提高水電廠設備運行可靠性的研究

（新疆和田烏魯瓦提水力發電廠和田市848000）

提高水電廠設備運行可靠性的研究

楊正暉

（新疆和田烏魯瓦提水力發電廠和田市848000）

中國經濟正在蓬勃發展，人們對電能的需求也在快速增長，作為主要電能生產部門的水電廠的設備運行可靠性則對整個電力系統有巨大影響，很多電力生產事故都和水電廠設備故障有關，對提高水電廠設備運行可靠性的研究已經成為研究發電設備可靠性的重要內容之一。文章就基于提高水電廠設備運行可靠性的基本要求，研究提出若干具體途徑，促進水電廠設備運行可靠性的進一步提高。

水電廠設備運行可靠性提高

為滿足人們的電能需求，各大電力企業紛紛推進改革進程，致力于加強水電廠設備的管理及改造，努力實現容量大、設備先進、自動化程度高等目標，但隨著水電廠設備的持續改進和優化，安全問題隨之而來，水電廠設備運行可靠性對電力系統的影響不容小覷，提高設備運行可靠性越來越受到相關領域的關注，加強研究迫在眉睫。

1 提高水電廠設備運行可靠性的基本要求

（1）明確設備故障因素。

可靠性實際上是指一種產品能力，即產品在規定的條件下、時間內完成規定功能的能力，包括設備運行環境條件、任務時間、必須擁有的功能和技術指標。水電廠設備運行故障除了正常磨損因素之外，還包括設計制造遺留問題、檢修管理質量不良這兩項主要因素[1]。因此，水電廠設備運行故障影響因素具體包括制造質量問題、設計考慮欠佳等設計制造遺留問題，大多只能在運行環節被發現、在檢修環節被消除，而檢修質量不良主要包括安裝時選用質量不好的備件，或由于檢修時間緊迫而簡化部分檢修作業工序，或為節省成本選擇在檢修施工中偷工減料，或缺乏優質檢修人才。所以要想提高水電廠設備運行可靠性，就必須弄清楚引發設備故障的因素，以便對癥下藥。

（2）掌握設備技術狀態。

水電廠的每一臺設備都具備各自的固定技術性能，其運行狀態的好壞與水電廠生產能力有直接關系，為安全而有效地完成發電任務、提高工作效率，水電廠必須隨時掌握設備技術狀態，并采取巡回檢查、維修、保養、改進設備技術狀態等措施，保證設備可靠運行。如果不了解設備運行情況，那么這些措施也會變成無本之木、無源之水。如水電廠要定期鑒定設備質量，掌握其技術狀態，發現其中的薄弱環節，深入分析設備的故障及其發生規律，制定切實可行的設備檢修計劃，達到預期經濟效益。

2 提高水電廠設備運行可靠性的具體途徑

（1）加強設備運行管理。

水電廠為更好地完成各項任務，保證安全進行生產工作，應保證設備始終處于良好運行狀態，這就需要水電廠人員加強日常管理，重視維護、保養設備，引進先進技術、工藝提高設備的運行可靠性，從而提高使用設備的效率。如水電廠一方面要改善自身組織結構，即管理部門要在設備日常管理崗位安排專業技術知識水平較高、實踐經驗較豐富的工作人員，堅持精簡實用的原則，保證管理隊伍穩定，合理優化水電廠組織結構，提高設備運行可靠性。另一方面，水電廠要嚴格制定并執行設備運行管理制度，主要是設備檢修制度，必須科學、合理、完善，而檢修人員務必要依據規定時間開展定期檢查工作，遵循“安全第一、預防為主、防治結合”的原則，在檢查工作中按照自己的專業知識及經驗認真檢查，及時發現并解決水電廠設備運行的各種問題，保證設備維持可靠、安全的運行狀態。

（2）科學制定檢修計劃。

按照國內當下的檢修管理水平及水電廠設備運行實際狀態，目前依舊貫徹計劃檢修、預防為主的方針，要求檢修管理部門強化對水電廠設備檢修計劃的管理，按照水電廠實際情況做好調查與研究工作，力求制定科學的、切實可行的設備檢修計劃，盡可能縮短設備檢修工期，提高設備運行可靠性。如水電廠設備檢修計劃一般包括年度檢修計劃、3年滾動規劃，前者每一年都要編制一次，及時為水電廠大修設備提供備品、配件及材料，務必提前做好預訂大宗材料、特殊材料、長加工周期的配件及配品等的準備工作；后者主要是對3年里的后2年需在設備大修中合理安排的特殊重大項目實施預安排，做好3年滾動規劃，并按照年度檢修計劃進行編制。編制水電廠設備檢修計劃時應選擇費用省、工期短、合理安排勞力物資的計劃方案，如果水電廠的機組臺數較多，可進行2臺機組的重疊交叉大修，第1臺機組檢修后10～15天就開始檢修第2臺機組，如此就能解決起重、主機以及電焊等工種勞動力不足的問題，同時保證部分檢修設備的均勻生產，縮短水電廠整體檢修工作的工期，趕在汛期之前確保機組運行狀態良好，避免發生一邊檢修一邊棄水的現象。

（3）充分利用保護設施。

水電廠對電氣自動化設備的應用有效促進了電力行業高速發展，但應用電氣自動化設備的現狀不容樂觀，面臨著無法保障電氣自動化設備可靠性的問題，給水電廠的安全運轉、正常生產埋下隱患，因此充分利用保護設施提高設備運行可靠性尤為關鍵。

濕度、溫度對水電廠的電氣自動化設備運行可靠性有顯著影響，要想提高設備可靠性，就要降低外界因素的影響[2]。如設備維護人員可有機結合水電廠設備需求，科學改善電氣自動化設備運行環境的濕度、溫度，提高自動化元件的性能，延長使用壽命。一般情況下，水電廠電氣自動化設備都擁有保護設施，包括設備散熱設施、溫度保護設施、濕度保護設施以及防腐設施、防污設施，充分利用這些保護設施能有效弱化外界因素對電氣自動化設備運行可靠性的負面影響，保證正常運行設備。維護人員在安裝設備保護設施之前務必要掌握設備使用環境以及水電廠的實際需求，結合現場情況適當增設安全保護設施，提高對設備保護設施的利用率。

在氣候炎熱的南方地區，維護人員需要添加設備熱保護、通風保護以及防潮保護等設施；在氣候寒冷的北方地區則要添加設備防寒保護設施[3]。如某水電廠發電時所使用的就是電氣自動化設備，它采用三層系統，驅動處理能力較強，可把被控制對象設置成機組LCU、閥門LCU、公共設備LCU等，分別監督、管理控制對象。但該輸電廠位于寒冷的北方，在冬季必須對電氣自動化設備采用表面保溫措施，弱化冷空氣對設備運行可靠性的不利影響，提高設備反應效率及運行速度。

（4）及時發現并處理問題。

在水電廠設備運行可靠性的整體管理中，如果發生某一類故障的頻率較高，就應綜合分析該類故障的模式以及失效情況，細致研究部件的結構、材料選擇、維護手法及整體強度、力學分析等因素，特別是失效部件的結構、材料、功能、力學分析等問題，務必要詳實研究，找出該類故障模式的預處理措施及辦法。具體如下：

①發現的問題。在機組正常自動停機風閘復歸后，機組就會出現自傳的現象，這就要求運行人員再次對機組進行加閘，才能使機組停下來，加閘時間要延長一定時間，風閘復歸后，有時會自傳有時則不會。2014年1月，在1號機組A級大修工作中，當頂蓋吊出，頂蓋和活動導葉分體后，發現24片活動導葉結合面存在嚴重的氣蝕情況，有水流型、深坑型。

②原因分析。活動導葉結合面無密封裝置，只有在導葉關閉時靠大、小頭的金屬結合面密封，正常情況下停機不關閉蝶閥，金屬結合面在高水頭長期沖擊下，出現磨損，產生坑洼面，失去光潔度，從而加劇了結合面的氣蝕現象，結合面間隙變大，導致機組正常停機分閘復歸后，發生機組自傳。另外，在機組大修時，對活動導葉回裝過程中，導葉間隙調整達不到設計要求，也存在隨著機組的運行時間延長，導葉在水作用力的情況下，間隙慢慢變大。

③解決方案。一是結合面氣蝕處理，在導葉大頭結合面氣蝕部分采用CHS102型焊條進行堆焊，堆焊好后，上銑床校準同軸度及軸線水平，用銑床將堆焊部分銑到與原導葉結合面相同的水平度。二是由于立面間隙精度高，所以銑好的導葉大、小頭結合面，要用鋼絲輪打磨、羊毛輪拋光，并用鋼板尺和塞尺測結合面的水平度，確保鋼板尺與塞尺的間隙為零。三是活動導葉整體打磨、除銹，并刷高抗磨蝕聚氨酯漆。對導葉大、小頭結合面的防腐漆，要刮掉或磨光機磨去，保證結合面精度。

（5）加強人員隊伍建設。

加強人員隊伍建設，提高設備檢修人員、運行人員的技術水平，這是提高水電廠設備運行可靠性的又一有效途徑。水電廠的主要工作就是操作設備、維護設備、檢修設備、管理設備，需要人機協作，不僅設備要好，還需要一支技術過硬、素質高的運行、檢修及管理隊伍[4]。且隨著新工藝、新技術在電力行業的廣泛應用，電力企業設備可靠性要求越來越高，水電廠今后依舊有必要繼續抓好人員隊伍建設工作。不僅要提高設備設計水平、制造水平、安裝水平，還要加強對人員的繼續教育及培訓，打造一支優質人員隊伍，以便準確及時地掌握設備運行狀態，科學制定檢修計劃，為電力企業經濟效益的提高、水電廠設備的穩定安全運行等提供可靠的保障。

3 結語

為確保水電廠正常開展電力生產工作，提高設備運行可靠性是關鍵。隨著水電廠設備自動化水平的不斷提升，其可靠性的提高需要結合設備運行環境明確各項基本要求，在弄清楚故障因素的同時，及時而準確地掌握設備的技術狀態，有目的、有計劃地通過行之有效的途徑加以管理，爭取從管理、技術等層面全方位提高水電廠設備運行的可靠性，延長設備使用壽命，為電力事業的可持續發展服務。

[1]郭卉.提高水電廠設備運行可靠性的研究[J].低碳世界，2016，（09）：227-228.

[2]李宏宇.淺析中小型水輪機械主設備可靠性管理[J].科技與企業，2015，（07）：9.

[3]宋晉紅，吳閩.可靠性管理在電廠的應用與成效分析[J].電子測試，2016，（24）：137-138.

[4]李健芹，羅志明.探究水電廠電氣自動化控制設備的可靠性[J].通訊世界，2015，（20）：113-114.

2017-04-12）

楊正暉（1976-），男，陜西人渭南人,大學本科，工程師,從事水電廠運行維護管理工作。