電廠水能及動力工程存在的主要問題研究

孫必作

摘? ?要：電能是我國社會經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵能源之一，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家整體的能源需求量逐步增加。為了實現(xiàn)社會經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展，節(jié)能環(huán)保理念成為了各行各業(yè)新型的發(fā)展理念。從目前發(fā)展形勢來看，水能發(fā)電設(shè)備成為了目前電廠發(fā)電的重要設(shè)備。本文對電廠水能及動力工程存在的問題進行了相應分析。

關(guān)鍵詞：電廠水能? 動力工程? 問題? 解決措施

1? 水力發(fā)電原理

水資源在被應用過程中，不僅可以提升水資源利用率，也可以減少煤炭等常規(guī)能源發(fā)電所帶來的環(huán)境污染。水力發(fā)電原理是：水動機在動能推動下會不斷轉(zhuǎn)動。通過將發(fā)電機連接到水輪機上，水的重力會轉(zhuǎn)化為動能，并推動水動機進行不斷轉(zhuǎn)動，進而促使發(fā)電機執(zhí)行發(fā)電操作。另外，通過提升水位，來促使水流沖水輪機，提升水輪機轉(zhuǎn)速。通過水力發(fā)電，我們可以看出：水位差與水輪機動能、發(fā)電能量之間成正比例。

2? 水能及動力工程概述

水能及動力工程是指通過將水能轉(zhuǎn)化為動能，可以幫助工作人員及時地分析出水能及動力工程存在的問題，并制定出適宜的解決措施。在現(xiàn)實中，電廠水能及動力工程不僅提升了電廠生產(chǎn)質(zhì)量與效率，也可以有效地解決過往傳統(tǒng)電廠發(fā)電過程中存在的環(huán)境污染問題。從現(xiàn)實應用來看，由于水能及動力工程具有著節(jié)能環(huán)保、生態(tài)價值與經(jīng)濟價值，使其應用范圍較為廣泛。從未來發(fā)展趨勢來看，水能及動力工程將會與先進的科學技術(shù)相融合，進而在更多的領(lǐng)域被應用，進而將其自身的經(jīng)濟價值與社會價值充分的發(fā)揮出來。

3? 電廠水能及動力工程存在的主要問題

3.1 一次調(diào)頻問題

并網(wǎng)運行機組處于運行狀態(tài)時會受到外界負荷的影響，并導致頻率發(fā)生相應的變化。隨著頻率變化，并網(wǎng)機組會相應的發(fā)生負荷增減變化，進而確保電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。而一次調(diào)頻則是并網(wǎng)運行與調(diào)節(jié)過程的總和。焓降量的變化會隨著水輪機的變化而變化。換而言之，水輪機在發(fā)生變化后，焓降變化會呈現(xiàn)出調(diào)節(jié)中間級與最末級兩種變化。調(diào)節(jié)級是指在第一閥全開的情況下，流量增加會帶動壓力的增加，而焓降數(shù)值則會大于調(diào)節(jié)級的數(shù)值。且當流量變小時，壓力也會減少，進而增大調(diào)節(jié)級的數(shù)值，并大于焓降值。通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)級焓降量處于最大值時，是在第一閥全開，并且第二閥處于關(guān)閉狀態(tài)時。調(diào)節(jié)級處于中間級時，且工況并未出現(xiàn)相應變化時，調(diào)節(jié)級與焓降量均不會發(fā)生相應的變化。當調(diào)節(jié)級為最末級時，且流量增加時，壓力會減小，且焓降值會出現(xiàn)相應的增加。反之，當流量減少時，壓力則會增大，且焓降值會相應地減少。

在實際應用中，噴管調(diào)節(jié)主要涵蓋了以下內(nèi)容。調(diào)節(jié)閥所允許通過的流量各有不同。當流量達到最大時，調(diào)節(jié)閥數(shù)一旦增加，則調(diào)節(jié)級數(shù)也會增加。反之，當調(diào)節(jié)閥數(shù)減少時，調(diào)節(jié)級也會減少。當機組出現(xiàn)部分負荷時，噴管調(diào)節(jié)所起到的效果要遠遠優(yōu)于節(jié)流調(diào)節(jié)效果。當工況發(fā)生相應變化時，汽室溫度也會發(fā)生相解決此類問題，工作人員可以借助于同步器進行有效調(diào)節(jié)。同時，通過同步器調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)系統(tǒng)靜態(tài)特性線的平移調(diào)節(jié)。

3.2 水力發(fā)電機組軸系問題

水力發(fā)電機組運行不穩(wěn)定，是影響水力發(fā)電系統(tǒng)運行質(zhì)量與運行效率的關(guān)鍵因素。目前常見的運行不穩(wěn)定問題表現(xiàn)在以下幾個方面：控制環(huán)振動、上蓋板振動;下機架基礎(chǔ)松動;機組處于靜止狀態(tài)時，出現(xiàn)螺栓松動現(xiàn)象等。

解決水力發(fā)電機組軸系振動問題，需要綜合考慮機械、水力與電氣三個方面。在實際應用中，機組偶爾出現(xiàn)故障，且未得到及時修理，如果機組能夠短時間內(nèi)正常運轉(zhuǎn)，則可以斷定電氣未出現(xiàn)故障。但機組帶著故障運行一段時間后，機組的故障將會越來越嚴重，進而影響到機組整體壽命。通過調(diào)整水頭的高低狀態(tài)，如果機組故障得不到解決，則可以將水力因素排除。在機組運行過程中，如果出現(xiàn)劇烈振動，多是由機械影響因素引起，而現(xiàn)實中，機械影響因素具有著多樣性，工作人員需要經(jīng)過仔細檢測，來排查出對應的機械因素。

為了提升工作質(zhì)量，并迅速地找出故障原因，工作人員需要加大水力機組排查力度。比如，如果水力發(fā)電機組由上下兩個導軸承組成，當水力發(fā)電機運行一段時間后，上導軸承與上機架就會出現(xiàn)較為嚴重的振動現(xiàn)象。此時工作人員可以停止運行水電機，并檢查下導軸承固定螺絲狀態(tài)。一般檢查后，我們發(fā)現(xiàn)，下導軸承固定螺絲出現(xiàn)了斷裂，且上導軸承的螺紋墊塊也出現(xiàn)了嚴重的裂紋。

在故障檢查中，工作人員可以按照以下順序組織檢查工作。首先，工作人員檢查機組的各個部件是否性能正常。比如，檢查導軸承是否存在缺陷、機架是否存在松動、各個連接處是否連接正常。其次，工作人員要檢查止漏環(huán)、定轉(zhuǎn)子性能是否正常。再次，工作人員需要科學合理地分析機組負責振動的各個機器部件自有頻率是否正常，比如，機架、轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)軸的頻率。最后，借助于振動故障檢測試驗來科學合理地分析與查出故障原因。比如，通過振動試驗找出機組劇烈振動的原因，并通過轉(zhuǎn)速試驗來分析出轉(zhuǎn)子質(zhì)量。為了提升試驗結(jié)果精準性，工作人員需要逐步加大轉(zhuǎn)速，且當上機架振動幅度也隨之增大時，意味著轉(zhuǎn)子的質(zhì)量存在問題，即轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。同時，工作人員也可以進行勵磁電流試驗、負荷試驗等，來檢測不同類型的振動故障原因。

3.3 級組變工況問題

在變工況條件下，前后級組未達到臨界狀態(tài)時，每個級組的流量與級組前后產(chǎn)生的壓力平方差的平方根是以正比存在。另外，變工況條件下，前后級組均達到臨界狀態(tài)時，可將級組流量與級前壓力調(diào)整為正比，并斷定變工況時，與級后參數(shù)無關(guān)系。當水輪機受到水沖擊時，軸向推力會相應地增大。且當負荷瞬間增大時，軸向推力也會增大，葉片結(jié)成垢時，級組的軸向推力也會增大。

3.4 節(jié)流調(diào)節(jié)問題

在缺乏調(diào)節(jié)級時，且第一級處于全開狀態(tài)時，水在進入到水輪機后，一旦發(fā)生工況變化，各級的溫度變化幅度相對較小，且負荷適應性也相對較好。在實際運行中，發(fā)生變工況時，不僅會造成節(jié)流損失，且會影響到電廠的經(jīng)濟效益。為了有效規(guī)避節(jié)流調(diào)節(jié)出現(xiàn)問題，發(fā)電廠需要結(jié)合現(xiàn)實需要選擇容量較小的機組，或者選擇較大的機組基本負荷。如果級組數(shù)量較多，則機組的數(shù)值就會相應地變小，臨界壓力數(shù)值也會變小。在現(xiàn)實中，為了保證發(fā)電廠的正常生產(chǎn)，需要保證級組數(shù)量多于四級。在同一種工況條件下，各級級組的流量需要相同，而不同的工況條件下，各級的通流面積則保持不變。這樣可以幫助工作人員較為便捷地掌握相應功率效率的具體變化情況，也可以較為便捷地掌握各個零部件間的具體受力情況。為了有效了解水輪機的具體通流情況，工作人員需要及時開展監(jiān)視工作，并根據(jù)各級機組的具體壓力情況來進行有效判斷。

4? 結(jié)語

過往傳統(tǒng)的煤炭能源發(fā)電，會引發(fā)空氣污染等一系列的環(huán)境污染問題。同時，煤炭資源屬于不可再生資源，對其過度開采，勢必會造成煤炭資源的大幅度減少。為此，水能及動力工程成為了電廠新時期的發(fā)電途徑。以上內(nèi)容著重分析了電廠水能及動力工程存在的主要問題。希望可以給相關(guān)工作者帶來借鑒參考價值。

參考文獻

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