龍灘水電站振動技術(shù)管理在生產(chǎn)中的實(shí)踐

張波濤

(龍灘水電開發(fā)有限公司龍灘水力發(fā)電廠,廣西天峨547300)

龍灘水電站振動技術(shù)管理在生產(chǎn)中的實(shí)踐

張波濤

(龍灘水電開發(fā)有限公司龍灘水力發(fā)電廠,廣西天峨547300)

詳細(xì)介紹了龍灘水電站技術(shù)監(jiān)控管理現(xiàn)狀,就生產(chǎn)過程中的實(shí)際案例,總結(jié)了水電站振動技術(shù)管理工作經(jīng)驗(yàn)。通過設(shè)備振動狀態(tài)監(jiān)測及分析,制定有針對性的維修計(jì)劃,避免了盲目整體維修而造成的維修過剩,能夠有效節(jié)約人力資源和維修資金。龍灘水電站通過采取振動技術(shù)管理方法,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,為電站的長期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

旋轉(zhuǎn)設(shè)備；技術(shù)監(jiān)控；分析；龍灘水電站

0 引 言

龍灘水電工程以發(fā)電為主,兼有防洪、航運(yùn)等綜合效益,目前已完成一期工程建設(shè),裝機(jī)容量4 900 MW,水庫正常蓄水位375 m,安裝7臺700 MW的空冷式水輪發(fā)電機(jī)組,年平均發(fā)電量156.7億kW·h。

龍灘水電廠自成立以來,緊密圍繞確保電廠長期安全穩(wěn)定運(yùn)行,積極開展技術(shù)監(jiān)控工作,建立科學(xué)有序管理體系,全員全過程對設(shè)備進(jìn)行動態(tài)管理,使設(shè)備在穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面達(dá)到協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)了電廠連續(xù)安全生產(chǎn)3 500 d,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 技術(shù)監(jiān)控管理現(xiàn)狀

技術(shù)監(jiān)控管理的核心內(nèi)容就是要依靠先進(jìn)的技術(shù)監(jiān)督手段,緊緊圍繞影響設(shè)備安全生產(chǎn)的技術(shù)問題展開工作,及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備缺陷,為確保發(fā)電廠設(shè)備的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供強(qiáng)大的技術(shù)保障。

龍灘水電站自2007年首臺機(jī)組發(fā)電,即成立了以總工程師為首,設(shè)備管理部、運(yùn)行管理部、設(shè)備維護(hù)部等部門有關(guān)人員組成的三級技術(shù)監(jiān)控體系。技術(shù)監(jiān)控工作涵蓋了水電廠與生產(chǎn)有關(guān)的所有專業(yè),包含9項(xiàng)技術(shù)監(jiān)督和5項(xiàng)技術(shù)管理,9項(xiàng)技術(shù)監(jiān)督指絕緣、化學(xué)、金屬、電測、熱工、環(huán)保、繼電保護(hù)及安全自動裝置、節(jié)能、電壓質(zhì)量。5項(xiàng)技術(shù)管理指壓力容器及承壓部件、計(jì)量、勵磁、振動及特種設(shè)備技術(shù)管理。技術(shù)監(jiān)控工作既要進(jìn)行監(jiān)督又要對過程進(jìn)行控制；既要發(fā)現(xiàn)問題又要解決問題,從而形成全過程閉環(huán)管理。

2 振動技術(shù)管理

振動是旋轉(zhuǎn)設(shè)備安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要綜合指標(biāo),是設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、檢修水平的綜合反映。振動技術(shù)管理就是通過對旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動的監(jiān)測,判斷振動是否在可控范圍之內(nèi),從而決定是否對設(shè)備進(jìn)行檢修。

2.1 管理措施

(1)每月定時參加技術(shù)監(jiān)控月度例會,在會中分析技術(shù)監(jiān)控指標(biāo)的完成情況、監(jiān)控設(shè)備存在的問題、檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢等情況。

(2)建立、健全振動技術(shù)管理設(shè)備臺帳和工作檔案、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn),并保證其完整性、連續(xù)性、有效性、準(zhǔn)確性,保證技術(shù)管理資料的可追溯性。

(3)實(shí)行振動技術(shù)管理管理工作報告制度。及時上報設(shè)備試驗(yàn)監(jiān)督情況、設(shè)備異常和重要缺陷等信息,對缺陷的發(fā)現(xiàn)、分析、匯總、上報、消除、反饋等環(huán)節(jié)形成閉環(huán)管理,以確保隨時掌握監(jiān)督工作動態(tài),使設(shè)備缺陷能及時發(fā)現(xiàn)、反饋并得到消除。

(4)按時開展振動技術(shù)監(jiān)控動態(tài)檢查工作。動態(tài)檢查分為電廠自查、技術(shù)管理服務(wù)單位檢查和問題整改三個階段,每半年開展一次檢查活動。自查工作由電廠技術(shù)監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)人員執(zhí)行,龍灘電廠根據(jù)自查結(jié)果出具自查報告。技術(shù)監(jiān)控服務(wù)單位完成技術(shù)監(jiān)控動態(tài)檢查工作后,龍灘電廠根據(jù)檢查報告制定整改計(jì)劃,并落實(shí)整改責(zé)任人和監(jiān)督人。振動技術(shù)管理人員對整改工作進(jìn)行實(shí)時跟蹤,確保整改工作的閉環(huán)管理。

(5)制定年度工作計(jì)劃,并每月對工作的完成情況進(jìn)行檢查,對于異常狀況進(jìn)行及時糾偏,確保計(jì)劃按期完成。

2.2 管理原則

2.2.1 分層次管理原則

按照設(shè)備在電廠承擔(dān)作用的不同,將旋轉(zhuǎn)設(shè)備分為水輪發(fā)電機(jī)組主設(shè)備和水泵、油泵、風(fēng)機(jī)等附屬設(shè)備。對于主設(shè)備必須開展定期振動監(jiān)測和分析評價,從而合理確定檢修項(xiàng)目與周期。而對于附屬設(shè)備,由于種類多,規(guī)格型號各異,按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)管理工作量巨大,不易實(shí)現(xiàn)。因此,龍灘電廠對影響系統(tǒng)安全可靠和投資造價高的附屬設(shè)備,定期開展人工監(jiān)測和分析評價工作,根據(jù)狀態(tài)安排檢修。其他對系統(tǒng)安全影響小或基本沒有影響、造價低的設(shè)備采用事后維修模式,定期檢查保養(yǎng),發(fā)現(xiàn)缺陷及時檢修處理。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化管理原則

根據(jù)國家、行業(yè)和企業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范,龍灘電廠結(jié)合自身實(shí)際制訂了《振動技術(shù)監(jiān)督管理標(biāo)準(zhǔn)》、《振動監(jiān)督技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,確定了設(shè)備監(jiān)測項(xiàng)目、周期、方法、標(biāo)準(zhǔn),并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)開展定期檢查工作,防止設(shè)備異常損壞或損壞后得不到及時修復(fù)。

2.3 日常監(jiān)測方法及手段

針對水輪發(fā)電機(jī)主設(shè)備,龍灘水電廠已有成熟的監(jiān)測系統(tǒng)如：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、多組態(tài)數(shù)據(jù)分析平臺、穩(wěn)定性裝置等。通過現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng),技術(shù)管理專業(yè)人員可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、故障預(yù)測和狀態(tài)趨勢分析。但對于附屬設(shè)備,由于沒有安裝在線監(jiān)測和診斷分析設(shè)備,龍灘電廠便制定自己的評價標(biāo)準(zhǔn),通過合適的監(jiān)測儀器,堅(jiān)持定期監(jiān)測,積累歷史數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行振動變化趨勢分析,進(jìn)而判斷設(shè)備是否異常。

3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動典型故障診斷案例分析

3.1 及時認(rèn)真分析,避免燒瓦事故

龍灘水電站水導(dǎo)軸承采用稀油、分塊自潤滑軸承,共安裝24塊巴氏合金瓦。水導(dǎo)瓦結(jié)構(gòu)示意如圖1所示,軸瓦通過背部的墊塊將徑向力傳遞到頂蓋的支撐板上,并通過調(diào)整楔子板高度來改變軸瓦間隙。軸承采用外加油泵外循環(huán)結(jié)構(gòu)的冷卻方式,當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時,油泵從油槽底部取油,經(jīng)冷卻器冷卻后,將油送到油槽內(nèi)部的供油環(huán)管,環(huán)管在每兩塊瓦之間引出一根噴油支管,冷卻油經(jīng)過支管噴射到軸領(lǐng)上,使軸瓦得到潤滑和冷卻。

圖1 水導(dǎo)瓦結(jié)構(gòu)示意

2011年3月22日,6號機(jī)組按照電網(wǎng)下達(dá)的負(fù)荷正常運(yùn)行,運(yùn)行監(jiān)屏人員發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承1號和15號瓦溫均為51 ℃,較其他軸瓦溫度高,且有繼續(xù)上升的趨勢。雖瓦溫未達(dá)到報警值(報警值為65 ℃),但異常溫度還是引起技術(shù)管理專業(yè)人員的重視,通過對比以往瓦溫上升趨勢,技術(shù)人員判斷此溫度為不正常溫度,隨即開展原因分析以及檢查工作。水導(dǎo)瓦溫上升趨勢如圖2所示。

圖2 水導(dǎo)瓦溫上升趨勢

技術(shù)監(jiān)控專業(yè)人員聯(lián)合相應(yīng)班組對水導(dǎo)冷卻系統(tǒng)供水壓力、流量、外循環(huán)油管路油泵、冷卻器等進(jìn)行全面檢查,并對水導(dǎo)瓦測溫電阻和控制回路進(jìn)行了測試,均未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。待外部檢查未見有異常后,專業(yè)人員將分析重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到油槽內(nèi)部結(jié)構(gòu),最終判定引起瓦溫升高可能有以下原因：①瓦體本身異常造成溫度高。機(jī)組正常運(yùn)行時由于楔子板在長期受到軸向力后,可能會引起調(diào)整螺桿的背帽松動,導(dǎo)致楔子板向下移動,造成間隙變小瓦溫升高。②噴油管路堵塞,造成軸瓦得不到充分冷卻潤滑,引起瓦溫升高。為了查明具體原因和保證機(jī)組健康安全運(yùn)行,專業(yè)技術(shù)人員建議機(jī)組進(jìn)行停機(jī)檢查。

拆除油槽蓋板后檢查發(fā)現(xiàn)：1號瓦間隙調(diào)整螺栓與楔子板松脫,造成楔子板下落,瓦間隙減小,15號瓦無異常。啟動外循環(huán)油泵檢查噴油管路出油正常無堵塞,故最終確定造成瓦溫升高的原因?yàn)?號瓦間隙調(diào)整螺栓松脫所致(15號瓦溫升高是由于1號瓦間隙的減小,造成雙邊總間隙變小,從而導(dǎo)致對側(cè)的15號瓦溫升高)。經(jīng)檢修回裝后,開機(jī)空轉(zhuǎn)進(jìn)行瓦溫考驗(yàn),1號瓦溫最終穩(wěn)定在40 ℃。

3.2 持續(xù)振動監(jiān)測,避免設(shè)備損壞

按照《振動監(jiān)督技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求,振動專業(yè)人員要每周開展水泵振動測量工作,并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。從2008年7月開始,專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)地下廠房1號滲漏排水泵泵座+Y向的振動值逐漸增大直至超標(biāo)(4.5 mm/s),出口法蘭+X向以及泵座地腳軸向的輔助測點(diǎn)也有上升趨勢；其他測點(diǎn)略有變化趨勢,但不明顯,1號廠房滲漏排水泵各測點(diǎn)振動測量值見表1。根據(jù)泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析,專業(yè)人員判斷此臺排水泵可能存在軸承磨損、泵座地腳螺栓松動等問題。

表1 1號廠房滲漏排水泵各測點(diǎn)振動測量值 mm/s

為了避免設(shè)備損壞,技術(shù)人員隨即要求將1號排水泵停止運(yùn)行,并安排解體檢修。經(jīng)分解檢查發(fā)現(xiàn)水泵存在以下缺陷：泵座水平度超標(biāo)；泵體導(dǎo)流殼處的銅軸承磨損2 mm；水泵傳動軸處的橡膠軸承有不同程度的磨損；電機(jī)上部甩油環(huán)、輸油環(huán)及傳動鍵損壞。

經(jīng)檢修更換備件后抽水試驗(yàn),水泵運(yùn)行平穩(wěn),各部振動值均良好。通過長期監(jiān)測,水泵運(yùn)行穩(wěn)定,振動數(shù)據(jù)無劣化傾向,設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)較好。

4 總 結(jié)

多年以來,龍灘水電站通過振動技術(shù)管理工作,多次發(fā)現(xiàn)設(shè)備劣化傾向,經(jīng)進(jìn)一步檢查確認(rèn)存在缺陷或故障,避免了重要設(shè)備損壞事故的發(fā)生；通過設(shè)備振動狀態(tài)監(jiān)測及分析,制定有針對性的維修計(jì)劃,避免了盲目整體維修而造成的維修過剩,能夠有效節(jié)約人力資源和維修資金。龍灘水電站通過采取振動技術(shù)管理方法,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,為電站的長期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

[1]楊琳, 凌洪政, 馬躍東. 以設(shè)備管理為核心的龍灘特色安全生產(chǎn)管理模式的探索與實(shí)踐[J]. 水電站機(jī)電技術(shù), 2011(5): 10- 13．

[2]錢進(jìn). 電力企業(yè)電測技術(shù)監(jiān)督工作分析與探討[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì), 2012(9): 33- 35．

[3]張波濤, 蔣亮. 龍灘水電站輔助機(jī)械設(shè)備管理及振動分析[J]. 水電站機(jī)電技術(shù), 2011(5): 83- 85．

(責(zé)任編輯 高 瑜)

Practice of Vibration Technology Management in Longtan Hydropower Station

ZHANG Botao

(Longtan Hydropower Plant, Longtan Hydropower Development Co., Ltd., Tian’e 547300, Guangxi, China)

The technical monitoring and management status of Longtan Hydropower Station are introduced herein, and the experiences of vibration technology management are summarized based on actual cases of power generation. Through monitoring and analyzing the vibration state of equipment, the targeted maintenance plan will be developed, which can avoid redundant maintenance caused by blind whole maintenance and can save human resources and maintenance fund. The practice of vibration technology management in Longtan Hydropower Station has achieved obvious economic benefits and laid a good foundation for long-term, safe and stable operation of station．

rotating equipment; technical monitoring; analysis; Longtan Hydropower Station

2017- 02- 18

張波濤(1983—),男,山東梁山人,工程師,主要從事水電站檢修、維護(hù)工作．

TK73(267)

A

0559- 9342(2017)04- 0055- 03