淺談中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組的檢修特點(diǎn)

楊忠文

(中國(guó)國(guó)電集團(tuán)大寨水力發(fā)電廠(chǎng)，云南 曲靖 655800)

1 水輪發(fā)電機(jī)組的檢修分類(lèi)

1.1 臨時(shí)性的檢修

臨時(shí)性的檢修內(nèi)容主要有：改進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)、完善設(shè)備運(yùn)行的可靠性、消除轉(zhuǎn)動(dòng)部件的異常、改善某些機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，防止設(shè)備工作異常引起發(fā)電機(jī)組的停機(jī)事故。臨時(shí)性檢修并不是無(wú)章可循隨性而為的，中小型水電站應(yīng)時(shí)刻記錄發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中遇到的異常狀態(tài)和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并據(jù)此制定出臨時(shí)性檢修的規(guī)程和計(jì)劃表，之后嚴(yán)格按照計(jì)劃執(zhí)行。

1.2 計(jì)劃性的檢修

計(jì)劃性檢修必須要得到電網(wǎng)調(diào)度的許可證才能進(jìn)行。計(jì)劃性檢修因檢修程度的不同，又分為小修、大修、擴(kuò)大修三種。

計(jì)劃性小修的周期通常為一年，工期在十天左右。計(jì)劃性小修的內(nèi)容主要包括：零部件檢查、更換配件、預(yù)防性測(cè)試、定期調(diào)整測(cè)試等。

計(jì)劃性大修周期較長(zhǎng)，通常情況下為兩到三年，視具體情況而定，工期大約在一個(gè)半月左右。計(jì)劃性大修主要解決經(jīng)計(jì)劃性小修和臨時(shí)性檢修無(wú)法解決的設(shè)備故障和缺陷問(wèn)題。計(jì)劃性大修時(shí)，需要對(duì)某些機(jī)構(gòu)和復(fù)雜部件進(jìn)行拆除，拆除多少視損壞程度而定。一般來(lái)說(shuō)發(fā)機(jī)組的損壞有經(jīng)常性損壞和事故損壞兩種。經(jīng)常性損壞是指由于部件運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互摩擦、泥沙磨損、水流汽蝕、各種振動(dòng)導(dǎo)致的損壞，經(jīng)常性損壞一般是可預(yù)測(cè)的，并且是持續(xù)的、漸變的。事故損壞發(fā)生的幾率非常小，它不決定檢修的周期。

計(jì)劃性擴(kuò)大修周期最長(zhǎng)，通常為三到五年，工期大概為三個(gè)月。計(jì)劃性擴(kuò)大修要將發(fā)電機(jī)組全部拆卸分解，修復(fù)或更換運(yùn)行中所有被磨蝕和損壞的零部件，改善機(jī)組經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)，提升機(jī)組性能，協(xié)調(diào)機(jī)組各個(gè)機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)系。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，在高水頭的水電站，水流沖擊較大且含有泥沙，一般一到二年便進(jìn)行一次計(jì)劃性擴(kuò)大修，因?yàn)榇藭r(shí)轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)和導(dǎo)水受到嚴(yán)重的泥沙磨蝕，不及時(shí)修復(fù)將引起事故停機(jī)。相反，在低水頭的水電站，計(jì)劃性擴(kuò)大修的周期可延至七到八年一次。

2 水輪發(fā)電機(jī)組的檢修流程

2.1 檢修前期的準(zhǔn)備階段

檢修前期的準(zhǔn)備階段，一般流程為查閱以往檢修記錄、確定檢修項(xiàng)目、制定檢修技術(shù)措施、準(zhǔn)備檢修工具和所需材料、安排檢修工期等。

2.2 檢修中期的處理階段

檢修處理的執(zhí)行階段一般嚴(yán)格按照前期制定的工期、標(biāo)準(zhǔn)和檢修項(xiàng)目進(jìn)行，如需變更必須征得負(fù)責(zé)人的同意，并補(bǔ)充好相關(guān)的施工方案。檢修的結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)要作詳細(xì)記錄，并同以往的檢修記錄作比較。從比較中看出設(shè)備的檢修質(zhì)量和損壞程度，確定零部件的使用壽命等。

2.3 檢修后期的試驗(yàn)階段

檢修完畢之后，必須對(duì)檢修質(zhì)量和效果進(jìn)行評(píng)估，以保證機(jī)組修后能安全、有效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。后期的試驗(yàn)階段包括確保機(jī)組的正常運(yùn)行，其次查看電氣試驗(yàn)是否嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3 水輪發(fā)電機(jī)組的檢修注意事項(xiàng)與新工藝

3.1 注意事項(xiàng)

若沒(méi)有特別的需要，盡量避免對(duì)機(jī)構(gòu)和某些部件的拆卸，即盡量減少計(jì)劃性擴(kuò)大修的周期，因?yàn)楦鱾€(gè)機(jī)構(gòu)和運(yùn)行部件都是互相聯(lián)系的，任意地拆卸將減少部件的使用壽命，損壞機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況。延長(zhǎng)檢修的周期同時(shí)，要兼顧到零部件的磨損情況和某些機(jī)構(gòu)性能下降的狀況，以及設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等。二者兼顧，才能保障發(fā)電機(jī)組的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。避免全部拆解發(fā)電機(jī)組，特別是油壓裝置、推力軸承、轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)、自動(dòng)化原件應(yīng)盡量避免拆卸。

3.2 檢修新工藝

調(diào)整機(jī)組中心。對(duì)于由彈性支柱的推力軸承，只需將彈性箱視為大彈簧，就可以充分地利用推力軸承有限的徑向搖擺和有限的軸向伸長(zhǎng)和壓縮。在此項(xiàng)作業(yè)進(jìn)行中，首先確定好移軸的方向，在水平的方向盡量做好約束，然后用頂絲或者是千斤頂、導(dǎo)軸瓦等將軸向移動(dòng)的方向頂移過(guò)去1mm，再把轉(zhuǎn)子頂起1到2mm，用來(lái)消除彈性箱的一個(gè)搖擺彈力，放下；重復(fù)幾次便可。彈性箱受力調(diào)整。將主軸的中心移好，鏡板的水平控制在一個(gè)允許的范圍之內(nèi)，約束發(fā)導(dǎo)、水導(dǎo)，頂起轉(zhuǎn)子到鏡板稍微離開(kāi)推力瓦面，調(diào)整好測(cè)表基準(zhǔn)，落下轉(zhuǎn)子，計(jì)算數(shù)據(jù)，調(diào)整好抗重螺栓，再次頂起轉(zhuǎn)子，然后復(fù)核數(shù)據(jù)。電動(dòng)盤(pán)車(chē)措施。鏡板水平、高程、主軸中心都調(diào)整好后，置彈性箱于剛性狀態(tài)，發(fā)導(dǎo)瓦之間的間隙調(diào)為0，然后按照正常方式盤(pán)車(chē)。

4 模糊專(zhuān)家系統(tǒng)在水輪發(fā)電機(jī)組檢修中的應(yīng)用

4.1 模糊專(zhuān)家系統(tǒng)的構(gòu)成

故障診斷模糊專(zhuān)家系統(tǒng)是人工智能方面的重要研究，充分地應(yīng)用專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，容易擴(kuò)充和修改，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)部門(mén)。模糊專(zhuān)家系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)、征兆提取和征兆轉(zhuǎn)換、黑板等五部分組成。

數(shù)據(jù)庫(kù)主要是儲(chǔ)存一些必要的和運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，為模糊專(zhuān)家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。

知識(shí)庫(kù)由規(guī)則庫(kù)和事實(shí)庫(kù)兩部分組成。規(guī)則庫(kù)存放機(jī)組運(yùn)行規(guī)格，檢修規(guī)程，檢修工程師和運(yùn)行工程師的經(jīng)驗(yàn)。事實(shí)庫(kù)中存放發(fā)電機(jī)組的基本參數(shù)和設(shè)備改造記錄。

推理機(jī)即根據(jù)當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行信息和以往的狀況，激活在知識(shí)庫(kù)中的規(guī)格，刷新動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)，儲(chǔ)存推理軌跡，最終對(duì)診斷的結(jié)果予以解釋。

征兆信息提取是指對(duì)實(shí)時(shí)能夠檢測(cè)到的信息進(jìn)行分析和選擇，從而提取出對(duì)故障反應(yīng)最為敏感的信息。征兆轉(zhuǎn)換是為ES推理作基礎(chǔ)的，將征兆信息通過(guò)隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)地隸屬度表示。

黑板是儲(chǔ)存中間結(jié)果的，并且具備動(dòng)態(tài)的刷新功能能夠指導(dǎo)推理機(jī)的工作。

4.2 溫度異常故障事例

水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中由于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和損耗，必然會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱的現(xiàn)象。一般導(dǎo)致溫度升高的因素有機(jī)械損耗、磁損耗、電損耗、冷卻系統(tǒng)的不正常工作等。故障模糊專(zhuān)家系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，規(guī)則采用類(lèi)的概念進(jìn)行處理。一般表示為：

RULE1：if(冷卻介質(zhì)進(jìn)出口溫差較小)and(發(fā)電機(jī)定子繞組溫度較高)and(定子鐵芯的溫度較高)then(冷卻效果不良)explan(冷熱風(fēng)路有短路or冷熱風(fēng)道隔熱不好)

RULE2：if(冷卻介質(zhì)進(jìn)出口溫差較大)and(發(fā)電機(jī)各部溫度較高)then(造成冷卻風(fēng)量不足)explan(通風(fēng)管道堵塞，風(fēng)阻增加)

RULE3：if(冷卻器進(jìn)出水的溫差較小)and(發(fā)電機(jī)各部的溫度較高)and(冷卻介質(zhì)入口溫度與冷卻器進(jìn)水溫差較大)then（冷卻效率較低）explan(冷卻器有積污)

RULE4：if(冷卻器進(jìn)出水溫差較大)and(發(fā)電機(jī)的溫度較高)and(冷卻介質(zhì)入口溫度和冷卻器進(jìn)水溫差較大)then(冷卻水量不夠)explan(冷卻器的通水管道有堵塞)

結(jié)論

中小型水電站在電力系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的組成部分，定期的檢查和修理是至關(guān)重要的。檢修人員和運(yùn)行人員應(yīng)當(dāng)通力合作，權(quán)屬明確，充分了解發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)電機(jī)的性能特點(diǎn)，以便提早發(fā)現(xiàn)機(jī)組的故障并予以解決，既要縮小檢修的規(guī)模和工期，又要確保機(jī)組穩(wěn)定高效運(yùn)行。在檢修過(guò)程中充分利用現(xiàn)代化技術(shù)，能大大縮小檢修的工期，提高檢修的效率，檢修人員應(yīng)當(dāng)充分予以重視和運(yùn)用。

[1]熊勇輝,潘宏俠.故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)在水輪發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用 [J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì) ,2006,(02).

[2]李風(fēng)芝,高建瓴.信息融合理論在水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷中的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì) ,2006，(19).

[3]陳希平，曹潔，高軍偉.模糊專(zhuān)家系統(tǒng)在水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷中的應(yīng)用 [J].西北民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,(02).