水利機(jī)電設(shè)備常見運(yùn)行異常問題的解決策略

王曉東

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 景泰 730400）

水利工程在社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等方面效益的體現(xiàn)，受到水利機(jī)電設(shè)備的直接影響。若在某種因素的影響下導(dǎo)致運(yùn)行階段機(jī)電設(shè)備頻繁出現(xiàn)異常與故障，輕則對機(jī)電設(shè)備可靠運(yùn)行產(chǎn)生一定影響，重則因機(jī)電設(shè)備故障癱瘓威脅到水利工程的安全運(yùn)行。正因此，探討如何采取科學(xué)策略有效解決機(jī)電設(shè)備運(yùn)行異常，對助力水利工程運(yùn)行價(jià)值與功能全面體現(xiàn)有著重要影響。

1 水利工程機(jī)電技術(shù)概述

現(xiàn)階段水利工程價(jià)值效益的體現(xiàn)受到機(jī)電設(shè)備應(yīng)用的直接影響，而機(jī)電設(shè)備能否穩(wěn)定運(yùn)行與機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用存在密切關(guān)聯(lián)。當(dāng)前機(jī)電技術(shù)在我國多個(gè)領(lǐng)域行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，機(jī)電技術(shù)與水利工程的融合發(fā)展，能夠在提高運(yùn)行效率的同時(shí)，為水利工程功能與價(jià)值的最大化體現(xiàn)提供技術(shù)保障。得益于機(jī)電技術(shù)的有效應(yīng)用，水利工程可通過地下、地表水資源的有效調(diào)控來達(dá)到洪澇與干旱災(zāi)害防控的目的。縱觀當(dāng)前我國水利工程事業(yè)發(fā)展，其機(jī)電設(shè)備安裝施工已經(jīng)從以往的技術(shù)專業(yè)化逐漸過渡至技術(shù)密集化，盡管水利工程建設(shè)在技術(shù)密集化的影響下難度增大，但在技術(shù)密集化的支撐下，水利機(jī)電設(shè)備功能作用得以最大化體現(xiàn)，并為水利工程的高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

所以，為保證機(jī)電設(shè)備可發(fā)揮出應(yīng)有作用，需在水利工程建設(shè)階段重視對機(jī)電設(shè)備技術(shù)的嚴(yán)格把控，結(jié)合水利工程建設(shè)要求、特點(diǎn)做到對機(jī)電設(shè)備的科學(xué)配置與應(yīng)用，將機(jī)電設(shè)備異常現(xiàn)象出現(xiàn)概率控制在最低限度內(nèi)。

2 水利機(jī)電設(shè)備運(yùn)行異常與解決

2.1 閘門異常與處理

閘門異常運(yùn)行問題出現(xiàn)不僅影響水利工程運(yùn)行可靠性，甚至對周邊居民人身安全造成威脅。以某水利工程為例，依據(jù)防洪、灌溉等需求進(jìn)行16孔溢洪道設(shè)置，其中15孔閘門均采用潛孔式弧形閘門工藝，閘門運(yùn)行控制采用斜拉式固定卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備。在實(shí)際運(yùn)行期間，其繼電器邏輯控制盡管是以水利工程最初要求進(jìn)行配置，但因相對陳舊使得閘門在運(yùn)行期間頻繁出現(xiàn)故障問題。為避免因繼電器控制異常對水利工程穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，該水利工程結(jié)合控制要求進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的增設(shè)，通過對閘門運(yùn)行的實(shí)時(shí)、動態(tài)監(jiān)控來保證水利工程的穩(wěn)定運(yùn)行。該水利工程另一孔為排漂孔，運(yùn)行期間以液壓啟閉機(jī)作為主要控制設(shè)備。在實(shí)際運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)排漂孔在建設(shè)階段未按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作桿液壓的均衡配置，因電氣開度儀在運(yùn)行期間頻繁出現(xiàn)故障，致使排漂門運(yùn)行難以始終維持穩(wěn)定狀態(tài)。為保證排漂孔運(yùn)行穩(wěn)定性不受影響，該水利工程結(jié)合實(shí)際運(yùn)行需求進(jìn)行液壓設(shè)備更換、維修，基于對溢流壩監(jiān)控系統(tǒng)的合理搭建，并視情況進(jìn)行部分電氣控制設(shè)備更換，實(shí)現(xiàn)對排漂門異常運(yùn)行現(xiàn)象的有效抑制。

2.2 漏油問題與處理

滲漏油現(xiàn)象出現(xiàn)對水利工程機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行有著較大影響，通常情況下，滲漏油問題出現(xiàn)多以機(jī)電設(shè)備變速箱為主，而滲漏油位置則以軸承端蓋外面為主。分析滲漏油問題，一方面會對機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行造成負(fù)面影響，另一方面則因滲漏油導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)油霧，增大水利機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障損壞的可能。為避免滲漏油問題出現(xiàn)影響機(jī)電設(shè)備運(yùn)行，需結(jié)合實(shí)際需求來加強(qiáng)軸承端蓋密封性的控制，通過優(yōu)化端蓋密封效果來降低機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)漏油問題的概率。在實(shí)際機(jī)電設(shè)備管護(hù)期間，相關(guān)人員可視情況選擇性能更好、壽命更長的密封圈，或者是將薄銅片設(shè)置于軸承轉(zhuǎn)合的連接螺栓位置，以確保端蓋密封效果符合機(jī)電設(shè)備實(shí)際運(yùn)行需求。

2.3 設(shè)備線纜異常與處理

水利機(jī)電設(shè)備能否穩(wěn)定、可靠運(yùn)行受到電纜線配置的直接影響，而在實(shí)際運(yùn)行期間，易受到某些因素影響出現(xiàn)電纜接頭接觸不良、導(dǎo)電介質(zhì)外露、線路打火等異常現(xiàn)象。若運(yùn)行階段線纜頻繁出現(xiàn)異常與損壞，不僅對水利機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行造成威脅，甚至因線路故障對現(xiàn)場人員安全造成威脅。為實(shí)現(xiàn)對線纜異常問題的有效抑制，首先需做到對線纜采購配置的嚴(yán)格管控，嚴(yán)格按照相關(guān)要求來選擇線纜，確保線纜耐腐蝕性、耐磨性等指標(biāo)符合要求。其次，需在線纜布設(shè)時(shí)加強(qiáng)控制，避免因運(yùn)動單元的過多接觸對線纜性能質(zhì)量造成影響。若情況允許，可在設(shè)備運(yùn)動時(shí)借助拖鏈來維持同步運(yùn)行。對于轉(zhuǎn)角等位置，則可視情況借助軟性材料來加強(qiáng)線纜質(zhì)量控制，避免因線纜過多磨損影響到處理效果。最后，要求人員加大對機(jī)電設(shè)備線纜的檢修力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線纜破損問題并通過絕緣膠帶纏繞處理來解決異常，若線纜損壞過于嚴(yán)重，則需立即上報(bào)并第一時(shí)間進(jìn)行線纜段的更換，避免因線纜異常頻繁出現(xiàn)威脅到機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.4 水泵故障與處理

作為水利工程機(jī)電設(shè)備中的重要組成，水泵故障出現(xiàn)極易影響到水利工程的整體運(yùn)行穩(wěn)定性。通常情況下，水泵異常運(yùn)行情況以水泵漏水、水泵電機(jī)燒毀問題為主。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)水泵故障的出現(xiàn)以水封損壞或發(fā)動機(jī)故障為主要因素，其中發(fā)動機(jī)故障的主要成因包括維護(hù)檢修不及時(shí)或運(yùn)行期間頻繁出現(xiàn)水泵過載現(xiàn)象，而水封損壞故障成因主要是運(yùn)行階段傳動軸與水泵頻繁接觸導(dǎo)致磨損過于嚴(yán)重。為避免水泵異常運(yùn)行影響到水利工程功能與作用體現(xiàn)，需重視對水泵異常的有效處理與防護(hù)。在實(shí)際檢修維護(hù)期間，需將水封作為易損件增多備件數(shù)量，并做到定期檢查檢修，若發(fā)現(xiàn)水封磨損過于嚴(yán)重可視情況進(jìn)行更換或維修。

2.5 冷卻異常與處理

水利工程運(yùn)行期間大量熱量的產(chǎn)生易對機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，所以需通過強(qiáng)化冷卻效果來避免熱量過高導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備損壞。鑒于此，需通過冷卻裝置的合理安設(shè)來促進(jìn)機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，確保在運(yùn)行階段利用冷卻裝置降低溫度對機(jī)電設(shè)備造成的影響。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，部分冷卻裝置的配置難以發(fā)揮出應(yīng)有的冷卻效果。分析冷卻裝置運(yùn)行原理，主要是在固定裝置內(nèi)放置冷卻水，通過熱交換將機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行溫度控制在預(yù)期范圍內(nèi)。但熱交換的實(shí)現(xiàn)對溫度范圍有一定要求，而部分大功率機(jī)械設(shè)備運(yùn)行期間產(chǎn)生熱量超出冷卻裝置對應(yīng)溫度范圍，導(dǎo)致冷卻裝置熱交換處理無法做到對機(jī)電設(shè)備溫度的有效控制，因冷卻效果不理想導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備仍受到溫度過高的影響。為避免溫度過高對機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行造成限制，相關(guān)單位需結(jié)合機(jī)電設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行冷卻裝置的更換與升級，或者是通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)來提升冷卻效果，以確保冷卻裝置與水利機(jī)電設(shè)備保持較高適配性，有效規(guī)避因溫度過高導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備運(yùn)行異常。

2.6 軸流機(jī)組葉片扭矩及變形處理

縱觀現(xiàn)當(dāng)前我國中小型水利工程建設(shè)，其中軸流機(jī)組組成包括定漿式機(jī)組與轉(zhuǎn)漿式機(jī)組等。若運(yùn)行期間工況控制與最優(yōu)區(qū)發(fā)生偏離，定漿式機(jī)組會在工況影響下出現(xiàn)葉片沖角變化，或在斜聯(lián)關(guān)系出現(xiàn)異常時(shí)，轉(zhuǎn)漿式機(jī)組轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口出現(xiàn)問題，葉片在運(yùn)行期間受到水流的沖擊與影響。為避免因機(jī)組葉片異常影響到水利工程價(jià)值體現(xiàn)，首先可從葉片加工嚴(yán)控入手，要求以模型為參照進(jìn)行葉片加工質(zhì)量的嚴(yán)格控制，盡可能采用數(shù)控機(jī)床加工來提升葉片精度控制水平。其次，重視對葉片安裝過程的嚴(yán)控，禁止因安裝問題出現(xiàn)影響到機(jī)組葉片的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，可結(jié)合水利工程運(yùn)行情況來優(yōu)化材料選擇，例如以不銹鋼作為下環(huán)、上冠的主要材料，避免因材料質(zhì)量較差導(dǎo)致水利機(jī)組頻繁出現(xiàn)異常運(yùn)行現(xiàn)象。

2.7 電動機(jī)故障與處理

水利工程運(yùn)行期間受到某些因素的影響使得異步電動機(jī)出現(xiàn)異常運(yùn)行現(xiàn)象，通常情況下，其異常運(yùn)行可具體表現(xiàn)為機(jī)械故障與電氣故障。其中電氣故障主要是運(yùn)行階段電刷、定子繞組出現(xiàn)故障并影響到異步電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。而機(jī)械故障則是運(yùn)行階段軸承、風(fēng)葉、機(jī)座、轉(zhuǎn)軸、鐵心等構(gòu)配件出現(xiàn)故障異常。異步電動機(jī)的運(yùn)行與控制設(shè)備的應(yīng)用存在密切關(guān)聯(lián)，其中變頻器應(yīng)用具備轉(zhuǎn)矩限定、多段速度設(shè)定、轉(zhuǎn)矩提升、直流制動、S形運(yùn)行、重試、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、瞬時(shí)停電再啟動、頻率跳躍、重試等功能。同時(shí)，變頻器還存在：①RS485接口、通信功能；②低干擾控制方式；③轉(zhuǎn)矩矢量控制；④電壓等級多以及容量大等特點(diǎn)。表明控制設(shè)備與方式應(yīng)用直接影響到電動機(jī)的保護(hù)效果，在實(shí)際運(yùn)行期間，電動機(jī)直接啟動產(chǎn)生的啟動電流可能超過額定電流4～7倍，若控制方式以斷路器、接觸器為主，則電器觸頭需具備啟動電流接通與分?jǐn)嗟某惺苣芰Α６陬l繁操作的前提下，電器極易因觸頭磨損出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。所以，在使用期間可以串聯(lián)的形式進(jìn)行主回路與啟動器的連接，此時(shí)啟動電流可由啟動器中接觸器來承載，而其他電器僅需進(jìn)行電動機(jī)過載電流分?jǐn)嗟某休d。對于保護(hù)功能而言，則可以配套保護(hù)裝置的設(shè)置來達(dá)到有效保護(hù)的目的。另外，可借助無觸點(diǎn)方式來優(yōu)化電動機(jī)控制，即以軟啟動控制形式來取代傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，并利用晶閘管進(jìn)行電動機(jī)主回路的接通與分?jǐn)唷?/p>

3 水利機(jī)電設(shè)備運(yùn)行異常的預(yù)防管理

3.1 加強(qiáng)人員專業(yè)培訓(xùn)

水利機(jī)電設(shè)備異常出現(xiàn)與人員專業(yè)能力與素質(zhì)存在密切關(guān)聯(lián)，為此水利運(yùn)營單位需加大對人員隊(duì)伍的培訓(xùn)力度。首先，重視對管理運(yùn)維隊(duì)伍的優(yōu)化構(gòu)建，對人員選聘加以嚴(yán)控，在保證應(yīng)聘人員專業(yè)能力、經(jīng)驗(yàn)素養(yǎng)等方面符合崗位要求的前提下，重視對人員責(zé)任意識、職業(yè)道德等方面的考察。其次，重視對培訓(xùn)教育工作的定期開展，在全面了解相關(guān)人員能力基礎(chǔ)的前提下，定期開展關(guān)于專業(yè)技術(shù)、操作技術(shù)、安全意識等方面的培養(yǎng)，以保證人員具備的能力素養(yǎng)與崗位要求相契合。最后，可在機(jī)電設(shè)備管護(hù)期間實(shí)施“老帶新”機(jī)制，即高級技術(shù)人員可在日常管護(hù)期間以現(xiàn)身說教的方式幫助新人增加學(xué)識與經(jīng)驗(yàn)，通過對管理隊(duì)伍的高素質(zhì)構(gòu)建來提升管理水平。

3.2 構(gòu)建完善的維護(hù)管理機(jī)制

一是加大設(shè)備點(diǎn)檢管理力度。首先，要求人員依照管理制度積極開展日常點(diǎn)檢工作，即以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為參照，借助便攜儀器或者是憑借感官經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的日常檢查，對機(jī)電設(shè)備關(guān)鍵部位為重點(diǎn)來明確實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，判斷機(jī)電設(shè)備振動、聲音、壓力、動作等是否存在異常，并結(jié)合實(shí)際情況予以簡單調(diào)整或維護(hù)，以點(diǎn)檢卡的形式進(jìn)行檢查結(jié)果記錄。其次，強(qiáng)化開展定期點(diǎn)檢工作。即要求人員依據(jù)點(diǎn)檢卡要求，借助專用工具進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的定期檢測測定。在實(shí)際定期點(diǎn)檢開展期間，除常規(guī)檢查內(nèi)容外，還需將設(shè)備功能參數(shù)、設(shè)備精度、劣化程度等作為檢查指標(biāo)，精準(zhǔn)、客觀分析設(shè)備是否存在異常問題，并將檢修過程與結(jié)果記錄于點(diǎn)檢卡中。二是做到將狀態(tài)監(jiān)測全面落實(shí)于機(jī)電設(shè)備檢查中。運(yùn)營單位需結(jié)合自身?xiàng)l件與能力的分析，構(gòu)建契合機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行控制要求的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)在提升設(shè)備檢修效率的同時(shí)，通過全面覆蓋確保機(jī)電設(shè)備運(yùn)行異常的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與定位。依托于對狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的有效構(gòu)建，可在日常設(shè)備檢修管理中發(fā)揮出以下功能：①做到對機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的整合匯總，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與共享，以便于人員對機(jī)電設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行隨時(shí)查閱獲取，為機(jī)電設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)提供參考。②可保證采集與報(bào)告過程的實(shí)時(shí)性、連續(xù)性開展，通過連續(xù)監(jiān)測對水利工程關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備進(jìn)行資料庫的完善構(gòu)建，進(jìn)而為后續(xù)設(shè)備維護(hù)管理提供支撐。③若設(shè)備維護(hù)管理期間異常運(yùn)行現(xiàn)象出現(xiàn)無法確定，可以利用網(wǎng)上會診的方式做到對機(jī)電設(shè)備異常的準(zhǔn)確、客觀判定。④有效避免以往報(bào)送中人為失誤的出現(xiàn)，且機(jī)電設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)、結(jié)果可實(shí)現(xiàn)高效、全面?zhèn)鬏?，以此為機(jī)電設(shè)備管理決策制定提供科學(xué)參考。

4 結(jié)束語

綜上所述，異常運(yùn)行問題解決不僅與機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)控制之前存在密切關(guān)聯(lián)，亦與水利工程運(yùn)行價(jià)值與作用的體現(xiàn)存在密切關(guān)聯(lián)。鑒于此，為加強(qiáng)對機(jī)電設(shè)備可靠、穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的控制，需做到對水利機(jī)電設(shè)備特點(diǎn)、性質(zhì)的明確掌握，結(jié)合現(xiàn)場運(yùn)行情況分析機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)滲漏油故障、異步電機(jī)故障、線纜破損、閘門異常、水泵故障、機(jī)組葉片異常等現(xiàn)象的成因，采取針對性措施加以解決與維護(hù)，并借助預(yù)防管理措施的有效實(shí)施來促進(jìn)機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。