淺談水電站水輪機(jī)調(diào)速器的檢修與維護(hù)

繆新建

（新疆伊河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 鞏留830000）

水電站中有許多必要設(shè)備，水輪機(jī)是水電站發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，水輪機(jī)調(diào)速器又是水輪機(jī)的重要組成部分[1]，因此，調(diào)速器的穩(wěn)定與否關(guān)乎水電站各項(xiàng)工作的順利運(yùn)行，水輪機(jī)調(diào)速器的檢修與維護(hù)工作具有重要意義。水輪機(jī)調(diào)速器的檢修與維護(hù)可分為調(diào)試操作與維護(hù)操作2個(gè)部分，通過專業(yè)人員定期的科學(xué)調(diào)試與維護(hù)操作，做好預(yù)防準(zhǔn)備工作，方能保證水輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而使水電站穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

1 水輪機(jī)調(diào)速器的基本概況

1.1 調(diào)速器的功能

水電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵要素是水輪機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其中水輪機(jī)調(diào)速器是水輪機(jī)的主要組成部分，對(duì)保障水電站正常工作具有重要意義。水輪機(jī)調(diào)速器的功能主要包括并網(wǎng)功能和調(diào)節(jié)功能，在水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)工作人員對(duì)水輪機(jī)下達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)指令時(shí)，會(huì)啟用調(diào)速器的并網(wǎng)功能對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而保障水輪機(jī)的高效穩(wěn)定運(yùn)行[3]。在不同工況下，調(diào)速器的調(diào)節(jié)功能可滿足工作人員對(duì)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、流量等指標(biāo)的要求，通過對(duì)這些指標(biāo)的調(diào)節(jié)，保證水輪機(jī)和水電站的安全運(yùn)行。

1.2 調(diào)速器的特點(diǎn)

水輪機(jī)調(diào)速器能成為水輪機(jī)系統(tǒng)中的核心部件，除了其自身的自動(dòng)化性能外，還具有如下特點(diǎn)：

（1）強(qiáng)大的操作力。水輪機(jī)是水電站的重型機(jī)械設(shè)備，規(guī)模也比較大，具有體積大、總量重的特點(diǎn)。在水電站發(fā)電時(shí)，通過水輪機(jī)的水流量很大，此時(shí)，水輪機(jī)調(diào)速器以強(qiáng)大的操作力控制進(jìn)水閘門，有效的調(diào)節(jié)了水流的速度。

（2）組件多，操作復(fù)雜。水輪機(jī)調(diào)速器控制的是組合而成的能量轉(zhuǎn)換體系，組件較多，運(yùn)行操作復(fù)雜。由于水體的慣性較大、涉及范圍廣，使水輪機(jī)調(diào)速器難以維持控制系統(tǒng)的穩(wěn)定且控制復(fù)雜化[4]。同時(shí)，隨著工作環(huán)境條件的不同，會(huì)受到多種因素的影響，因此，在水輪機(jī)運(yùn)行過程中，需要多方面綜合考慮，預(yù)防不同問題的發(fā)生。

（3）功能繁多。水輪機(jī)調(diào)速器除了能自動(dòng)調(diào)節(jié)水流量外，還具有開機(jī)、停機(jī)等操作功能。多樣的功能也使得其肩負(fù)更多的任務(wù)，發(fā)揮著更大的作用?，F(xiàn)在我國(guó)的水電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開啟調(diào)速器的并網(wǎng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，從而充分發(fā)揮其作用，為水電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

1.3 調(diào)速器的常見故障

水輪機(jī)調(diào)速器雖然擁有強(qiáng)大的操作動(dòng)力和自動(dòng)化性能，但也正因如此，避免不了一些常見故障的發(fā)生。經(jīng)過近些年的研究發(fā)現(xiàn)，主要的常見故障有以下幾個(gè)方面：（1）水輪機(jī)調(diào)速器運(yùn)行系統(tǒng)不穩(wěn)定，其中常見的是由于過水壓系統(tǒng)不穩(wěn)定，造成水壓波動(dòng)較大；（2）調(diào)速器電氣系統(tǒng)故障，如發(fā)電機(jī)或信號(hào)源故障；（3）水輪機(jī)調(diào)速器老化或被污染導(dǎo)致的運(yùn)行效率低；（4）油路不暢通引發(fā)操作困難；（5）調(diào)速器自身的組件裝置不靈敏。

2 水輪機(jī)調(diào)速器的調(diào)試操作

水電站水輪機(jī)調(diào)速器內(nèi)部組件多，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此需要技術(shù)人員具有較高的技能水平和操作能力，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度完成調(diào)試過程中的技術(shù)操作。雖然調(diào)試操作的過程相對(duì)較為簡(jiǎn)單，只需要完成幾個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。但在調(diào)試前，需要技術(shù)人員熟悉掌握水輪機(jī)調(diào)速器的工作原理，只有對(duì)調(diào)速器原理了然于胸后，才能在遇見突發(fā)情況時(shí)，具體問題具體分析，利用專業(yè)知識(shí)和實(shí)際情況，做出正確判斷和有效處理措施。

2.1 調(diào)試試驗(yàn)

調(diào)速器的調(diào)試試驗(yàn)可分為靜態(tài)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)2部分，一般會(huì)根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同，采取適宜的試驗(yàn)方法。當(dāng)檢測(cè)調(diào)速器轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)選擇靜態(tài)試驗(yàn)且在水輪機(jī)未充水的狀態(tài)下操作。而對(duì)調(diào)速器的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)選擇動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)試，且一般在水輪機(jī)充水條件下操作，通過試驗(yàn)確保設(shè)備的安全及正常運(yùn)行[5]。

調(diào)速器的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)主要有以下幾種：

（1）導(dǎo)葉開度調(diào)整試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模捍_認(rèn)導(dǎo)葉開關(guān)是否正常與靈活，開度指示、開限指示與接力器行程是否匹配，導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)，鎖錠裝置投入、拔出操作可否正常進(jìn)行。

試驗(yàn)方法：將調(diào)速器調(diào)至手動(dòng)位模式，確認(rèn)接力器鎖錠裝置已提起。檢查導(dǎo)葉開度值與指示數(shù)值是否互相匹配，具體操作是手動(dòng)控制導(dǎo)葉開度值，分別為25%、50%、75%、100%。如若不相同，將傳感器調(diào)整于零位，不能使傳感器與接力器連接，應(yīng)將接力器設(shè)置在全開狀態(tài)，保證在傳感器工作時(shí)，能連接及固定傳感器。試驗(yàn)重復(fù)操作，確認(rèn)結(jié)果無偏差后，可結(jié)束安裝操作。

（2）導(dǎo)葉緊急關(guān)閉時(shí)間試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模捍_認(rèn)導(dǎo)葉緊急關(guān)閉時(shí)間是否正常，符合操作運(yùn)行要求。

試驗(yàn)條件：在保證油壓正常的前提條件下，提起接力器鎖錠裝置，配置壓油泵電源裝置，其中一臺(tái)為備用，另一臺(tái)為自動(dòng)操作裝置，并且還可以進(jìn)行手動(dòng)操作，安排專人負(fù)責(zé)操作的整個(gè)過程。

試驗(yàn)方法：全開導(dǎo)葉，并記錄導(dǎo)葉開度由100%至25%不同開度的關(guān)機(jī)時(shí)間。記錄值的2倍就是導(dǎo)葉緊急關(guān)閉時(shí)間。當(dāng)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)所得時(shí)間與正常標(biāo)準(zhǔn)不一致時(shí)，需要第一輪試驗(yàn)結(jié)束后適當(dāng)調(diào)節(jié)螺母。若是測(cè)得時(shí)間過長(zhǎng)，應(yīng)向下調(diào)節(jié)；反之，測(cè)得時(shí)間過短時(shí)，則應(yīng)向上調(diào)節(jié)，調(diào)至符合要求的標(biāo)準(zhǔn)即可。調(diào)正完成后，及時(shí)鎖緊螺母。

（3）導(dǎo)葉接力器壓緊行程測(cè)定試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模簷z測(cè)導(dǎo)葉接力器壓緊行程數(shù)值，判斷是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（3～6mm）。

試驗(yàn)方法：將導(dǎo)葉接力器全部關(guān)閉，在百分表表座下安放兩個(gè)接力器，將百分表指針調(diào)至為零，并關(guān)閉調(diào)速器主控油閥，連接接力器的下部前后腔與閥門，這時(shí)百分表的讀數(shù)即為導(dǎo)葉接力器的壓緊行程。若壓緊行程不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)通過控制推拉桿與控制環(huán)之間偏心銷的方位，從而調(diào)節(jié)壓緊行程的最適范圍。

2.2 再次檢測(cè)

再次檢測(cè)也是調(diào)試工作的一項(xiàng)主要任務(wù)，其工作內(nèi)容主要是檢查調(diào)速器的各項(xiàng)功能是否正常及調(diào)速器配件的各項(xiàng)性能是否良好。通常情況下這種檢查可以分為手動(dòng)檢查和自動(dòng)檢查2種[6]。

3 水輪機(jī)調(diào)速器的維護(hù)操作

水電站水輪機(jī)調(diào)速器的維護(hù)操作主要有以下幾個(gè)方面：

3.1 檢測(cè)調(diào)速器油壓裝置數(shù)據(jù)

水輪機(jī)調(diào)速器的油壓裝置是重要的組件，因此，維護(hù)工作應(yīng)嚴(yán)格檢測(cè)水輪機(jī)調(diào)速器的油壓裝置數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)記錄裝置內(nèi)的油壓、溫度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為水輪機(jī)的后續(xù)正常工作提供技術(shù)支撐。一般可參考如下檢測(cè)方式：先打開壓油罐排氣閥，使水輪機(jī)排氣解壓，在壓力油罐數(shù)值為0.2MPa以下時(shí)，再打開排油閥排油；若油罐壓力數(shù)值達(dá)到最低值，應(yīng)適當(dāng)減小排油閥的開度；若聽見排氣聲，應(yīng)立即關(guān)閉排油閥，打開排氣閥，一直到壓力油罐壓力值變?yōu)榱恪?/p>

3.2 及時(shí)清洗調(diào)速器中的油污

一般在水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)與石油等燃料緊密接觸，致使調(diào)速器內(nèi)藏污納垢，從而影響機(jī)器的正常工作，還造成運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，在日常檢修工作中，需要工作人員在戴防護(hù)用品、保證通風(fēng)的條件下，及時(shí)對(duì)調(diào)速器內(nèi)的油污進(jìn)行清洗，保證水輪機(jī)的使用效率。此過程應(yīng)提前安排專人監(jiān)護(hù)，隨時(shí)做好防火準(zhǔn)備，并在確認(rèn)油箱內(nèi)無異物后，安裝濾網(wǎng)，蓋上蓋板。

3.3 潤(rùn)滑調(diào)速器內(nèi)各個(gè)零件

在水輪機(jī)工作條件下，難免會(huì)產(chǎn)生或輕或重的摩擦，使零件之間造成損壞，因此，工作人員應(yīng)注意維護(hù)零件的使用壽命，按時(shí)進(jìn)行各個(gè)零件的潤(rùn)滑工作，減小因摩擦造成的損壞程度。潤(rùn)滑調(diào)速器內(nèi)的各個(gè)零件，不僅能減緩設(shè)備的損壞速率，減少更換設(shè)備的時(shí)間和金錢成本，還能保證設(shè)備的高效工作，為水電站增加經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 定期檢查固件和電氣插件

固件和電氣插件的緊固程度對(duì)水輪機(jī)調(diào)速器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分關(guān)鍵。檢查各接頭鋼絲繩卡有無松動(dòng)現(xiàn)象，并進(jìn)行緊固處理。一旦出現(xiàn)松動(dòng)或脫落現(xiàn)象，就必定會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)故障，影響水輪機(jī)調(diào)速器的正常工作，所以定期檢查水輪機(jī)的固件和電氣插件在維護(hù)工作中尤為重要，是水輪機(jī)工作前的必要檢查事項(xiàng)。

3.5 維護(hù)監(jiān)管

在水電站水輪機(jī)調(diào)速器工作前、中、后階段，均需要專業(yè)的工作人員進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)和管理監(jiān)督工作，通過對(duì)各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的分析，及時(shí)做出調(diào)整，確保設(shè)備的最優(yōu)狀態(tài)。若在調(diào)速器運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，出現(xiàn)因灰塵、飛蟲等因素的影響狀況時(shí)，應(yīng)請(qǐng)熟悉操作的專業(yè)人員進(jìn)行清理，并定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行殺蟲維護(hù)，避免今后出現(xiàn)因類似情況而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水力發(fā)電事業(yè)也逐步占據(jù)電力發(fā)展的重要地位。水電站作為水力發(fā)電工程的主要場(chǎng)所，內(nèi)部眾多發(fā)電設(shè)備是維持電站電力供應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，其中水輪機(jī)調(diào)速器是重要的設(shè)備之一。綜上所述，水輪機(jī)調(diào)速器是保證水輪機(jī)的正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件，因此，水輪機(jī)調(diào)速器的檢修與維護(hù)工作應(yīng)是水電站管理中的首要任務(wù)，應(yīng)作為相關(guān)工作人員關(guān)注的重點(diǎn)，同時(shí)，工作人員應(yīng)提高自身的專業(yè)技能，不斷探討出最佳的檢修與維護(hù)策略，發(fā)揮設(shè)備的最大效能，為水力發(fā)電事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供技術(shù)保障。