中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組的常見故障與檢修建議

趙飛

摘 要：經(jīng)過多年的基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)，電能進(jìn)入了千家萬戶，改變了人們的生活，新時(shí)代電力資源將繼續(xù)邁向新的領(lǐng)域，做出新的突破。本文將對(duì)中小型水電站水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行研究，總結(jié)其工作中常見的故障，提出一些檢修建議，希望此文對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的檢修工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：中小型水電站；水輪發(fā)電機(jī)組；故障；檢修

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于電力資源的需求也越來越大，為了滿足當(dāng)下的電力需求，電力企業(yè)開始緊鑼密鼓地建設(shè)中小型水電站，以此來擴(kuò)大電力資源的生產(chǎn)規(guī)模，經(jīng)過電力企業(yè)的不斷努力，我國(guó)的電力供應(yīng)能力已經(jīng)基本能夠滿足當(dāng)前的用電需求，而且供電持續(xù)穩(wěn)定，這樣的局面離不開各個(gè)中小型水電站的貢獻(xiàn)，它們通過水輪發(fā)電機(jī)組將清潔的水力資源轉(zhuǎn)化為電力資源，這種發(fā)電方式，不僅創(chuàng)造了更多的電力資源，也減少了以傳統(tǒng)方式發(fā)電而產(chǎn)生的污染，對(duì)于環(huán)境和人民生活水平的提高都是有益的。水輪發(fā)電機(jī)組是中小型水電站的重要組成部分，如果它出現(xiàn)故障，水電站就難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以有必要對(duì)其故障及檢修進(jìn)行相關(guān)研究。

一、水輪發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)要介紹

水輪發(fā)電機(jī)組主要由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，水輪機(jī)是提供動(dòng)力的裝置，水庫(kù)中的水加壓進(jìn)入水輪機(jī)，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換后，通過管道排至下游。水輪發(fā)電機(jī)是發(fā)電設(shè)備，發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成，定子支架上有電纜引出，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)該電纜傳遞出去，為了預(yù)防發(fā)電機(jī)運(yùn)行溫度過高，損壞設(shè)備，發(fā)電機(jī)上設(shè)有降溫裝置。水輪發(fā)電機(jī)組除了這兩個(gè)主要組成部分外，還有一些輔助部件共同支撐發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)作。因?yàn)樗啺l(fā)電機(jī)組是水電站的核心設(shè)備，為保證設(shè)備生產(chǎn)安全、高效生產(chǎn)，水電站會(huì)安裝一整套設(shè)備系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)、控制水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如壓縮空氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)等，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水電站的水輪發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測(cè)、控制逐漸采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行。

二、中小型水電站水輪發(fā)電價(jià)的常見故障

1、設(shè)備溫度過高

水輪發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，勢(shì)必產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組內(nèi)部溫度升高，溫度過高會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)組相關(guān)結(jié)構(gòu)的性能造成影響，甚至損壞相關(guān)設(shè)備，一旦內(nèi)部元件受損，發(fā)電機(jī)組就難以繼續(xù)工作，繼而會(huì)影響水電站的生產(chǎn)效率，再者高溫?fù)p壞相關(guān)設(shè)備，也是對(duì)企業(yè)固定資產(chǎn)的消耗。容易被溫度影響的設(shè)備有發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸、軸承系統(tǒng)、軸瓦等，應(yīng)該對(duì)這些設(shè)備部件做好監(jiān)測(cè)、控制，避免其發(fā)生故障，造成不必要的損失。

2、發(fā)電機(jī)中定子變形

定子是發(fā)電機(jī)重要的能量轉(zhuǎn)化裝置，在實(shí)際工作過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)定子變形的故障，這與定子剛度不夠或者安裝過程不規(guī)范的情況有關(guān)，如果是定子剛度不夠造成的定子變形，這說明水電站的作業(yè)設(shè)計(jì)有缺點(diǎn)，沒有合理預(yù)估發(fā)電機(jī)的工作強(qiáng)度。這種故障的表現(xiàn)，需要對(duì)相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析才能確定。如果定子安裝有問題，通常需要較長(zhǎng)的時(shí)間，才會(huì)出現(xiàn)定子變形故障。

3、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)問題

在發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)過程中，要求發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的電壓、頻率和相位一致時(shí)，將發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)進(jìn)行并列運(yùn)行，但是實(shí)際工作中，對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)的控制方式多為自動(dòng)同期和手動(dòng)同期，很難實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的電壓、頻率和相位一致，多少都會(huì)存在一些誤差，誤差不能徹底消除，只能盡量降低誤差的范圍，這也是比較常見的發(fā)電機(jī)組故障。

三、對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的檢修建議

水輪發(fā)電機(jī)組的檢修主要分為兩種類型，第一個(gè)類型是臨時(shí)性檢查，主要指的是檢修人員對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的異常狀況的緊急反應(yīng)，這種檢修工作，針對(duì)性較強(qiáng)，通常耗時(shí)較短，檢修方案通常根據(jù)具體的異常情況而制定，并嚴(yán)格落實(shí)，對(duì)于降低故障頻率有很明顯的效果。第二個(gè)類型是計(jì)劃性檢修，相對(duì)于臨時(shí)性檢修工序更多，也更加全面具體。根據(jù)檢修復(fù)雜程度和間隔時(shí)間可以劃分為小修、大修和擴(kuò)修三部分，在計(jì)劃性檢修之前還要報(bào)告國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度獲得允許后才能開展。進(jìn)行水輪發(fā)電機(jī)組檢修工作可以有效提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)水電站的發(fā)展至關(guān)重要。

1、制定相關(guān)的應(yīng)急方案

檢修工作雖然可以有效避免發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)運(yùn)行故障，但也要預(yù)防設(shè)備因長(zhǎng)期運(yùn)行而突發(fā)的故障情況，可以制定有效的應(yīng)急預(yù)案，來應(yīng)對(duì)突發(fā)的緊急狀況。應(yīng)急預(yù)案的制定，必須由工作經(jīng)驗(yàn)豐富、理論功底扎實(shí)、專業(yè)技術(shù)過硬的人員根據(jù)實(shí)際情況來制定，這樣更有利于提高應(yīng)急方案的實(shí)效性，在突發(fā)狀況下，有計(jì)劃的解決相關(guān)故障，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2、合理安排檢修工序

檢修前，應(yīng)該了解設(shè)備的檢修記錄，對(duì)設(shè)備曾經(jīng)出現(xiàn)過的問題故障和檢修方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，檢修過程中對(duì)易出現(xiàn)的情況有限進(jìn)行排查，有利于更快地確定故障，提升檢修效率。檢修中，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行檢修方案，并對(duì)檢修過程進(jìn)行記錄，為以后繼續(xù)檢修工作提供參考，體現(xiàn)了檢修工作的完整性，如果需要對(duì)檢修方案進(jìn)行改動(dòng)，需要上報(bào)申請(qǐng)，獲得審批后方可改動(dòng)方案。檢修后，要做好測(cè)試工作，保證故障已順利清除，還要觀測(cè)相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控參數(shù)，如果參數(shù)正常才可以將設(shè)備投入使用，提高設(shè)備使用的安全性。

除此之外，在檢修工作中還應(yīng)靈活處理具體工作。比如一些沒有必要拆卸的設(shè)備，盡可能減少拆卸，因?yàn)椴鹦哆^程對(duì)一些精密儀器容易產(chǎn)生損耗。還有定期檢修的時(shí)間與生產(chǎn)旺季有沖突，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備近期的檢修情況判斷該設(shè)備現(xiàn)在是否一定要進(jìn)行檢修工作，如果根據(jù)近期檢修結(jié)果判斷該設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)大的故障，就可以將檢修的時(shí)間適當(dāng)調(diào)整，避開生產(chǎn)旺季，從而提升經(jīng)濟(jì)效益。

3、積極引入檢修新工藝

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，工藝技術(shù)也在不斷更新，一些新的工藝不僅安全性高，而且科學(xué)全面，更加穩(wěn)定可靠，在檢修工作中，可以積極引入一些安全可靠的新工藝，提高企業(yè)工作效率，促進(jìn)產(chǎn)能提升。

對(duì)機(jī)組中心的調(diào)試，會(huì)出現(xiàn)電流過大產(chǎn)生環(huán)形渦電流的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生破壞，主要是因?yàn)橥屏S承的絕緣性被各連接處在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電流破壞，推力軸承主要依賴托盤、鏡板、推力頭之間的絕緣墊和主軸接地碳刷產(chǎn)生絕緣效果，因而在檢修過程中設(shè)置推力軸承的檢修環(huán)節(jié)，防止機(jī)電設(shè)備因其受破壞，檢修過程也應(yīng)該對(duì)此有足夠的重視；軸承的外托盤、推力頭和油槽在設(shè)備運(yùn)行過程中也易受到損耗，如果不及時(shí)處理，會(huì)對(duì)設(shè)備其他部件造成嚴(yán)重?fù)p害，在檢修過程中也要有所關(guān)注；在平常對(duì)發(fā)電機(jī)組的盤車過程中，對(duì)機(jī)組的實(shí)際中心與理論中心之間的偏差，要盡量降低，可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)整，如果不及時(shí)調(diào)整偏差會(huì)影響記住的效能；水輪機(jī)吸出高程要根據(jù)水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)輪葉片的角度進(jìn)行計(jì)算，再參照以前的參數(shù)，確定效率最好，氣蝕最小的吸出高度；鏡板水平控制失衡很容易造成發(fā)電機(jī)組損壞，確保鏡板水平也是檢修工作中的重點(diǎn)，傳統(tǒng)的鏡板水平調(diào)整是采用八塊推力瓦進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單但是精確度不夠，因此在檢修工作中可以引進(jìn)精確度較高的方形測(cè)量?jī)x完成檢驗(yàn)工作，在具體檢修過程中，對(duì)鏡板水平的測(cè)量，可分為三點(diǎn)或四點(diǎn)測(cè)量，其誤差數(shù)值越接近于零說明測(cè)量結(jié)果越精確；還有，發(fā)電機(jī)組中的轉(zhuǎn)輪的單邊間隙數(shù)值較小，不利于機(jī)組調(diào)整工作的開展，可以在機(jī)組安裝過程時(shí)嚴(yán)格控制。

四、小結(jié)

電力能源在我國(guó)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，水電站作為一種清潔、無污染的能源生產(chǎn)方式值得進(jìn)一步推廣，作為水電站核心設(shè)備的水輪發(fā)電機(jī)組，是企業(yè)有序發(fā)展的基礎(chǔ)，應(yīng)該在企業(yè)的工作中重點(diǎn)管理，在對(duì)水輪機(jī)組的檢修工作中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)員工的技能和理論知識(shí)培訓(xùn)，不斷提升員工理論水平，加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組常見故障的檢修能力，并在常規(guī)檢修不斷改善工藝，為水輪發(fā)電機(jī)組的正常工作保駕護(hù)航。

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