現(xiàn)代水電廠機(jī)械設(shè)備管理現(xiàn)狀及策略探討

莫運(yùn)虎

（嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

現(xiàn)代水電廠機(jī)械設(shè)備管理現(xiàn)狀及策略探討

莫運(yùn)虎

（嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪 628400）

隨著智能水電的提出，對(duì)水電站機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性要求越來越高。但由于大多數(shù)電廠機(jī)械設(shè)備都處于長(zhǎng)久持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，必然會(huì)出現(xiàn)一定程度的損耗或故障，會(huì)給電廠穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。基于此，本文對(duì)水電廠機(jī)械設(shè)備管理現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合性分析，并提出了用現(xiàn)代二維碼技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合管理策略，以供參考。

智能水電；二維碼；數(shù)據(jù)庫；機(jī)械設(shè)備管理

0　簡(jiǎn)述

水電廠機(jī)械設(shè)備主要包括有水輪機(jī)及其附屬設(shè)備、發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備、調(diào)速器及其附屬設(shè)備、特種設(shè)備及金結(jié)設(shè)備等，機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是所有一次設(shè)備、二次設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，決定著整個(gè)水電廠的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益。但由于多種原因，水電廠機(jī)械設(shè)備故障率頻繁，安全生產(chǎn)受到不同程度的約束。

1　水電廠機(jī)械設(shè)備故障主客觀原因分析

近年來，水電廠機(jī)械設(shè)備管理水平較以往有了大幅度提升，但部分水電廠依然存在管理觀念陳舊、管理體系不完善等問題，使得管理工作正常開展受到了制約，給機(jī)械設(shè)備運(yùn)行埋下了隱患。水電廠機(jī)械設(shè)備故障原因包括客觀原因及主觀原因，具體表現(xiàn)如下[1]所述。

1.1主觀原因

在機(jī)械設(shè)備各類故障當(dāng)中，有很大一部分問題是由于設(shè)計(jì)制造不當(dāng)所造成的。例如，在發(fā)電機(jī)組制造過程中，可能會(huì)受到制造水平、合同規(guī)定及工期限制，導(dǎo)致制造過程中很多細(xì)節(jié)工藝檢驗(yàn)環(huán)節(jié)無法充分落實(shí)，使得部分加工誤差超出設(shè)計(jì)要求，如葉片鑄造重心不一致，造成重心偏移；電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子圓柱度不高，造成磁振偏大；抗磨、抗振材料無法達(dá)到要求，影響電機(jī)正常運(yùn)行。又如，在設(shè)計(jì)階段，由于甲方提供的水文資料不夠充分，對(duì)未來水頭變化預(yù)測(cè)不足，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)局限性。另外，機(jī)械主設(shè)備檢修工作不夠到位也會(huì)對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。部分情況下，由于檢修時(shí)間較為緊迫，導(dǎo)致檢修工作將部分工序簡(jiǎn)化，造成了潛在性的故障風(fēng)險(xiǎn)，甚至可能引發(fā)重大事故。

1.2客觀原因

水輪機(jī)是水電廠最主要的機(jī)械設(shè)備之一，其日常運(yùn)行過程中所面臨的最大問題便是磨損。流過水輪機(jī)的水流當(dāng)中含有懸浮泥沙，會(huì)對(duì)水輪機(jī)部件產(chǎn)生摩擦作用，使其受損。當(dāng)然，這種正常磨損是無法完全避免的，磨損程度主要取決于泥沙含量、水流狀態(tài)、紊流程度及泥沙特征[2]。一般情況下，水輪機(jī)磨損程度最嚴(yán)重的部位為活動(dòng)導(dǎo)葉端、頂蓋與底環(huán)之間及轉(zhuǎn)輪。除泥沙摩擦外，導(dǎo)致水輪機(jī)受損的另一個(gè)原因便是偏心所造成的機(jī)組振動(dòng)。受偏心因素影響，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組徑向?qū)лS承受力不均。如果機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過大，并且所產(chǎn)生的周期超出支撐體的壽命周期，自然會(huì)引發(fā)設(shè)備故障。

2　水電廠機(jī)械設(shè)備典型故障分析

水電廠機(jī)械設(shè)備典型故障主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）水輪機(jī)主軸密封受損。水輪機(jī)工作密封裝置包括橡膠平板密封、石棉盤根密封、自補(bǔ)償密封等多種方式，其中以橡膠平板密封最為常見。橡膠平板密封主要由抗磨板、密封水箱、壓板、托板等組件構(gòu)成。水輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過程中，主軸密封破壞主要是由于密封介質(zhì)失效或被破壞所造成的[3]。介質(zhì)材料質(zhì)量不良、水輪機(jī)振動(dòng)過大使得橡膠過分摩擦、密封潤(rùn)滑水中斷、密封介質(zhì)粘接脫落均會(huì)對(duì)橡膠平板產(chǎn)生影響。

（2）轉(zhuǎn)輪裂紋故障。在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，裂紋現(xiàn)象是普遍存在的。裂紋現(xiàn)象主要分為兩類：規(guī)律性裂紋與非規(guī)律性裂紋。多數(shù)規(guī)律性裂紋均為疲勞裂紋，斷口處會(huì)出現(xiàn)較為明顯的貝殼紋路。這種疲勞裂紋主要由交變載荷所致，由卡門渦、水力彈性振動(dòng)等所誘發(fā)。非規(guī)律性裂紋形狀不一，常表現(xiàn)為脆性斷口裂紋、網(wǎng)狀龜裂紋等，這類裂紋多由材料質(zhì)量不良所致。轉(zhuǎn)輪制造工藝缺陷也會(huì)導(dǎo)致非規(guī)律性裂紋產(chǎn)生，如葉片形線較差、表面粗糙、過渡圓角偏小、鏟磨縮頭嚴(yán)重等[4]。另外，當(dāng)水頭或負(fù)荷偏離最優(yōu)工況頻次較多時(shí)，會(huì)造成水力不穩(wěn)定使得葉片荷載過大，容易產(chǎn)生裂紋。

（3）發(fā)電機(jī)機(jī)架裂紋。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)架包括下機(jī)架與上機(jī)架。由于推力軸承安裝設(shè)計(jì)的差異性，使得兩個(gè)機(jī)架的結(jié)構(gòu)、尺寸有所不同。通常情況下，轉(zhuǎn)子支架幅板與輪轂間的焊縫呈環(huán)形，其本身具有較大的剛性或約束力，屬于拉伸應(yīng)力區(qū)范疇，正是由于拉伸應(yīng)力的存在，容易導(dǎo)致焊接接頭出現(xiàn)裂紋。

（4）空氣冷卻器故障。發(fā)電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)電磁損耗及機(jī)械損耗等。這些損耗會(huì)轉(zhuǎn)化成部分熱量，促使發(fā)電機(jī)定子溫度上升。如果這些熱量無法及時(shí)散發(fā)，不僅會(huì)影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)效率，還可能導(dǎo)致局部過熱，使得定子線圈絕緣受到破壞，甚至造成事故。利用空氣冷卻器可保證發(fā)電機(jī)處于正常工作溫度下運(yùn)行。但空氣冷卻器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，也可能會(huì)出現(xiàn)故障，如焊縫漏水、組合面漏水、承管板銹蝕、冷卻管灰塵聚積、內(nèi)部管壁集結(jié)水垢、銅管內(nèi)部堵塞等，會(huì)對(duì)定子熱交換產(chǎn)生較大影響。

3　完善水電廠機(jī)械設(shè)備管理的相關(guān)策略

水電廠機(jī)械設(shè)備整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且多數(shù)設(shè)備處于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備故障是無法完全避免的，但可以通過加強(qiáng)相關(guān)管理，以降低故障發(fā)生率，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造出一個(gè)良好的環(huán)境。

3.1健全管理體系

水電廠機(jī)械設(shè)備管理體系的健全與否將直接關(guān)系到管理工作的成效。通過健全相關(guān)管理體系，為管理工作實(shí)施提供導(dǎo)向，促使設(shè)備綜合管理能力得以提升，讓設(shè)備功能得以有效發(fā)揮。電廠企業(yè)要從自身實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)管理體系進(jìn)行綜合性評(píng)測(cè)，充分把握電廠機(jī)械設(shè)備管理工作真實(shí)水準(zhǔn)，并對(duì)管理結(jié)構(gòu)、管理方式的優(yōu)劣程度進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，將管理體系中的問題發(fā)掘出來。結(jié)合機(jī)械設(shè)備管理理論、借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀管理案例，對(duì)管理體系中存在的問題進(jìn)行優(yōu)化、完善，讓管理體系與電廠發(fā)展形勢(shì)及市場(chǎng)環(huán)境相契合。同時(shí)，要充分落實(shí)責(zé)任制度，明確相關(guān)管理人員的職責(zé)與義務(wù)，從責(zé)任角度實(shí)施相關(guān)獎(jiǎng)懲，發(fā)揮督促作用，以此來帶動(dòng)員工的主觀能動(dòng)性與工作積極性，讓設(shè)備管理能力不斷提升。

3.2完善日常管理工作

完善日常管理工作，可從以下方面展開：首先，對(duì)管理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。將二維碼技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)融入到設(shè)備日常管理工作中，以此來提升管理效率。實(shí)際應(yīng)用過程中，將電廠機(jī)械設(shè)備編碼及相關(guān)信息整合至數(shù)據(jù)庫中，要求對(duì)數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行全面核查，確保數(shù)據(jù)庫信息與設(shè)備信息一一對(duì)應(yīng)。再通過二維碼技術(shù)對(duì)電廠機(jī)械設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并將二維碼信息錄入至管理系統(tǒng)當(dāng)中，保證信息的準(zhǔn)確性與完整性[5]。利用二維碼便可將設(shè)備信息迅速調(diào)用出來，為管理工作帶來了極大的便捷。其次，要對(duì)備件管理工作進(jìn)行完善。電廠機(jī)械設(shè)備種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分關(guān)鍵位置部件出現(xiàn)損壞后，只能通過更換才能解決問題。因此，在管理工作中要重視備件管理工作，保證出現(xiàn)故障時(shí)能第一時(shí)間對(duì)損壞部件進(jìn)行更換。另外，要加強(qiáng)人員培訓(xùn)工作。通過科學(xué)的培訓(xùn)機(jī)制，促使設(shè)備維護(hù)管理人員業(yè)務(wù)水平不斷提升，為設(shè)備維護(hù)管理提供人才基礎(chǔ)。

3.3提升電廠機(jī)械設(shè)備可靠性管理水平

電廠機(jī)械主設(shè)備中的各個(gè)子系統(tǒng)都具有明確的結(jié)構(gòu)組成。通過結(jié)構(gòu)樹，可將子系統(tǒng)中基本組成元件的故障影響及失效模式以表格方式清晰排列出來，對(duì)故障危害進(jìn)行評(píng)定，并設(shè)定出故障危害等級(jí)[6]。對(duì)危害影響較大的部件，給予針對(duì)性控制，通過人工巡檢或遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)充分掌握，做到“防患于未然”。同時(shí)，要對(duì)設(shè)備及部件故障率進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，以確定合理、科學(xué)的計(jì)劃?rùn)z修周期。另外，通過參考現(xiàn)有部件可靠運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)同類部件設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提升部件質(zhì)量，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

4　結(jié)語

水電廠機(jī)械設(shè)備管理是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，為促進(jìn)管理工作充分發(fā)揮成效，就需要對(duì)設(shè)備及部件故障進(jìn)行綜合性分析，并根據(jù)分析結(jié)果，制定出針對(duì)性的修理、維護(hù)方案，以降低電廠機(jī)械設(shè)備故障發(fā)生率，促使電廠保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

[1]尹殿方，鄭金鵬.電廠機(jī)械設(shè)備管理現(xiàn)狀及對(duì)策[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（08）:132.

[2]邵軍.電廠機(jī)械設(shè)備管理現(xiàn)狀以及對(duì)策[J].科技與企業(yè), 2013（23）:24.

[3]羅挺.電廠機(jī)械設(shè)備管理現(xiàn)狀及對(duì)策分析[J].科技與創(chuàng)新, 2015（08）:60-63.

[4]周衛(wèi)華.電廠設(shè)備管理系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].科技與企業(yè),2012（24）:49-50.

[5]渠紅昌.發(fā)電廠機(jī)械設(shè)備管理存在問題及對(duì)策分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011（19）:130.

[6]郭卉.提高水電廠設(shè)備運(yùn)行可靠性的研究[J].低碳世界, 2016（09）:227-228.

TV738

A

1672-5387（2016）11-0065-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.11.024

2016-07-28

莫運(yùn)虎（1986-），男，檢修高級(jí)工，從事水電站水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備的維護(hù)和檢修工作。