回路斷線，信號(hào)繼電器失壓動(dòng)作發(fā)出故障信號(hào)。此時(shí)雖已迅速發(fā)出剪斷信號(hào)，但并不能反映有幾根剪斷銷剪斷。而是需要運(yùn)行人員迅速到現(xiàn)場核實(shí)。這就增加了水輪機(jī)的事故運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，造成損害程度增加。1.2.2 緊急停機(jī)過程中易造成事故擴(kuò)大。同時(shí)發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故時(shí)，大多數(shù)可能是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或壓力管道內(nèi)出現(xiàn)了嚴(yán)重故障，應(yīng)迅速緊急停機(jī)。但為避免水輪機(jī)及導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)一步損壞，操作過程相對復(fù)雜。稍有不慎，反而造成事故擴(kuò)大。一方面，停機(jī)前應(yīng)降低機(jī)組有功出力，不得執(zhí)行急停。因?yàn)檎{(diào)速環(huán)和剪斷銷拐臂受力不均，如果動(dòng)作幅度過大，會(huì)造成其它剪斷銷繼續(xù)剪斷。另一方面，在降低機(jī)組有功出力，緩慢關(guān)閉導(dǎo)葉后，仍然不能直接執(zhí)行停機(jī)操作，因?yàn)榇藭r(shí)機(jī)組導(dǎo)葉仍保持著空載開度。若執(zhí)行停機(jī)操作，調(diào)速器會(huì)聯(lián)動(dòng)迅速關(guān)閉導(dǎo)葉，同樣會(huì)造成其它剪斷銷剪斷。再者，為減少機(jī)組事故運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間以及水輪機(jī)損壞，需迅速切斷水源，也就是先落下機(jī)組進(jìn)水口工作閘門。但在機(jī)組過機(jī)流量減少過程中，調(diào)速器為跟蹤現(xiàn)有負(fù)荷或空載開度，會(huì)自動(dòng)加大導(dǎo)葉開度，加重對水輪機(jī)及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的損害。

1.2.3 檢修處理完畢后的恢復(fù)操作較復(fù)雜。在檢修人員更換機(jī)組剪斷銷后，運(yùn)行人員要將機(jī)組恢復(fù)至備用狀態(tài)。在恢復(fù)操作前，應(yīng)先做一些相關(guān)試驗(yàn)，以確認(rèn)故障已排除，機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作正常。首先，在機(jī)組壓力管道充水前，應(yīng)進(jìn)行調(diào)速器無水試驗(yàn)，即來回操作導(dǎo)葉，檢查調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及剪斷銷工作正常。其次，在壓力管道充水后，同樣應(yīng)進(jìn)行一次自動(dòng)開機(jī)至空載試驗(yàn)，檢查調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及剪斷銷工作正常。

2 發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故下的應(yīng)急操作步驟

在掌握了水輪機(jī)發(fā)生多根剪斷銷剪斷事故的運(yùn)行和操作風(fēng)險(xiǎn)后，操作起來就可以做到處變不驚，得心應(yīng)手。

2.1 判斷應(yīng)迅速準(zhǔn)確。在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出水輪機(jī)剪斷銷剪斷信號(hào)時(shí)，應(yīng)立即安排人員現(xiàn)場核實(shí)，核實(shí)過程中切不可看到一根剪斷后，即認(rèn)為故障也找到。應(yīng)對所有剪斷銷快速檢查，防止遺漏。檢查完畢，現(xiàn)場通過電話立即向控制室匯報(bào)。同時(shí)應(yīng)將調(diào)速器立即切至手動(dòng)運(yùn)行，派專人監(jiān)護(hù)。

2.2 立即落下機(jī)組進(jìn)水口工作閘門?，F(xiàn)場核實(shí)有三根及以上剪斷銷剪斷后，應(yīng)立即選擇落下機(jī)組進(jìn)水口工作閘門?？刹挥檬孪染徛档拓?fù)荷，因?yàn)樗啓C(jī)此時(shí)工況很差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越長，損害越大。只要過機(jī)水源切斷，水輪機(jī)失去了紊流沖擊，即轉(zhuǎn)至穩(wěn)定狀態(tài)，水輪機(jī)擺度及振動(dòng)恢復(fù)正常，這是使水輪機(jī)脫離異常工況最快速﹑最有效的方法。但特別注意的是，先行必須將調(diào)速器切至手動(dòng)，防止流量下降造成調(diào)速器自動(dòng)加大導(dǎo)葉開度。

2.3 執(zhí)行停機(jī)操作。在落下機(jī)組進(jìn)水口工作閘門后，機(jī)組此時(shí)顯示不定態(tài)﹑有功為負(fù)值，相當(dāng)于調(diào)相狀態(tài)，還應(yīng)繼續(xù)操作將機(jī)組停機(jī)。但如果按正常執(zhí)行停機(jī)流程，調(diào)速器會(huì)聯(lián)動(dòng)使導(dǎo)葉迅速全關(guān)。此時(shí)，由于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在無水狀態(tài)下動(dòng)作導(dǎo)葉全關(guān)，接力器及調(diào)速環(huán)動(dòng)作雖有不平衡力，但一般不會(huì)造成其它剪斷銷剪斷，即使有剪斷現(xiàn)象，僅增加了剪斷的根數(shù)，水輪機(jī)在無水的穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)增加損壞程度。也可手動(dòng)將導(dǎo)葉緩慢全關(guān)，然后再執(zhí)行自動(dòng)停機(jī)流程。無論哪種方式停機(jī)，都應(yīng)觀察導(dǎo)葉動(dòng)作過程，以幫助分析事故原因，并在停機(jī)后配合檢修人員進(jìn)行全面檢查分析﹑處理更換剪斷銷。

3 檢修完畢后的恢復(fù)操作步驟

3.1 調(diào)速器無水試驗(yàn)。在機(jī)組剪斷銷全部更換完畢后，應(yīng)進(jìn)行調(diào)速器無水試驗(yàn)及空載試驗(yàn)。以確認(rèn)故障已排除，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作正常。無水試驗(yàn)時(shí)，手動(dòng)操作導(dǎo)葉全關(guān)至全開，再全開至全關(guān)，反復(fù)操作幾次，操作過程中監(jiān)視調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作平衡，剪斷銷及信號(hào)器完好。

3.2 調(diào)速器空載試驗(yàn)。在做完調(diào)速器無水試驗(yàn)后，對壓力管道進(jìn)行充水，然后進(jìn)行空載試驗(yàn)?？蛰d試驗(yàn)應(yīng)選擇自動(dòng)開機(jī)方式進(jìn)行。因?yàn)樽詣?dòng)開機(jī)的導(dǎo)葉動(dòng)作幅度和速度都比手動(dòng)要大，選擇自動(dòng)開機(jī)更符合機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的要求。在試驗(yàn)前，應(yīng)做好事故預(yù)想，各重要部位留人監(jiān)視。在空載試驗(yàn)正常后，機(jī)組全面恢復(fù)備用。

結(jié)語

綜合上述風(fēng)險(xiǎn)分析，水輪機(jī)在遇突發(fā)多根剪斷銷剪斷事故時(shí)的運(yùn)行及操作風(fēng)險(xiǎn)，遠(yuǎn)比單根剪斷銷剪斷時(shí)的應(yīng)急處理難度大得多。但只要掌握了多根剪斷銷剪斷事故下的風(fēng)險(xiǎn)，判斷準(zhǔn)確和操作得當(dāng)，應(yīng)急處理就變得簡單易行。剪斷銷剪斷是水輪機(jī)運(yùn)行中的常見故障，是運(yùn)行人員應(yīng)掌握的必修課，應(yīng)將多根剪斷銷剪斷事故做為經(jīng)常訓(xùn)練的應(yīng)急演練項(xiàng)目。有條件的話，可以對水輪機(jī)剪斷銷信號(hào)回路做進(jìn)一步改進(jìn)。改變串聯(lián)方式下無法判斷剪斷根數(shù)的弊端，將信號(hào)回路改為并聯(lián)方式，使每一根剪斷時(shí)都能夠發(fā)出剪斷信號(hào)，為運(yùn)行人員迅速判斷提供有利條件，減少水輪機(jī)事故下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及降低水輪機(jī)受損害的程度。

[1]彭澤元．對水輪機(jī)導(dǎo)葉剪斷銷拆卸工具的改進(jìn)[J]．水力發(fā)電，1986（08）．

[2]王恆善．對我國水輪機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施的探討[J]．四川水力發(fā)電，1982（02）．

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