水電廠水輪機檢修方式及能量問題相關探析

李眀佶

(桂林市臨桂縣大江水電管理所,廣西桂林 541102)

水電廠水輪機檢修方式及能量問題相關探析

李眀佶

(桂林市臨桂縣大江水電管理所,廣西桂林 541102)

本文主要圍繞現行檢修體制下的機組能量狀況進行講述,同時對水輪機能量指標進行現場實測,了解水輪機指標和水輪機檢測質量兩者之間的聯系,從而對水輪機設備的檢修做到更好的管理、加強了水輪機檢修質量,這也是為了有效提高水輪機的工作效率所必須的環節。在此過程中,每一個水電廠要避免按部就班狀況的發生,按照水電廠自身的狀況,規劃和制定出一些適合自己水電廠的檢修指標,從而在企業內部對工作進行規范管理,為以后的工作者提供良好的經驗和借鑒。

水電廠 水輪機 檢修方式 能量 狀態監測

在二十世紀九十年代中后期,在一些發達國家在水輪機等設備的檢修趨勢的影響之下,我國的水電設備的檢修也得到了很大的進步。隨著社會的不斷發展,我國的機組狀況的檢修、檢測等技術不斷改性和健全,檢修模式已經從傳統的計劃檢修逐漸被先進的狀態檢修所代替。同時在這種新的檢修方式的實施中也取得了很大的成效。本文將結合多年的工作實踐經驗,舉例說明水輪機的能量性能能夠體現機組檢修質量的高低,而且是衡量其質量的重要依據。因此,各個水電廠要結合自身的實際狀況構建一個科學合理的水輪機檢修制度,從而進檢修工程進行有效的管理。

1 現行檢修體制下的機組能量狀況

隨著社會的快速發展,水電廠的各個方面也得到了很大的發展,水輪機檢修技術也越來越先進,日趨健全。在對水輪機的檢測過程中,傳統的檢測方式都是通過以時間為基礎來進行定期的維護和檢修的,隨著社會的發展,過去的檢修方式已經漸漸被現在以狀態檢修為基礎的檢修方式所代替,從而能夠更好的體現預知性,這里所說的狀態檢修,指的就是當今的一種比較前衛的檢修管理模式,在現實的工作過程中利用這種方式可以有效的對當前檢修過程中出現的盲目性進行預防,同時還可以更好的節省物力與人力資源,提高利用效率,有效避免浪費現象的發生,從而能夠有針對性的提升水電廠的設備在檢修過程中的可靠性,使得實用性能夠全面的得到發揮。因此,當前的這種檢修方式截止到現在為止是最為有效最理想的檢修方式。但是,由于每個水電廠的自身情況不同,所以實際工作應用過程中要注意具體情況具體分析,不要盲目隨從,在檢修時,由于檢修是一種操作繁瑣,技術復雜的一種系統項目,因此在實施過程中會存在著很多的缺陷,例如檢測系統在實際的運用過程中缺少經驗而使得操作時檢測體制不健全,或者是在故障診斷機理方面還處于發展的初級階段,這就使得水輪機檢修在現在社會工作中的普及和運用在很多方面受到了阻礙。

水輪機的性能是由一臺水力發電機組中的內部空蝕特性、穩定性指標以及能量指標三大指標共同影響的,同時水輪機的性能的好壞也能將水輪機自身的性能指標體現出來,這主要也依賴于水輪機內部的過流通道是否得到了健全,除此之外,其性能指標的高低主要還受到了工藝設計的標準、水輪機內部的結構以及在制造過程中的具體環節影響。水輪機在安裝過程、檢修過程以及運行過程中的質量問題,在實際應用中他們的完成成效和發電的成本兩者之間成反比,效率高反而會降低發電的成本,從而能夠在水電廠的發電過程中獲得最大的效益。在水輪機的檢修過程中由于其具有多個零件組成,在工作中工況比較復雜,并且在實際的運作過程中并沒有將其中存在的弊端進行妥善的解決,從而致使對泥沙磨損程度的監測以及對水輪機空化性能的檢修任務都受到的阻礙,無法正常的進行下去。因此,水輪機必須要定期進行嚴格的檢修,其檢修質量的高低也會對對機組能否正常運行造成威脅,從而直接影響到了水電廠的經濟效益。

水輪機的運行狀態的好壞與水電廠對機組檢修工期以及檢修時間的處理息息相關,因此,在對水輪機進行檢修處理時,除了一些必要的設備革新改進之外,每間隔一段時間要對水輪機以及在泥沙磨蝕中磨損過于嚴重的位置、流通道被空化的部位作打磨或者是補焊等解決措施。在這一系列的修補處理完成之后,要將機組的拆卸下來的零件組裝上,安裝完成之后還要對參數進行調節,只有參數符合規定之后,才能夠經過機組檢修水輪機能量指標能否恢復了的標準,只有達到了要求才能夠正確的呈現出其設備的運行狀況、機組的健康情況、操作人員的工作規范性以及機組的檢修質量等相關內容,從而對今后水電廠機組的正常安全運行與工作指導有著積極的作用。

2 水輪機能量指標現場實測

在我國的某個電網的主力電廠,裝機設計的容量為1225MW,近年來電廠對于水輪機機組進行了改進,改造之后電廠的管理層對發電裝備在運行過程中的健康狀況高度重視,并開始經常性的對水輪機機組的性能指標進行檢修,通過這種方式來為大修質量提供有效的依據,同時還能夠為今后機組的改造以及電廠發電的優化提供珍貴的經驗和借鑒。如果水輪機的能量指標降低了,并不是忽然就會下降,都是由于在運行過程中設備受到了損害,使得水輪機組的工作效率下降造成的。經過對比,不僅能夠判斷檢修之后的水輪機是否回到了原來的運行狀態,并判斷其恢復狀態的程度,還能夠正確的掌握水輪機在檢修之前與大修周期工作之后其能量指標的變化波動程度,這些信息都是判斷檢修質量的重要依據和標準。水輪機運行效率可以用函數表示,可寫為：

其中ηt表示的是水輪機效率;Pt表示水輪機出力,單位是WM;Q表示機組流量,單位是m3/s;H表示水輪機工作水頭,單位是m。

通過對水輪機的效率進行現場檢測記錄的一些數據內容進行分析,能夠得知,在這個水頭之下,每個機組其運行的特點不同并具有一定的規律性,例如水輪機效率ηt=f(Pt,H)表示的就是工作水頭H和水輪機出力Pt兩者之間的函數關系,同時還可以得知它只會受到機組的運行工況的影響。

設機組沒有受到損害完好的時候水輪機的效率是：

由于轉輪在運行中會受到泥沙磨砂或者是空蝕等的影響,水輪機機組在工作一段時間之后,在同一個水頭之下,水輪機的效率就會變化為：

其中i表示測量的次數,它會受到測量時間的影響。

水輪機在運行時磨蝕的越嚴重,ηti就會變得越來越低,函數(2)和函數(3)之間的差值為Δηti：

在同樣的工況狀況之下,Δηti表示的就是與水輪機機組在沒有磨損完好的狀態之下兩者效率之間的差值。Δηti的值越大,就表示水輪機過流部件受到磨損以及空蝕等破壞的程度越大。如果與之相反,就能夠利用機組能量的檢測設備對水輪機的磨損和空蝕損壞程度進行判斷與比較,同時還可以掌握在效率減少之后所帶來的能量損失程度。根據相同的道理可知,水輪機的出力Pt=f(S,H)的變化情況可以表示為：

其中函數中的S表示接力器行程,單位是mm。

同時,還要在水輪機機組運行任意一點時間(t1-t2)之內,對其進行兩次測試,通過這兩次測試來對水輪機能量指標在運行之后發生的變化程度進行判斷,其變化的程度可以用下面的函數表示：

水輪機出力表示為：

水輪機效率表示為：

通過對檢修之前與之后的水輪機進行能量特性的檢測,并利用其測試的數據可以對水輪機的檢修質量進行判斷和鑒別,其前后兩者的波動數值可以作為對水輪機組檢修質量高低的判斷參考指標和依據。

3 加強檢修管理,提高檢修質量

隨著時代的發展,狀態檢修也在水電廠普及并廣泛應用起來,其在水電廠的位置也日益突顯出來。在水輪機的檢修過程中,要對水輪機機組的結構特征、設計參數、設備安裝的質量、動態與靜態品質以及機組的運行狀況等多方面進行具體詳細的掌握和學習,了解這些特性,這樣才能夠規劃出符合要求的、規范化的檢修規則。除此之外,還要將機組性能的相關指標有機結合起來,合理科學的將檢修規劃進行安排,從而有效的完成檢修工作,實現檢修工程的目的性、實效性和針對性。例如,在水輪機中,水輪機效率受到影響的原因有很多,絕大多數是由于轉輪葉片的線性被破壞出現狀況、止漏環的中間縫隙變大以及過流通道受到嚴重的磨損等情況的影響。因此,要從能量指標方面著手,在檢修過程中將檢修的質量問題作為高度重視的對象,使得在檢修完成后能夠盡最大能力恢復到符合原來設計的要求標準。同時還要將傳統的檢修方法和思想觀念替換掉,建立新的檢修模式,樹立新式的檢修思想,提高員工的檢修意識,并且在管理過程中采用項目工程的負責制,加大力度實施項目監理制,從而使責任落實到人頭上,工作中各盡其職,不但可以避免不必要的責任糾紛,還能夠使工作人員格盡職守,從而確保了檢修工期的正常完成以及檢修質量的有效提升。

除了上述之外,事實上檢修不僅僅指的是對水輪機的單純維護修理,還要在檢修過程中找到問題的所在,分析探究問題出現的原因是什么,同時并根據發生問題的原因進行思考和研究,在深入思考之后對問題出現的根本原因進行明確判斷,從而有針對性的提出一些合理有效的解決方案去應對這些問題,以避免這個問題的再次發生。通過這種檢修方式,機組的運行效率就能夠得到極大程度的提高,提升檢修效率,還能夠大大延長水輪機的檢修周期,從而使得發電廠在運行過程中獲得最大的經濟收益。

4 結語

水電廠運作過程中對水輪機的能量狀態進行診斷和檢測是至關重要的,其重要性與安全問題不相上下。以此,在對能量指標進行監測時,要長時間的當做一個重要的任務認真完成。這對任何一個水電廠來說都是非常重要的,尤其是針對一些泥沙河的水電廠而言,要在監測時將自身的環境等實際情況考慮進去,同時制定出一個健全的能力指標降低以及其恢復情況相關的檢修標準。能量指標降低到某個點就能夠判斷是否要進行檢修,同時對于能量指標的恢復數據也是檢修質量鑒別的依據。通過這種性能的對比,能夠保證檢修的規范化,確保水輪機的正常運行。

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李眀佶(1976.12-),性別：男,籍貫：廣西臨桂,學歷：大專,職稱：初級,研究方向：水力發電設備檢測與維護。