智能化水力發(fā)電廠機械設備檢修及維護探析

蘭海漲

【摘 要】隨著國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，近年來智能化水力發(fā)電行業(yè)獲得顯著發(fā)展，同時智能化水力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中的安全性也成為人們關(guān)注的重點。水力發(fā)電行業(yè)具有環(huán)境復雜、安全性要求較高，以及機械設備型號、規(guī)格和數(shù)量多等特點，由此帶來的安全事故/事件的發(fā)生概率或危及設備穩(wěn)定運行的問題都比較明顯。為了提高水力發(fā)電廠的生產(chǎn)效益，文章詳細分析了智能化水力發(fā)電廠機械設備檢修及維護相關(guān)技術(shù)，希望為水力發(fā)電廠的日常運維工作提供指導。

【關(guān)鍵詞】智能化水力發(fā)電廠；設備檢修；設備維護

【中圖分類號】TV738 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）07-0177-02

0 引言

近年來，伴隨著我國能源戰(zhàn)略計劃的實施，許多智能化水力發(fā)電廠建設工作得到持續(xù)性創(chuàng)新和改進。在這環(huán)境背景下，我國水力發(fā)電體系也在不斷創(chuàng)新和改進，尤其是機械設備方面，結(jié)構(gòu)更加合理、安全性更高，在新材料和新工藝上也有明顯變革。在能源發(fā)展環(huán)境的背景下，智能化水力發(fā)電廠的機械數(shù)量、規(guī)模及信息化程度都在發(fā)展，提高了機械的使用價值，行之有效的安全管理顯得格外重要。

1 影響水力發(fā)電廠機械設備性能的主要因素

1.1 環(huán)境安全問題

我國智能化水力發(fā)電廠企業(yè)數(shù)量不多，在水力發(fā)電工程建設過程中所應用的設備存在大量信息化、智能化元件，這些元件具有較高的科技含量。但是在水利工程中，符合機械設備檢修與維護的工作人員普遍為20世紀六七十年代的知青工人，還有一些是80年代的技校畢/結(jié)業(yè)生員工，這些員工的文化水平相對較低，安全生產(chǎn)意識較為薄弱，工作時以經(jīng)驗為主，在面對新型設備時無法全面、及時、有效地分析機械設備的運行狀況和對其進行維護與保養(yǎng)，導致安全事故頻發(fā)。此外，生產(chǎn)過程中缺乏專業(yè)人員對生產(chǎn)環(huán)境進行監(jiān)督與指導，無法及時糾正和杜絕不正確的操作行為，難以規(guī)避事故/事件的發(fā)生。

1.2 生產(chǎn)人員問題

對于智能化水力發(fā)電廠企業(yè)中的機械設備使用者而言，不合理的操作方式會對自身和其他人員的生命安全造成威脅[2]。目前，各大電廠的大多數(shù)現(xiàn)場操作人員都是應屆畢業(yè)生，缺乏符合現(xiàn)場實際的安全性經(jīng)驗，雖然在上崗之前接受相應的安全性教育，但在實際操作中由于自身經(jīng)驗不足、憑空想象或習慣性操作，加上平時無法對機械設備給予及時保養(yǎng)和維護，從而增加了機械設備故障、安全事故/事件發(fā)生的可能性。

2 智能化水力發(fā)電廠機械設備檢修及維護

2.1 安全管理

智能化水力發(fā)電廠在使用機械之前，必須對生產(chǎn)現(xiàn)場進行全面調(diào)查，相關(guān)工作人員必須提前做好生產(chǎn)現(xiàn)場準備工作，并根據(jù)工作需要對機械工器具的類型、機械使用環(huán)境及條件等因素制定具體的規(guī)范化生產(chǎn)方案[3]。構(gòu)建完整的安全保障制度，建立多項安全保護措施，將安全生產(chǎn)落實到每一項、每一步工作中。對于生產(chǎn)現(xiàn)場而言，相關(guān)技術(shù)人員要按照已定的生產(chǎn)方案要求，對生產(chǎn)現(xiàn)場實行實務安全管理教育，并在場地周圍做好警戒標志、強化人員職責范圍等，進而提升生產(chǎn)的安全性。

生產(chǎn)技術(shù)管理在生產(chǎn)管理體系中的應用，可以達到以下應用效果：①制定并真正落實責任管理制度，生產(chǎn)部門可以將每一個生產(chǎn)任務劃分為多個小項目，并由相應的負責人對每一項工作任務負責，在任何項目出現(xiàn)問題時都有相應的責任人負責，以此提高檢修工作人員的責任感，確保整個工作過程的工藝質(zhì)量；②完善質(zhì)量管理體系，設計科學、合理的生產(chǎn)目標，并嚴格按照管理細則執(zhí)行。

2.2 改進設備檢修方式

變電站常規(guī)檢修過程中，操作人員需要先退出保護裝置出口硬壓板，并將需要檢修的設備進行安全性隔離。在新環(huán)境下，這種檢修方式無法滿足實際需求。因此，可以采取智能化故障檢修方式，借助檢修壓板狀態(tài)獲得設備的運行情況，同時分析壓板對于設備運行的影響。同時，可以將檢修壓板狀況、對設備的影響等以數(shù)據(jù)方式輸送到監(jiān)控系統(tǒng)，簡化了檢修過程中的技術(shù)性分析環(huán)節(jié)，可以讓監(jiān)視過程更加直觀，對于檢修人員的技術(shù)性要求也更低，可以更好地保障檢修效果。借助這一種“設備醫(yī)生”的智能化設備檢修與維護方式，能夠顯著提升發(fā)電廠設備的使用效益。在全面應用后，提升了設備檢修的及時性、降低了發(fā)生設備重大故障的概率，為發(fā)電廠增加了經(jīng)濟效益。

2.3 保障機械設備安全性

橋鞏水電站安裝有8臺大型燈泡貫流式機組，在管理中應提高在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設與應用，做好設備狀態(tài)的檢修工作。對于設備的在線檢測及狀態(tài)檢修系統(tǒng)而言，主要涉及傳感器、現(xiàn)地狀態(tài)監(jiān)測屏、智能采集單元、數(shù)據(jù)和應用服務器、網(wǎng)絡設備等。以機組穩(wěn)定性的監(jiān)測工作為例，水電機組的振動穩(wěn)定性監(jiān)測主要涉及結(jié)構(gòu)振動、主軸擺動、水壓脈動等參數(shù)，借助傳感器收集表征機組處于振動狀態(tài)時的不同非電量特征參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)化為可供現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的電量信號，系統(tǒng)可以按照幅值、相位、頻率、波形、軸心軌跡、振動趨勢等判斷振動發(fā)生的原因及事故風險。

2.4 創(chuàng)新設備維護方法，提高維護效果

智能化水力發(fā)電廠設備維修過程中應用故障樹分析法，可以有效地分析大多數(shù)的程序、邏輯及計算過程，同時保留關(guān)鍵性的故障樹圖。故障樹分析法的使用主要有節(jié)點法和排除法2種方式。節(jié)點法是選擇某一個關(guān)鍵性節(jié)點進行測量，獲得關(guān)鍵性數(shù)據(jù)后根據(jù)設備的工作原理判斷故障具體發(fā)生于節(jié)點的前或后，并通過反復多次使用節(jié)點法縮小故障范圍，從而判斷具體的故障部件。排除法則分為2種情況：一是按照節(jié)點法獲得數(shù)據(jù)，應用儀器設備的工作原理排除與故障無關(guān)的多個節(jié)點；二是應用相同的機器設備，在質(zhì)量合格的器件或相同的部件上實行試機，從而判定該設備或器件是否發(fā)生損壞，從而排除故障。通常情況下，節(jié)點法與排除法綜合使用，結(jié)合故障樹分析法的特點，對每一個關(guān)鍵節(jié)點實行測量分析，排除良好的分枝并逐漸縮小范圍，鎖定具體的故障枝節(jié)，快速尋找到故障元件。

在充分掌握儀器原理的情況下，維修人員可以基本判定故障控制電路的結(jié)構(gòu)圖，同時尋找相應的故障電路圖，快速繪制出樹枝狀的圖形。如果經(jīng)驗豐富，可以結(jié)合2種分析方式，借助簡單的驗證方式，及時對每一個分枝是否正常做出判斷，將故障鎖定在一個或一個分枝當中，避免對整樹進行分析。在分析過程中，排除好的枝節(jié)，鎖定故障枝節(jié)并最終尋找到故障元件，整個過程會在故障樹繪制完成時結(jié)束。相對于繪制完整的故障樹而言，可以節(jié)省大量工作時間和勞動力，快速尋找到故障的元件類型。

3 結(jié)語

綜上所述，近年來我國對于能源經(jīng)濟的重視度不斷提高，水力發(fā)電生產(chǎn)領(lǐng)域中的機械設備也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展，智能化水力發(fā)電廠領(lǐng)域中的機械設備持續(xù)性改進為機械的安全生產(chǎn)提出了更高的要求。從整體來看，智能化技術(shù)在水力發(fā)電廠機械設備的檢修及維護等工作中具有不可替代的作用和價值，不僅可以有效預防風險事故的發(fā)生，同時對于提升機械設備的使用價值、安全性及穩(wěn)定性均有明顯的幫助。對此，今后應當加大對于智能化技術(shù)的研究，最大限度地簡化工作程序和流程，減輕工人的勞動強度，提高水力發(fā)電廠的生產(chǎn)效益。

參 考 文 獻

[1]杜曉康，李志祥，陳鋼，等.三峽電廠振擺監(jiān)測系統(tǒng)應用分析[J].水力發(fā)電學報，2016，35（10）：77-92.

[2]馮峰，張哲，郭煜，等.管理信息系統(tǒng)在三門峽水電廠的應用與探索[J].人民黃河，2017，39（7）：35-39.

[3]陳龍駒.龍灘電廠典型直流接地故障的分析與處理[J].水力發(fā)電，2017，43（4）：35-37.

[責任編輯：陳澤琦]