探討水力發(fā)電廠設(shè)備維護(hù)和缺陷管理

宋金斗

【摘 要】水力發(fā)電廠的設(shè)備種類繁多、技術(shù)復(fù)雜，如果不能進(jìn)行有效的維護(hù)和管理，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重故障，影響供電安全。本文分析了水力發(fā)電廠設(shè)備維護(hù)和缺陷管理中存在的問題，為設(shè)備的維護(hù)管理提出對(duì)策，并對(duì)缺陷管理的具體應(yīng)用給出有針對(duì)性的建議，以供參考。

【關(guān)鍵詞】水力發(fā)電廠;設(shè)備維護(hù);缺陷管理

中圖分類號(hào)： TV738文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）36-0301-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.143

0 前言

水力發(fā)電廠與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，如果發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障，則會(huì)嚴(yán)重影響供電安全，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。加強(qiáng)水力發(fā)電廠的設(shè)備維護(hù)和缺陷管理，需要工作人員加強(qiáng)重視、提高工作水平，有效地預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

1 水力發(fā)電廠設(shè)備維護(hù)管理中的問題

1.1 重視程度不夠

不少水力發(fā)電廠將發(fā)電工作作為工作核心，忽視了設(shè)備的管理和維護(hù)工作，這是發(fā)電廠管理理念的偏差，如不對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查，對(duì)設(shè)備平時(shí)出現(xiàn)的細(xì)微問題置之不理，只有當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障、影響生產(chǎn)或人身安全時(shí)才進(jìn)行處理，加重了設(shè)備的損壞，增加了維護(hù)和管理的成本。同時(shí)，企業(yè)缺乏完整的安全管理制度，設(shè)備的操作流程和維護(hù)方式?jīng)]有明確規(guī)范，設(shè)備缺陷的信息收集和積累不完整，為缺陷管理的工作造成阻礙。

1.2 管理方式落后

水力發(fā)電廠的設(shè)備維護(hù)管理工作想要得到全面的優(yōu)化提升，必須改進(jìn)工作方式。在科技飛速發(fā)展的背景下，有些維護(hù)管理人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理時(shí)仍然依靠人工的方式，不攜帶資料、圖紙，憑借記憶進(jìn)行維護(hù)，對(duì)設(shè)備故障的內(nèi)容沒有深入了解，在技術(shù)的掌握上也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。水力發(fā)電廠的設(shè)備已經(jīng)步入智能化、信息化的時(shí)代，對(duì)工作人員的知識(shí)水平和操作能力提出了更高要求，但許多維護(hù)管理人員對(duì)新技術(shù)、新設(shè)備的了解和掌握能力非常有限，不能科學(xué)、熟練地進(jìn)行管理和維護(hù)，造成生產(chǎn)效率低下，設(shè)備故障幾率提高，不利于企業(yè)發(fā)展。

1.3 業(yè)務(wù)水平不高

水力發(fā)電廠的設(shè)備包括油、水、風(fēng)、電等各種設(shè)備，種類繁多、技術(shù)復(fù)雜，管理起來具有相當(dāng)?shù)碾y度，對(duì)工作人員的業(yè)務(wù)能力要求很高。但目前很多企業(yè)在維護(hù)管理上的資源有限，投入不足，缺乏專業(yè)的維護(hù)管理團(tuán)隊(duì)和人才。在選拔人才時(shí)沒有科學(xué)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，選拔出經(jīng)驗(yàn)缺乏、技術(shù)落后的工作人員進(jìn)入生產(chǎn)崗位。工作人員不具備專業(yè)的維護(hù)知識(shí)和維修技術(shù)，不能準(zhǔn)確地排查故障、應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)，增加了設(shè)備的安全隱患。甚至有些工作人員根據(jù)自己的主觀認(rèn)識(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行錯(cuò)誤的管理維護(hù)，使設(shè)備出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)更高。企業(yè)不能為工作人員進(jìn)行專業(yè)有效的培訓(xùn)，技能水平遲遲得不到提高。

2 水力發(fā)電廠設(shè)備維護(hù)的對(duì)策

2.1 完善制度建設(shè)

水力發(fā)電廠的設(shè)備問題頻出與管理制度不完善和執(zhí)行不力關(guān)系很大，因此需要細(xì)化設(shè)備管理的規(guī)章制度，突出可操作性，將每一條標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)備的實(shí)際管理維護(hù)中體現(xiàn)。設(shè)備的維護(hù)管理需要在目標(biāo)層面進(jìn)行明確，結(jié)合實(shí)際制定操作規(guī)范。按照計(jì)劃對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，周密考慮各方面的硬性因素。在實(shí)踐中提升制度的合理性和科學(xué)性，最大程度地適應(yīng)水力發(fā)電廠的發(fā)展要求，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

對(duì)設(shè)備運(yùn)行的故障和缺陷進(jìn)行分類，在具體的維護(hù)和管理中才能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的量化。設(shè)備的缺陷可以分為三種類型：不立即處理就會(huì)危害設(shè)備和人身安全的嚴(yán)重缺陷;對(duì)設(shè)備有不良影響和可能繼續(xù)發(fā)展的較大缺陷;設(shè)備運(yùn)行中能消除的一般缺陷。應(yīng)根據(jù)這三種不同類型缺陷的特點(diǎn)采取有針對(duì)性的處理方式。

2.2 加強(qiáng)日常維護(hù)

許多發(fā)電企業(yè)在設(shè)備發(fā)生故障后再進(jìn)行維修，這樣的工作方式無法適應(yīng)水力發(fā)電廠的生產(chǎn)需求，應(yīng)該把設(shè)備維護(hù)前移到日常的預(yù)防和檢查中。要根據(jù)設(shè)備的工作情況，定期進(jìn)行全面的維修與檢查，保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)重點(diǎn)設(shè)備和重要部件進(jìn)行主動(dòng)檢查，分析可能發(fā)生的故障，尋找排除缺陷的方法，防止故障發(fā)生。加強(qiáng)以可靠性為中心的維護(hù)檢修，熟悉設(shè)備的工作性能、工作量以及最佳工作條件，掌握設(shè)備的故障模式、磨損程度和設(shè)計(jì)缺陷，了解設(shè)備產(chǎn)生故障的證據(jù)、危害和修復(fù)機(jī)制，將故障預(yù)防的目標(biāo)不僅限于故障本身，而拓展到預(yù)防故障產(chǎn)生的后果，發(fā)現(xiàn)并排除隱蔽性故障，防止出現(xiàn)多重故障，提高生產(chǎn)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)變能力，盡量避免和降低故障發(fā)生的后果。科學(xué)評(píng)估設(shè)備的使用周期與工作年限，分析設(shè)備的保養(yǎng)與維修費(fèi)用，用科學(xué)手段采取性價(jià)比最高的維護(hù)方式。如果設(shè)備的使用周期較短，需要調(diào)整維護(hù)方案，淘汰老舊設(shè)備，采用先進(jìn)設(shè)備。加強(qiáng)設(shè)備的外部環(huán)境維護(hù)，控制好設(shè)備工作環(huán)境的溫度、濕度、水位等，確保設(shè)備在最優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)行，避免環(huán)境條件對(duì)設(shè)備的正常使用產(chǎn)生影響，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備外部環(huán)境的控制能夠保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，提高工作效率[1]。

2.3 提升技術(shù)水平

水力發(fā)電廠的維護(hù)管理人員素質(zhì)水平參差不齊，安全意識(shí)薄弱，會(huì)造成工作責(zé)任心不強(qiáng)、落實(shí)力度不夠，增加故障的發(fā)生頻率。因此在水力發(fā)電廠的人員管理上要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行完善，重視責(zé)任的有效落實(shí)，對(duì)管理和維護(hù)人員加強(qiáng)教育，增強(qiáng)責(zé)任心，端正工作態(tài)度，提升安全意識(shí)。水力發(fā)電廠在設(shè)備運(yùn)行前，必須對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)查，工作人員要提前做好準(zhǔn)備工作，根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)設(shè)備的類型、運(yùn)行環(huán)境和操作流程等因素制定規(guī)范的生產(chǎn)方案，構(gòu)建科學(xué)的安全保障制度，建立完整的安全保護(hù)措施，將安全落實(shí)到每一項(xiàng)和每一步工作中。工作人員要在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)化安全管理教育，在場(chǎng)地做好警示標(biāo)志，強(qiáng)化人員職責(zé)范圍。對(duì)工作人員加要加強(qiáng)日常培訓(xùn)，改變照本宣科的培訓(xùn)方式，將重要的技術(shù)和安全知識(shí)通過實(shí)踐加強(qiáng)記憶，提高故障的應(yīng)對(duì)能力。

3 水力發(fā)電廠缺陷管理方法

3.1 加強(qiáng)故障監(jiān)測(cè)

企業(yè)應(yīng)該設(shè)立專門的安全監(jiān)督小組，對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督。樹立全體人員參與和監(jiān)督的維護(hù)管理理念，在企業(yè)內(nèi)部建立完整的監(jiān)管體系，加強(qiáng)交流與協(xié)商，更好地體現(xiàn)維護(hù)管理效果。構(gòu)建信息管理網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)進(jìn)行信息錄入和更新，以便維護(hù)管理人員掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，預(yù)防設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，及時(shí)進(jìn)行處理，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，促使工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理。如廣西某水力發(fā)電站擁有8臺(tái)大型燈泡貫流式機(jī)組，在管理中運(yùn)用傳感器、智能采集單元、現(xiàn)地狀態(tài)監(jiān)測(cè)屏、應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。水電機(jī)組的振動(dòng)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)涉及結(jié)構(gòu)振動(dòng)、主軸擺動(dòng)、水壓脈動(dòng)等參數(shù)，憑借傳感器收集表征機(jī)組在振動(dòng)狀態(tài)下的不同非電量特征參數(shù)，并轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)能夠自動(dòng)按照幅值、頻率、波形、相位、軸心軌跡、振動(dòng)趨勢(shì)等數(shù)據(jù)判斷振動(dòng)發(fā)生的原因和風(fēng)險(xiǎn)[2]。安康水電站4臺(tái)中型混流式水輪發(fā)電機(jī)組，已安裝狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并定期進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析。

3.2 改進(jìn)檢修方式

在水電站電氣設(shè)備的常規(guī)檢修中，操作人員需要先退出保護(hù)裝置出口的硬壓板，同時(shí)對(duì)需要檢修的設(shè)備進(jìn)行安全隔離，這種檢修方式已無法滿足時(shí)代發(fā)展的要求。水力發(fā)電廠在缺陷管理中應(yīng)采取智能化的檢修方式，借助檢修壓板狀態(tài)來獲取設(shè)備的運(yùn)行情況，并且分析壓板對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響。在檢修時(shí)可以將壓板狀況、設(shè)備運(yùn)行狀況等數(shù)據(jù)同步輸送到監(jiān)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)化檢修過程中的技術(shù)性分析環(huán)節(jié)，讓監(jiān)控更加直觀，降低維護(hù)難度，保障檢修效果。借助智能化設(shè)備維護(hù)管理方式能顯著提升設(shè)備的運(yùn)行效能，降低發(fā)生故障的概率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

在水力發(fā)電廠設(shè)備維修中常用故障樹分析法，能有效地分析多數(shù)程序、邏輯和計(jì)算數(shù)據(jù)，同時(shí)保留關(guān)鍵性的故障樹圖。故障樹分析法主要有節(jié)點(diǎn)法和排除法。節(jié)點(diǎn)法是選擇關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，獲得關(guān)鍵數(shù)據(jù)后根據(jù)設(shè)備運(yùn)行原理判斷故障發(fā)生具體是在節(jié)點(diǎn)前或節(jié)點(diǎn)后，反復(fù)運(yùn)用節(jié)點(diǎn)法縮小故障發(fā)生的范圍，判斷具體的故障部件。排除法有兩種情況，一是按節(jié)點(diǎn)法獲取數(shù)據(jù)，運(yùn)用設(shè)備的工作原理排除與故障無關(guān)的節(jié)點(diǎn)，二是應(yīng)用相同的設(shè)備在無故障的部件上進(jìn)行試驗(yàn)，判定故障設(shè)備的相同部件是否損壞，從而排除故障。經(jīng)驗(yàn)豐富的維護(hù)人員可以通過兩種分析方式的結(jié)合，簡(jiǎn)單驗(yàn)證后判斷每一個(gè)分枝是否正常，將故障鎖定在特定分枝中，無需對(duì)整個(gè)故障樹進(jìn)行分析。在分析故障的過程中排除正常枝節(jié)，鎖定故障枝節(jié)并找到故障元件，整個(gè)分析過程以繪制完成故障樹而完成，比起完整繪制故障樹能夠節(jié)省大量時(shí)間和人工，提高維護(hù)管理的效率。

3.3 提高處理能力

水力發(fā)電廠的維護(hù)管理人員要加強(qiáng)學(xué)習(xí)和技術(shù)研究，了解各種設(shè)備的常見故障，熟悉維修方法，并在實(shí)踐中提高業(yè)務(wù)能力，更好地應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。

遇到變壓器故障，要采取差動(dòng)保護(hù)或差動(dòng)速度保護(hù)提高變壓器的運(yùn)行質(zhì)量。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作或者差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作后，處理時(shí)要充分考慮變壓器出現(xiàn)短路后產(chǎn)生的瞬間電流值，對(duì)變壓器整體進(jìn)行檢查。在處理瓦斯動(dòng)作時(shí)，如果變壓器中有回路或空氣故障，工作人員需要對(duì)內(nèi)部的氣體進(jìn)行采樣分析，保證有效處理故障。瓦斯保護(hù)跳閘證明變壓器內(nèi)部存在明顯故障，要對(duì)防爆門全面檢查，確定焊縫是否開裂、設(shè)備外殼是否變形，出現(xiàn)問題要及時(shí)處理。

遇到機(jī)組調(diào)速器故障導(dǎo)致機(jī)組非正常停停運(yùn)、不能正確執(zhí)行指令，應(yīng)準(zhǔn)確判斷故障類型，如電氣回路故障導(dǎo)致，需要轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?dòng)控制的運(yùn)行狀態(tài)，在系統(tǒng)停運(yùn)后再進(jìn)行維修。如故障為開限與開度反饋表不符，則應(yīng)全面電氣、機(jī)械和液壓回路，確定故障元件，及時(shí)更換維修，確保機(jī)組安全。

如果機(jī)組出現(xiàn)過速問題，需及時(shí)檢查機(jī)組過速保護(hù)和機(jī)械防過速裝置動(dòng)作是否異常。在機(jī)組出現(xiàn)過速時(shí)，要以手動(dòng)控制進(jìn)行緊急停機(jī)處理，還可關(guān)閉進(jìn)組進(jìn)水口快速門或快速主閥。若在緊急停機(jī)狀態(tài)下因?yàn)檎{(diào)速器運(yùn)行異常而發(fā)生機(jī)組過速問題，無論保護(hù)動(dòng)作是否達(dá)到整定值都應(yīng)該關(guān)閉快速門或快速主閥。如果機(jī)組運(yùn)行速度下降至額定速度的25%Ne，則需要手動(dòng)停止機(jī)組運(yùn)行。

4 結(jié)論

通過完善管理體系、加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、提高故障應(yīng)對(duì)能力，能夠保證水力發(fā)電廠的設(shè)備穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。水力發(fā)電廠的設(shè)備維護(hù)和缺陷管理還有廣闊的發(fā)展空間，相關(guān)人員要不斷學(xué)習(xí)研究，增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)，提高技術(shù)水平，勇于創(chuàng)新，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳程鵬.水力發(fā)電廠電氣設(shè)備安全運(yùn)行及維護(hù)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，23：53.

[2]王軍，侯桂欣，趙洪峰.探析水力發(fā)電廠電氣設(shè)備安全運(yùn)行與維護(hù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，7：205.