淺談水輪發電機組的檢修與改造

李建新

【摘 要】計算機監控技術在水電站發揮了重要作用，對機組設備進行有效監控，為檢修提供了參考依據。為了保障水輪發電機組的長期有效運行，還需加強對機組的技術改造工作?；诖?，本文主要分析了水輪發電機組的檢修方式，研究了水輪發電機組技術改造。

【關鍵詞】水輪發電機組；檢修；改造

【中圖分類號】TK73 【文獻標識碼】A

1水輪發電機組的檢修分析

1.1定期檢修

所謂的定期檢修，是指在固定時間間隔內進行機組設備的檢查，以保障設備的正常運行。事實上，定期檢修制度是以大量機組運行積累資料為基礎，經過科學地分析和研究，總結出機組運行發生故障的時間間隔，并以此為周期，進行機組設備檢查的一種制度。就水輪發電機組來說，其一般安排在枯水季節進行檢修，該時間段可以利用較短的時間來降低已損失機組的發電損失量，在機組檢修過程中，需要擁有充足的備用電容量，才能保障檢修的完成。另外，定期檢修的時間相對比較充足，綜合考慮了各種情況，有利于檢測水輪發電機組不易察覺的缺陷（機械聯接螺栓斷裂、氣蝕磨損程度等）并進行有效處理，從而保障水輪發電機組的有效運行。當豐水期機組出現缺陷時，會在一定程度上增大發電損失，而此時難以進行檢修，因此要另行安排時間。為了保障獲取更大的經濟效益，一般小故障和缺陷可將其留待枯水期進行定期檢修和處理；豐水期應盡量保障機組的連續運行，滿發多發電，從而保障機組的正常運行[1]?？傊ㄆ跈z修是一項有目標、有計劃的檢修工作，但常常難以掌控運行設備的損壞程度、檢修周期和更換周期。

1.2狀態檢修

就水輪發電機組狀態檢修而言，其是借助計算機監控專家系統，全面監測、記錄、分析和預測水輪發電機組的運行情況和相關參數；倘若發現設備運行異常，系統會科學合理地判斷設備異常情況，并為水輪發電機組檢修提供可靠的信息依據，從而進行有針對性的故障檢修，進而確保機組安全穩定的運行。就計算機監控專家系統來說，在計算機傳感元件可靠、檢測數據真實準確的條件下，其可以準確判斷出故障的位置，且對機組的安全運行不造成影響。

為了實現水輪發電機組的狀態檢修效果，應先明確設備狀態檢修的標準，只有確定了標準，才能進行相應的判斷，確定設備是否需要檢修。在明確和制定水輪發電機組的狀態檢修標準時，應規定各個設備的各項參數或指標。比如判斷機組振動水平和是否需要檢修的標準有兩個，即設備的單向指標和綜合指標。其中，單項指標可以表示設備狀態的基礎情況，其需要對各個設備進行逐一制定；綜合指標是指一臺設備（或元件）或者復合設備的多項指標，比如機組的軸承、空蝕和振動等。

當正確認識和判斷了引起機組狀態變化的原因、機理等，應采用自動檢修的方式進行水輪發電機組的檢修。具體來說，由狀態診斷專家對設備的狀態進行系統分析，并對是否需要檢修進行明確。在自動檢修過程中，狀態診斷專家系統的完善是非常重要的，其可以確定檢修的必要性、內容和工藝，該方法也是水電站常用的一種方法。

1.3狀態檢修與定期檢修的結合

不管是定期檢修方式，還是狀態檢修方式，都是保障水輪發電機組發揮作用的重要方式，從而為企業和社會創造更多的效益。現階段，水輪發電機組在檢修的過程中，定期檢修和狀態檢修都有所涉及，并且有一大部分水電站水輪發電機組已配置了計算機監控系統，但受各種因素的影響，狀態檢修還沒有達到理想的效果，運行可靠性還未達到設計要求，特別是一些水電站機組中的部分傳感元件故障率較高、環境適應能力較差等，可靠性有待提升。就水輪發電機組來說，有著大機組和小機組之分，從機組開停對電網的影響程度來看，小機組的影響要小于大機組，所以小機組實行狀態檢修比較容易實現；大機組的檢修則需要結合定期檢修和狀態檢修兩種方式，不僅可以通過狀態檢修來確定故障發生的原因，而且可以減少定期檢修次數、使得定期檢修周期延長。

2、水輪發電機組技術改造研究

為了實現機組效率和可靠性、安全性的提高，則需要不斷地對水輪發電機組進行技術改造，通過新工藝、新技術來提高機組的性能，延長設備的使用壽命。只進行單個設備的改造是以前的機組改造形式，隨著科學技術的不斷發展，現階段是以水輪發電機組為一個單元，對機組整體進行技術改造，主要包括機組的主設備、附屬設備、自動化元件等。實際上，隨著水電站的多年運行，水輪發電機組運行檢修積累了豐富的經驗。為了保障水輪發電機組的高效率，技術改造是一條重要的途徑。在技術改造前，則需要收集、整理和分析機組的原始資料，從而為改造工作打下基礎，特別是要對機組運行的問題、故障進行認真總結。

2.1早期水輪發電機組的技術改造

就早期建成的水電站來說，機組運行過程中存在的問題如下：一是水輪機制造質量不高、技術落后、性能較差，部分小型水電站的水輪機存在質量缺陷，且長期帶病運行，給水電站的安全運行埋下隱患；二是部分水電站位于多泥沙的河流上，使得水輪機受到嚴重的磨蝕破壞，甚至有些水輪機無法正常開機或者停機；三是有些水輪發電機建成較早，運行年限較長，部分零件老化現象嚴重，比如定子和轉子的絕緣老化現象，易導致接地故障的發生，對機組安全運行有著不利的影響；四是水輪機與電氣設備存在不配套的問題。只有查清問題出現的原因，才能更好地進行針對性的技術改造，將技術改造的效果發揮到最大[2]。在探究問題原因時，要全面考慮水輪發電機組構件的情況，比如機電設備狀況、來水量和棄水量、水頭的情況、施工建筑物情況等。

2.2現有水輪發電機組的技術改造

就現有水輪發電機組的技術改造而言，需遵循經濟合理性、技術先進性等原則，根據水輪發電機組的實際情況，進行科學合理地優化設計。具體來說，對于原設計變化不大，但相關設備性能不高、陳舊的水電站，應進行增容或更新改造，從而提高設備的運行效率和使用性能；對于流量、水頭比原設計減少了的水電站，應采用減容改造的方式，即以實際運行水頭和流量為基礎，適當地減小額定輸出功率，降低水輪機的額定水頭，并對轉輪進行重新設計或者采用新型轉輪，從而使得水輪機的運行達到最優化，發電量得以增加；對于流量、水頭比原設計增大了的水電站，應采用增容的改造方式，以提高機組的運行效率；對于處在多泥沙的水電站，應對泥沙磨損問題進行考慮，在改造的過程中應加入抗磨損措施，從而保障水電站的正常運行[3]。

2.3機組技術改造過程中應注意的問題

另外，因水輪機在機組中占據原動機地位，其運行效率的高低對整個機組的運行效率有著顯著的影響，再加上其影響參數較多，因此在改造過程中，應注意改造的主次關系。在機組技術改造過程中，應先進行水輪機的技術改造，之后進行發電機、機電設備、水工金屬結構等的技術改造，從而實現機組的整體改造。另外，還要對技術改造前后進行性能對比測試，并對機組進行起動驗收，待驗收合格后，才可進行試生產運行。當機組試生產合格，不存在遺留問題時，才能進行最終的竣工驗收，從而保障機組運行的高效性、安全性。

3、結束語

總之，水輪發電機組的檢修方式主要有定期檢修、狀態檢修以及兩者相結合的檢修方式，其中，狀態檢修效果明顯。為了進一步提高機組的運行效率，則需要對機組進行技術改造，在改造過程中要收集和整理原始資料、查清問題原因，從而對機組設備進行改造。

【參考文獻】

[1]佚名.水輪發電機組的檢修要點及措施研究[J].技術與市場，2018，25（10）：210+212.

[2]豐德強.淺談水輪發電機組的狀態檢修[J].低碳世界，2015（8）：59-60.

[3]彭毅.水輪發電機組檢修新工藝的應用[J].四川水泥，2016（9）：306-306.