提高水電廠設(shè)備運行可靠性的研究

（新疆和田烏魯瓦提水力發(fā)電廠和田市848000）

提高水電廠設(shè)備運行可靠性的研究

楊正暉

（新疆和田烏魯瓦提水力發(fā)電廠和田市848000）

中國經(jīng)濟正在蓬勃發(fā)展，人們對電能的需求也在快速增長，作為主要電能生產(chǎn)部門的水電廠的設(shè)備運行可靠性則對整個電力系統(tǒng)有巨大影響，很多電力生產(chǎn)事故都和水電廠設(shè)備故障有關(guān)，對提高水電廠設(shè)備運行可靠性的研究已經(jīng)成為研究發(fā)電設(shè)備可靠性的重要內(nèi)容之一。文章就基于提高水電廠設(shè)備運行可靠性的基本要求，研究提出若干具體途徑，促進水電廠設(shè)備運行可靠性的進一步提高。

水電廠設(shè)備運行可靠性提高

為滿足人們的電能需求，各大電力企業(yè)紛紛推進改革進程，致力于加強水電廠設(shè)備的管理及改造，努力實現(xiàn)容量大、設(shè)備先進、自動化程度高等目標，但隨著水電廠設(shè)備的持續(xù)改進和優(yōu)化，安全問題隨之而來，水電廠設(shè)備運行可靠性對電力系統(tǒng)的影響不容小覷，提高設(shè)備運行可靠性越來越受到相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注，加強研究迫在眉睫。

1 提高水電廠設(shè)備運行可靠性的基本要求

（1）明確設(shè)備故障因素。

可靠性實際上是指一種產(chǎn)品能力，即產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，包括設(shè)備運行環(huán)境條件、任務(wù)時間、必須擁有的功能和技術(shù)指標。水電廠設(shè)備運行故障除了正常磨損因素之外，還包括設(shè)計制造遺留問題、檢修管理質(zhì)量不良這兩項主要因素[1]。因此，水電廠設(shè)備運行故障影響因素具體包括制造質(zhì)量問題、設(shè)計考慮欠佳等設(shè)計制造遺留問題，大多只能在運行環(huán)節(jié)被發(fā)現(xiàn)、在檢修環(huán)節(jié)被消除，而檢修質(zhì)量不良主要包括安裝時選用質(zhì)量不好的備件，或由于檢修時間緊迫而簡化部分檢修作業(yè)工序，或為節(jié)省成本選擇在檢修施工中偷工減料，或缺乏優(yōu)質(zhì)檢修人才。所以要想提高水電廠設(shè)備運行可靠性，就必須弄清楚引發(fā)設(shè)備故障的因素，以便對癥下藥。

（2）掌握設(shè)備技術(shù)狀態(tài)。

水電廠的每一臺設(shè)備都具備各自的固定技術(shù)性能，其運行狀態(tài)的好壞與水電廠生產(chǎn)能力有直接關(guān)系，為安全而有效地完成發(fā)電任務(wù)、提高工作效率，水電廠必須隨時掌握設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，并采取巡回檢查、維修、保養(yǎng)、改進設(shè)備技術(shù)狀態(tài)等措施，保證設(shè)備可靠運行。如果不了解設(shè)備運行情況，那么這些措施也會變成無本之木、無源之水。如水電廠要定期鑒定設(shè)備質(zhì)量，掌握其技術(shù)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其中的薄弱環(huán)節(jié)，深入分析設(shè)備的故障及其發(fā)生規(guī)律，制定切實可行的設(shè)備檢修計劃，達到預(yù)期經(jīng)濟效益。

2 提高水電廠設(shè)備運行可靠性的具體途徑

（1）加強設(shè)備運行管理。

水電廠為更好地完成各項任務(wù)，保證安全進行生產(chǎn)工作，應(yīng)保證設(shè)備始終處于良好運行狀態(tài)，這就需要水電廠人員加強日常管理，重視維護、保養(yǎng)設(shè)備，引進先進技術(shù)、工藝提高設(shè)備的運行可靠性，從而提高使用設(shè)備的效率。如水電廠一方面要改善自身組織結(jié)構(gòu)，即管理部門要在設(shè)備日常管理崗位安排專業(yè)技術(shù)知識水平較高、實踐經(jīng)驗較豐富的工作人員，堅持精簡實用的原則，保證管理隊伍穩(wěn)定，合理優(yōu)化水電廠組織結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備運行可靠性。另一方面，水電廠要嚴格制定并執(zhí)行設(shè)備運行管理制度，主要是設(shè)備檢修制度，必須科學、合理、完善，而檢修人員務(wù)必要依據(jù)規(guī)定時間開展定期檢查工作，遵循“安全第一、預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則，在檢查工作中按照自己的專業(yè)知識及經(jīng)驗認真檢查，及時發(fā)現(xiàn)并解決水電廠設(shè)備運行的各種問題，保證設(shè)備維持可靠、安全的運行狀態(tài)。

（2）科學制定檢修計劃。

按照國內(nèi)當下的檢修管理水平及水電廠設(shè)備運行實際狀態(tài)，目前依舊貫徹計劃檢修、預(yù)防為主的方針，要求檢修管理部門強化對水電廠設(shè)備檢修計劃的管理，按照水電廠實際情況做好調(diào)查與研究工作，力求制定科學的、切實可行的設(shè)備檢修計劃，盡可能縮短設(shè)備檢修工期，提高設(shè)備運行可靠性。如水電廠設(shè)備檢修計劃一般包括年度檢修計劃、3年滾動規(guī)劃，前者每一年都要編制一次，及時為水電廠大修設(shè)備提供備品、配件及材料，務(wù)必提前做好預(yù)訂大宗材料、特殊材料、長加工周期的配件及配品等的準備工作；后者主要是對3年里的后2年需在設(shè)備大修中合理安排的特殊重大項目實施預(yù)安排，做好3年滾動規(guī)劃，并按照年度檢修計劃進行編制。編制水電廠設(shè)備檢修計劃時應(yīng)選擇費用省、工期短、合理安排勞力物資的計劃方案，如果水電廠的機組臺數(shù)較多，可進行2臺機組的重疊交叉大修，第1臺機組檢修后10～15天就開始檢修第2臺機組，如此就能解決起重、主機以及電焊等工種勞動力不足的問題，同時保證部分檢修設(shè)備的均勻生產(chǎn)，縮短水電廠整體檢修工作的工期，趕在汛期之前確保機組運行狀態(tài)良好，避免發(fā)生一邊檢修一邊棄水的現(xiàn)象。

（3）充分利用保護設(shè)施。

水電廠對電氣自動化設(shè)備的應(yīng)用有效促進了電力行業(yè)高速發(fā)展，但應(yīng)用電氣自動化設(shè)備的現(xiàn)狀不容樂觀，面臨著無法保障電氣自動化設(shè)備可靠性的問題，給水電廠的安全運轉(zhuǎn)、正常生產(chǎn)埋下隱患，因此充分利用保護設(shè)施提高設(shè)備運行可靠性尤為關(guān)鍵。

濕度、溫度對水電廠的電氣自動化設(shè)備運行可靠性有顯著影響，要想提高設(shè)備可靠性，就要降低外界因素的影響[2]。如設(shè)備維護人員可有機結(jié)合水電廠設(shè)備需求，科學改善電氣自動化設(shè)備運行環(huán)境的濕度、溫度，提高自動化元件的性能，延長使用壽命。一般情況下，水電廠電氣自動化設(shè)備都擁有保護設(shè)施，包括設(shè)備散熱設(shè)施、溫度保護設(shè)施、濕度保護設(shè)施以及防腐設(shè)施、防污設(shè)施，充分利用這些保護設(shè)施能有效弱化外界因素對電氣自動化設(shè)備運行可靠性的負面影響，保證正常運行設(shè)備。維護人員在安裝設(shè)備保護設(shè)施之前務(wù)必要掌握設(shè)備使用環(huán)境以及水電廠的實際需求，結(jié)合現(xiàn)場情況適當增設(shè)安全保護設(shè)施，提高對設(shè)備保護設(shè)施的利用率。

在氣候炎熱的南方地區(qū)，維護人員需要添加設(shè)備熱保護、通風保護以及防潮保護等設(shè)施；在氣候寒冷的北方地區(qū)則要添加設(shè)備防寒保護設(shè)施[3]。如某水電廠發(fā)電時所使用的就是電氣自動化設(shè)備，它采用三層系統(tǒng)，驅(qū)動處理能力較強，可把被控制對象設(shè)置成機組LCU、閥門LCU、公共設(shè)備LCU等，分別監(jiān)督、管理控制對象。但該輸電廠位于寒冷的北方，在冬季必須對電氣自動化設(shè)備采用表面保溫措施，弱化冷空氣對設(shè)備運行可靠性的不利影響，提高設(shè)備反應(yīng)效率及運行速度。

（4）及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。

在水電廠設(shè)備運行可靠性的整體管理中，如果發(fā)生某一類故障的頻率較高，就應(yīng)綜合分析該類故障的模式以及失效情況，細致研究部件的結(jié)構(gòu)、材料選擇、維護手法及整體強度、力學分析等因素，特別是失效部件的結(jié)構(gòu)、材料、功能、力學分析等問題，務(wù)必要詳實研究，找出該類故障模式的預(yù)處理措施及辦法。具體如下：

①發(fā)現(xiàn)的問題。在機組正常自動停機風閘復(fù)歸后，機組就會出現(xiàn)自傳的現(xiàn)象，這就要求運行人員再次對機組進行加閘，才能使機組停下來，加閘時間要延長一定時間，風閘復(fù)歸后，有時會自傳有時則不會。2014年1月，在1號機組A級大修工作中，當頂蓋吊出，頂蓋和活動導(dǎo)葉分體后，發(fā)現(xiàn)24片活動導(dǎo)葉結(jié)合面存在嚴重的氣蝕情況，有水流型、深坑型。

②原因分析?；顒訉?dǎo)葉結(jié)合面無密封裝置，只有在導(dǎo)葉關(guān)閉時靠大、小頭的金屬結(jié)合面密封，正常情況下停機不關(guān)閉蝶閥，金屬結(jié)合面在高水頭長期沖擊下，出現(xiàn)磨損，產(chǎn)生坑洼面，失去光潔度，從而加劇了結(jié)合面的氣蝕現(xiàn)象，結(jié)合面間隙變大，導(dǎo)致機組正常停機分閘復(fù)歸后，發(fā)生機組自傳。另外，在機組大修時，對活動導(dǎo)葉回裝過程中，導(dǎo)葉間隙調(diào)整達不到設(shè)計要求，也存在隨著機組的運行時間延長，導(dǎo)葉在水作用力的情況下，間隙慢慢變大。

③解決方案。一是結(jié)合面氣蝕處理，在導(dǎo)葉大頭結(jié)合面氣蝕部分采用CHS102型焊條進行堆焊，堆焊好后，上銑床校準同軸度及軸線水平，用銑床將堆焊部分銑到與原導(dǎo)葉結(jié)合面相同的水平度。二是由于立面間隙精度高，所以銑好的導(dǎo)葉大、小頭結(jié)合面，要用鋼絲輪打磨、羊毛輪拋光，并用鋼板尺和塞尺測結(jié)合面的水平度，確保鋼板尺與塞尺的間隙為零。三是活動導(dǎo)葉整體打磨、除銹，并刷高抗磨蝕聚氨酯漆。對導(dǎo)葉大、小頭結(jié)合面的防腐漆，要刮掉或磨光機磨去，保證結(jié)合面精度。

（5）加強人員隊伍建設(shè)。

加強人員隊伍建設(shè)，提高設(shè)備檢修人員、運行人員的技術(shù)水平，這是提高水電廠設(shè)備運行可靠性的又一有效途徑。水電廠的主要工作就是操作設(shè)備、維護設(shè)備、檢修設(shè)備、管理設(shè)備，需要人機協(xié)作，不僅設(shè)備要好，還需要一支技術(shù)過硬、素質(zhì)高的運行、檢修及管理隊伍[4]。且隨著新工藝、新技術(shù)在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用，電力企業(yè)設(shè)備可靠性要求越來越高，水電廠今后依舊有必要繼續(xù)抓好人員隊伍建設(shè)工作。不僅要提高設(shè)備設(shè)計水平、制造水平、安裝水平，還要加強對人員的繼續(xù)教育及培訓(xùn)，打造一支優(yōu)質(zhì)人員隊伍，以便準確及時地掌握設(shè)備運行狀態(tài)，科學制定檢修計劃，為電力企業(yè)經(jīng)濟效益的提高、水電廠設(shè)備的穩(wěn)定安全運行等提供可靠的保障。

3 結(jié)語

為確保水電廠正常開展電力生產(chǎn)工作，提高設(shè)備運行可靠性是關(guān)鍵。隨著水電廠設(shè)備自動化水平的不斷提升，其可靠性的提高需要結(jié)合設(shè)備運行環(huán)境明確各項基本要求，在弄清楚故障因素的同時，及時而準確地掌握設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，有目的、有計劃地通過行之有效的途徑加以管理，爭取從管理、技術(shù)等層面全方位提高水電廠設(shè)備運行的可靠性，延長設(shè)備使用壽命，為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

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

[2]李宏宇.淺析中小型水輪機械主設(shè)備可靠性管理[J].科技與企業(yè)，2015，（07）：9.

[3]宋晉紅，吳閩.可靠性管理在電廠的應(yīng)用與成效分析[J].電子測試，2016，（24）：137-138.

[4]李健芹，羅志明.探究水電廠電氣自動化控制設(shè)備的可靠性[J].通訊世界，2015，（20）：113-114.

2017-04-12）

楊正暉（1976-），男，陜西人渭南人,大學本科，工程師,從事水電廠運行維護管理工作。