水電廠機(jī)械設(shè)備檢修及維護(hù)管理問題分析

陳紅穩(wěn)

（國家能源集團(tuán)云南電力有限公司大寨分公司，云南曲靖 655000）

1 項目概況

某水電廠有6 臺立型混流式水輪發(fā)電機(jī)組，該電廠設(shè)有機(jī)械檢修班，在枯水期負(fù)責(zé)6 臺機(jī)組及其附屬設(shè)備的大小修工作，在汛期負(fù)責(zé)6 臺機(jī)組及其附屬設(shè)備的日常維護(hù)消缺工作。已知按照該水電廠機(jī)組設(shè)備檢修要求，每年將有1～2 臺機(jī)組需要進(jìn)行A 級檢修，1 臺機(jī)組需要進(jìn)行B 級檢修，3～4 臺機(jī)組需要進(jìn)行C 級檢修工作。檢修人員在對有關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)時發(fā)現(xiàn)，冷卻器、機(jī)組設(shè)備本身存在一定缺陷，需要結(jié)合實況采取針對性手段進(jìn)行處理，以便保障水電廠機(jī)械設(shè)備保持良好狀態(tài)持續(xù)運行。

2 水電廠機(jī)械設(shè)備檢修及維護(hù)管理的重要性

2.1 有助于提高生產(chǎn)效率

機(jī)械設(shè)備作為保障水電廠運行的重要內(nèi)容，一旦發(fā)生故障將會直接影響水電廠的生產(chǎn)效率，進(jìn)而產(chǎn)生無法挽回的后果。基于此，水電廠需要結(jié)合自身的運行實況，采取合理的機(jī)械設(shè)備檢修對策，優(yōu)化其運行速度，保障其始終處于最佳工作狀態(tài)，在提高水電廠生產(chǎn)效率的同時，延長設(shè)備使用壽命，為水電廠提升自身運行效益奠定基礎(chǔ)[1]。

2.2 有助于規(guī)避安全事故

因為水電廠機(jī)械設(shè)備往往涉及電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)，必然伴隨著各種安全風(fēng)險，工作人員在對這些設(shè)備檢修維護(hù)時，加強(qiáng)安全管理工作至關(guān)重要。結(jié)合水電廠運行實況對相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，不僅能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題，將故障隱患消除，還能提前針對故障完善防范措施，減少故障帶來的損害，在保障水電廠生產(chǎn)活動正常開展的同時，保障相關(guān)工作人員的人身安全，為水電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

3 水電廠機(jī)械設(shè)備的檢修維護(hù)

根據(jù)當(dāng)前水電廠的運行情況，有關(guān)機(jī)械設(shè)備檢修維護(hù)工作會包含機(jī)組冷卻器漏水、發(fā)電機(jī)運行溫度異常升高等，工作人員只有結(jié)合故障問題采取針對性的治理手段，才能為水電廠機(jī)械設(shè)備正常運行提供保障。

3.1 機(jī)組冷卻器漏水

根據(jù)機(jī)組空冷器運行情況來看，在排水支管部位存在漏水情況，維修人員采取封堵、打磨補(bǔ)焊等工作后，仍存在新漏點，這就為水電廠機(jī)械設(shè)備的安全運行埋下了隱患。針對這一現(xiàn)象，維修人員對空冷器的出水管部位進(jìn)行了全部更換，并增加了水管壁厚，從根源上解決管道漏水問題[2]。

水電廠水輪發(fā)電機(jī)組軸承油冷卻器是機(jī)組正常穩(wěn)定運行的保障，但軸承油冷器的故障又是導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)的主要故障之一，基于此，要加強(qiáng)軸承冷卻器的檢查和維護(hù)力度。以本電廠為例，在汛期，檢修維護(hù)人員在對機(jī)組巡視檢查過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)組上軸承油位升高并突破液位計上限，伴隨著甩油現(xiàn)象，初步斷定為油冷卻器漏水，為防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大和搶發(fā)電量增效益，隨即停機(jī)對機(jī)組進(jìn)行搶修，經(jīng)過拆除油盆蓋，發(fā)現(xiàn)油盆里絕大部分是水。為了更快地找到是哪個部位漏水，檢修人員并未將油冷卻器直接拆解，而是先把油盆內(nèi)的油水混合物清理干凈，然后開啟冷卻器供水閥門，了解了具體漏水的部位和大小，確定了該漏點無須拆解冷卻器，可以采用焊接修復(fù)方案，為搶修爭取了大量時間。為此，要保障機(jī)組正常安全穩(wěn)定運行，需要檢修時加強(qiáng)對軸承油冷卻器的檢查、維修和試驗，在汛期加強(qiáng)機(jī)組巡視檢查；在對相關(guān)故障進(jìn)行搶修時，做好搶修計劃和流程，并對故障所處環(huán)境條件進(jìn)行分析，這樣更有利于加快搶修進(jìn)度和加強(qiáng)檢修質(zhì)量。

影響冷卻器漏水的因素有很多，例如，法蘭連接處的密封問題，管道焊接的質(zhì)量問題，水質(zhì)環(huán)境影響的問題，等等，因為大部分冷卻器使用的是銅管，且某些地域的水質(zhì)酸性較強(qiáng)，泥沙較嚴(yán)重，加劇了銅管的腐蝕和沖刷。因此，需要檢修維護(hù)人員針對不同環(huán)境對機(jī)組機(jī)械設(shè)備定期維護(hù)和檢修工作做出相應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)設(shè)備正常穩(wěn)定運行的需要。

3.2 發(fā)電機(jī)運行溫度異常升高

在水電廠運行過程中，發(fā)電機(jī)作為主要設(shè)備時常會出現(xiàn)溫度異常升高現(xiàn)象。檢修人員在對該故障設(shè)備進(jìn)行檢修時，首先，需要明確導(dǎo)致發(fā)電機(jī)異常升溫的因素，常見因素有供水管路淤塞、水壓不足、發(fā)電機(jī)過負(fù)荷等，在處理過程中，要對設(shè)備中的風(fēng)機(jī)、技術(shù)供水情況全面檢測，還需要對該設(shè)備的測溫系統(tǒng)運行情況進(jìn)行檢查。必要情況下需要減負(fù)荷運行甚至停運。其次，發(fā)電機(jī)運行時，需要定期對勵磁主回路工作情況進(jìn)行檢查，定期更換碳粉等，保障發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運行。

完成上述工作后，工作人員需要通過以下公式對該發(fā)動機(jī)的可靠性參數(shù)進(jìn)行計算與分析。

1）失效頻率f

失效頻率f 根據(jù)式（1）求得：

式中，N 為發(fā)動機(jī)裝置中的零件總數(shù)，個；n 為失效零件數(shù)，個。

2）失效度F

失效度F 根據(jù)式（2）求得：

式中，k 為組數(shù)；i 為第i 個單元；fi為第i 個單元的失效頻率。

3）可靠度R

這里的可靠性指的是發(fā)電機(jī)在規(guī)定時間內(nèi)與設(shè)備預(yù)期試用期內(nèi)完成自身功能的概率，具體而言就是在維護(hù)期的時間t內(nèi)不發(fā)生任何故障的使用概率。

完成維修工作后，工作人員需要通過上述算式對發(fā)電機(jī)設(shè)備的可靠性進(jìn)行計算，以此探究機(jī)組狀態(tài)，保障后續(xù)機(jī)組穩(wěn)定運行[3]。

3.3 離心泵的軸承檢修

水泵作為水電站機(jī)械設(shè)備檢修的重大項目內(nèi)容，對于水電廠運行效率有著十分重要的影響。根據(jù)本水電廠運行情況來看，離心泵主要用于機(jī)組冷卻水供給、檢修排水以及廠區(qū)周圍雨水排水，在機(jī)組運行過程中承擔(dān)著重要作用，軸承作為離心泵上的一個重要部件，其損壞是影響水泵正常運行的常見故障之一。檢修人員在檢修過程中首先需要對其磨損度進(jìn)行測量。在本水電廠中，離心泵的傳動軸軸承一般為橡膠材質(zhì)，長期使用后會存在硬化開裂現(xiàn)象，經(jīng)磨損后，內(nèi)徑由50 mm 擴(kuò)大到55 mm，并且部分軸承存在偏磨現(xiàn)象。針對這一問題，檢修人員要記錄軸承偏磨位置，對照傳動軸的撓度分析水泵運行過程中傳動軸是否出現(xiàn)擺動過大等現(xiàn)象。此外，還需要采用合金銅軸承代替橡膠軸承，提高其耐磨度與定位精準(zhǔn)度，以此增加葉輪運行的穩(wěn)定性。檢修人員在此過程中需要注意的是，安裝軸承時一定要對其開展預(yù)潤滑工作，對軸承進(jìn)行注水浸泡，確保該部件已經(jīng)得到充分潤滑，避免其在后期使用過程中出現(xiàn)燒軸承事故[4]。

與文中3.2 節(jié)所述可靠度計算方法一致，完成維修工作后，需要對離心泵運行可靠性進(jìn)行計算。檢修人員需要結(jié)合設(shè)備實況，對設(shè)備的最佳維修時間進(jìn)行探索，開展定時維修工作，以便能夠取得良好的設(shè)備運行效益[5]。

4 加強(qiáng)水電廠機(jī)械設(shè)備檢修維護(hù)管理的對策

4.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備維護(hù)觀念

對于水電廠，在運行過程中安全是基礎(chǔ)和前提，直接關(guān)系到生產(chǎn)活動的各個環(huán)節(jié)，與工作人員的人身安全息息相關(guān)。在此背景下，水電廠要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備維修觀念，樹立全員參與意識，對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行全過程管理，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行故障，并采取全方位、針對性的措施保障水電廠機(jī)械設(shè)備高效運轉(zhuǎn)。

4.2 做好機(jī)械設(shè)備整修前的準(zhǔn)備工作

要做好水電站機(jī)械設(shè)備維修工作，檢修人員需要做好以下3 方面內(nèi)容：

1）工作人員需要查閱設(shè)備以往維修記錄，包括設(shè)備缺陷日志、運行異常報告、故障次數(shù)及情況等。以此為基礎(chǔ)對設(shè)備運行過程中的負(fù)荷、溫度、溫升進(jìn)行掌握，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行過程中存在的異常參數(shù)。一旦涉及設(shè)備大修工作，有關(guān)人員要做好技術(shù)組織計劃，對于整修進(jìn)度、整修內(nèi)容、特殊項目施工方案等提前規(guī)劃設(shè)計，保障設(shè)備維修工作順利開展[6]。

2）工作人員需要對整修過程中涉及的施工器具、備品備件、主要材料等進(jìn)行準(zhǔn)備，結(jié)合設(shè)備運行實況，選擇合適的規(guī)格型號，根據(jù)施工現(xiàn)場的情況繪制零件放置圖等，以保障后續(xù)維修工作有條不紊開展。

3）對于無法在市場上采購的零件，需要及時尋找加工廠商或制造廠商，并簽訂合同保證能夠按時按量交工，以免對維修活動帶來影響。完成上述工作后，要對所有安全器具與施工器具進(jìn)行檢驗，確保其性能可靠、合格好用。

4.3 通過FEMA明確零部件失效的預(yù)防等級

FEMA 指的是失效模式與影響分析，是對機(jī)械設(shè)備可靠性進(jìn)行分析的一種定性分析方法。通過對水電廠中機(jī)械設(shè)備的潛在故障進(jìn)行探究，確定其對產(chǎn)品后期運行產(chǎn)生的影響。按照潛在故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行分類，對其中可能存在的各種風(fēng)險進(jìn)行評價與分析，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上完善故障預(yù)防手段，以便能夠有效消除這些風(fēng)險，將故障影響降到最低。

在水電廠的任何一個子系統(tǒng)中都有較為明確的結(jié)構(gòu)組成。檢修維護(hù)人員可通過結(jié)構(gòu)樹狀圖對機(jī)械設(shè)備中的不同構(gòu)成元件進(jìn)行整理，明確其失效模式以及故障影響，確定不同零件的危害度，為采取合理防治措施，保障設(shè)備安全、穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。

4.4 加強(qiáng)定期檢修計劃管理及監(jiān)管力度

除了要對機(jī)械設(shè)備定期檢修外，還需要對其使用環(huán)境進(jìn)行檢查維護(hù)，避免外部因素對設(shè)備的應(yīng)用帶來影響。針對這一現(xiàn)象，工作人員可以結(jié)合水電廠運行實況，制訂科學(xué)合理的維護(hù)檢修計劃。對于不同設(shè)備要確定檢修時機(jī)，盡可能提高設(shè)備運行效益。對于設(shè)備的使用環(huán)境，例如，空氣濕度等因素要進(jìn)行掌握，避免對設(shè)備的應(yīng)用效率、使用壽命帶來影響。

除了要加強(qiáng)定期檢修計劃管理工作外，還需要貫徹落實水電站機(jī)械管理安全生產(chǎn)監(jiān)管工作，以便能夠全面了解水電站生產(chǎn)情況，或者機(jī)械設(shè)備運行信息，在消除設(shè)備安全隱患的同時保障生產(chǎn)活動順利開展。為了達(dá)到這一目的，僅僅依靠完善定期檢修計劃還不夠，只有落實監(jiān)察工作，才能促使相關(guān)工作人員樹立定期檢修意識，提高制度的執(zhí)行力度，明確其個體責(zé)任，從設(shè)備使用環(huán)境入手，落實安全衛(wèi)生等制度，保障機(jī)械設(shè)備能處于良好的運行環(huán)境，為其安全可靠運行提供保障。

4.5 定期開展檢修人員技術(shù)培訓(xùn)工作

眾所周知，水電廠是一種勞動密集型企業(yè)，對于工作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高，機(jī)械設(shè)備維修人員也不例外。根據(jù)當(dāng)前水電廠設(shè)備維修狀況來看，從事焊接與起重專業(yè)的人員身兼數(shù)職，也同時從事設(shè)備保養(yǎng)、檢修工作。在當(dāng)前我國現(xiàn)代信息技術(shù)水平不斷提高的背景下，機(jī)械設(shè)備也在不斷優(yōu)化更新，要保障檢修工作滿足設(shè)備運行需求，需要對檢修人員定期開展技術(shù)培訓(xùn)工作。通過講座、研討會等方式，對其進(jìn)行專業(yè)能力培訓(xùn)與安全培訓(xùn)，通過印發(fā)手冊、影視資料等方式，促使員工能夠從思想上認(rèn)識到檢修工作的重要性，提高其安全意識，保障機(jī)械設(shè)備檢修維護(hù)工作順利開展。

5 結(jié)語

綜上所述，機(jī)械設(shè)備作為水電廠重要構(gòu)成部分，其安全可靠運行直接關(guān)系到水電廠是否能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?；诖?，機(jī)械設(shè)備的定期維護(hù)檢修工作至關(guān)重要。工作人員需要結(jié)合設(shè)備故障采取針對性治理手段，從思想上認(rèn)識到設(shè)備維護(hù)工作的重要性，對其失效模式、故障影響進(jìn)行分析，以此保障設(shè)備安全穩(wěn)定地運行，為水電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。