常規(guī)水輪機(jī)的檢修工藝研究

李朝暉 姜建勛

Research on Inspection and Repair Process of Conventional Turbine

LI Zhao-hui? ?JIANG Jian-xun

摘要：在水力發(fā)電中，水輪機(jī)發(fā)揮著重要的作用，為了保障水輪正常運行，充分發(fā)揮水輪機(jī)的功能，需要做好水輪機(jī)的檢修工作。基于此，文章通過闡述水輪機(jī)檢修準(zhǔn)備工作和常規(guī)水輪機(jī)檢修的重要性，分析水輪機(jī)常見的故障，同時針對故障提出相應(yīng)的檢修策略，最大限度排除水輪機(jī)潛在故障，為水輪機(jī)正常運行奠定基礎(chǔ)和提供保障。

Abstract： In hydropower generation， the turbine plays an important role. In order to ensure the normal operation of the water wheel and give full play to the function of the turbine， it is necessary to do the maintenance work of the turbine. Based on this， the article analyzes the importance of turbine maintenance preparation and conventional turbine maintenance， analyzes the common faults of turbines， and proposes corresponding maintenance strategies for faults to eliminate the potential failure of turbines to the maximum， and lay the foundation and guarantee for the normal operation of turbines.

關(guān)鍵詞：水輪機(jī)檢修;檢修工作;故障排除

Key words： turbine maintenance;maintenance work;troubleshooting

中圖分類號：TV738? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）32-0215-02

0? 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，電力的重要性越來越明顯。電力作為人們生產(chǎn)生活的重要能源，直接影響各行各業(yè)的正常發(fā)展。在我國，水力發(fā)電是火力發(fā)電之外的一種重要的發(fā)電形式，其中檢修維護(hù)是保障水電站正常運行的基礎(chǔ)。在水力發(fā)電中，常規(guī)水輪機(jī)是一種重要的機(jī)械設(shè)備，對其進(jìn)行檢修維護(hù)直接決定著水電站的健康運行與持續(xù)發(fā)展。在正式檢修常規(guī)水輪機(jī)之前，應(yīng)該做好相應(yīng)的檢修準(zhǔn)備工作。在實際的水力發(fā)電中，常規(guī)水輪機(jī)檢修工作效果直接影響水輪機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。基于此，需要深入研究分析常規(guī)水輪機(jī)的檢修工藝，及時解決水輪機(jī)出現(xiàn)的各種問題，確保水輪機(jī)正常運行。

1? 做好水輪機(jī)檢修準(zhǔn)備工作

1.1 制定完善的水輪機(jī)檢修計劃? 在水力發(fā)電中，對常規(guī)水輪機(jī)進(jìn)行檢修是一項重要的工作，在進(jìn)行正式檢修之前，需要做好檢修前準(zhǔn)備工作，比如具、零部件等，同時根據(jù)實際檢修情況，制定詳細(xì)的檢修儀器采購計劃，準(zhǔn)備好檢修圖紙等。認(rèn)真閱讀水輪機(jī)檢修任務(wù)書，對需要檢修的項目進(jìn)行全面、詳細(xì)的了解，預(yù)判水輪機(jī)檢修難易程度，從整體上對水輪機(jī)檢修進(jìn)行把控。

1.2 做好檢修前準(zhǔn)備工作? 首先，檢修人員方面，需要綜合評估水輪機(jī)檢修人員的實際情況，結(jié)合檢修人員的實際情況做好檢修工作的分工，明確各自的職責(zé)。其次，記錄水輪機(jī)的振動、擺度、瓦溫等檢修數(shù)據(jù)信息，尤其重點關(guān)注水輪機(jī)主閥靜水開關(guān)的時間，導(dǎo)葉漏水量、導(dǎo)葉開關(guān)時間等參數(shù)信息。第三，檢修手續(xù)，在進(jìn)入正式檢修環(huán)節(jié)前，檢修人員需要做好檢修指導(dǎo)書、工單等審批工作，辦理好檢修手續(xù)之后，方可開展檢修工作，同時在檢修現(xiàn)場放置指導(dǎo)書、工票等檢修必需品。與此同時，需要做好交底工作，尤其是檢修負(fù)責(zé)人要認(rèn)真開展安全、技術(shù)、風(fēng)險等方面的交底工作。另外，在檢修現(xiàn)場，需要事先制定安全防護(hù)措施，避免檢修過程中出現(xiàn)污染事故。

2? 常規(guī)水輪機(jī)檢修的重要性

2.1 確保水輪機(jī)正常運行? 在水力發(fā)電過程中，通過對水輪機(jī)進(jìn)行不定期的檢修，在一定程度上可以有效規(guī)避故障。通過檢修，可以事先發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)潛在的故障，做到第一時間排除故障，及時恢復(fù)水輪機(jī)工作狀態(tài)。在檢修過程中，可以排除水輪機(jī)正常運行的安全隱患，確保水輪機(jī)正常運行，節(jié)省水輪機(jī)運行成本，充分挖掘水輪機(jī)的價值。

2.2 豐富檢修人員的檢修知識和提升檢修技能? 理論與實踐可以相互促進(jìn)。在水輪機(jī)實際檢修中，不斷有年輕檢修人員的加入，這部分人員具有豐富的理論知識，但是缺乏檢修經(jīng)驗，通過組織開展水輪機(jī)檢修工作，讓這些年輕的檢修人員參實際檢修工作，通過實踐幫助他們積累檢修經(jīng)驗，同時結(jié)合具體的檢修故障和問題，組織大家一起討論分析，在討論中豐富大家的專業(yè)知識，不斷豐富新人的檢修專業(yè)技能。對于年輕的檢修人員來說，借助檢修實踐，分析檢修中遇到的實際問題，通過思考理論知識、向前輩請教等方式，分析水輪機(jī)運行參數(shù)，借助書籍、網(wǎng)絡(luò)等查找和收集相關(guān)資料，找出問題原因和解決方法。無論是年輕的檢修人員，還是具備檢修經(jīng)驗的人員，需要高度重視檢修工作，建立專業(yè)的檢修隊伍，通過“走出去”（到技能培訓(xùn)中心、水輪機(jī)廠家等地進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)）、“請進(jìn)來”（請專業(yè)人員來公司指導(dǎo)工作）等方式豐富水輪機(jī)檢修專業(yè)知識和專業(yè)技能，提升檢修人員的整體素質(zhì)。

2.3 提升水輪機(jī)運行的安全性、可靠性? 在水輪機(jī)運行過程中，隨著運行時間的不斷積累，各零部件會出現(xiàn)不同程度的磨損，引發(fā)各種各樣的故障，通過檢修可以事先發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)潛在的故障，有效排除安全隱患，確保水輪機(jī)正常運行。對于水輪機(jī)來說，借助檢修環(huán)節(jié)可以及時排除故障，有效降低水輪機(jī)故障造成的經(jīng)濟(jì)損失，提升水輪機(jī)運行的安全性和可靠性。

3? 水輪機(jī)常見故障分析

在檢修水輪機(jī)的過程中，需要針對水輪機(jī)的具體故障，需要采取相應(yīng)的措施，通常情況下，水輪機(jī)的常見故障主要包括：

3.1 出力故障? 對于水輪機(jī)來說，出力故障是一種比較常見的故障，通常情況下，在檢修過程中也比較容易排除。所謂出力故障就是水輪機(jī)運行中，導(dǎo)葉開度保持原來狀態(tài)，由于額定轉(zhuǎn)速與機(jī)組轉(zhuǎn)速存在一定的差異性，導(dǎo)致水輪機(jī)運轉(zhuǎn)力度被嚴(yán)重削弱，這就是出力故障。通常情況下引發(fā)出力故障的因素主要包括以下幾個方面：水輪機(jī)水頭部分受到損壞、水電站尾水位上升等。

在水輪機(jī)運行過程中，如果水輪機(jī)的內(nèi)部混入很多雜物，也會造成運轉(zhuǎn)部分出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，進(jìn)一步阻礙水輪機(jī)運轉(zhuǎn)，削弱水輪機(jī)的運轉(zhuǎn)力。在水流的帶動下，水中大量的雜物會順著進(jìn)水口進(jìn)入到水輪機(jī)內(nèi)部，導(dǎo)致雜物擁堵在攔污柵上，阻塞攔污柵，造成水輪機(jī)運行不暢，使得水輪機(jī)出現(xiàn)出力故障。

3.2 軸承溫度過高? 水輪機(jī)運行過程中，受冷卻水減少、中斷、油質(zhì)過低、油槽缺油、軸承座漏電等因素的影響和制約，使得水輪機(jī)軸承出現(xiàn)溫度過高，進(jìn)而引發(fā)一系列的故障。

3.3 振動? 引發(fā)水輪機(jī)振動故障的原因主要是機(jī)械安裝不協(xié)調(diào)、水力失衡等。

3.4 水輪機(jī)核心部件受損? 造成這種故障的原因主要是機(jī)組承受負(fù)荷過大，導(dǎo)致機(jī)組過速，當(dāng)機(jī)組過速超過一定限度，就會損壞水輪機(jī)內(nèi)部的核心部件，引發(fā)相應(yīng)的故障。

3.5 其他故障? 在水輪機(jī)運行中，受外力因素的影響，導(dǎo)致油管路出現(xiàn)裂縫、螺桿損壞、電機(jī)燒毀等，導(dǎo)致水輪機(jī)出現(xiàn)油壓降低、水輪機(jī)在電網(wǎng)以外獨立運轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，造成水輪機(jī)出現(xiàn)供電負(fù)荷過大的現(xiàn)象。

4? 常規(guī)水輪機(jī)的檢修工藝

在水力發(fā)電中，水輪機(jī)能夠穩(wěn)定持續(xù)運行，需要借助水電機(jī)組的能量和空蝕指標(biāo)來實現(xiàn)，這樣才能充分發(fā)揮水輪機(jī)的整體功能。因此，在對水輪機(jī)過流通道進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整時，需要充分利用先進(jìn)的技術(shù)，提升過流通道的完整性和施工技術(shù)水平。由于水輪機(jī)內(nèi)部零部件數(shù)量比較多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是水輪機(jī)運行過程中，會出現(xiàn)不同程度的空化、磨損等。因此，需要全面、細(xì)致的檢查和監(jiān)測水輪機(jī)的運行狀態(tài)，準(zhǔn)確掌握運行參數(shù)，不斷提高水輪機(jī)運行的時效性。所以，對水輪機(jī)進(jìn)行檢修非常重要。在實際運行過程中，如果忽視檢修問題，水輪機(jī)組正常運行就會受到影響，嚴(yán)重影響水輪機(jī)的工作效率。

4.1 處理出力故障? 水輪機(jī)運行過程中，發(fā)生出力故障，需要結(jié)合出力故障的實際情況，采取相應(yīng)的措施，比較常用的處理措施，如果水輪機(jī)處于全負(fù)荷狀態(tài)，需要對水輪機(jī)的負(fù)荷波動情況進(jìn)行重點關(guān)注，同時是否超限進(jìn)行檢查。如果攔污柵出現(xiàn)雜物，這時需要徹底清理攔污柵里的污物，查看水輪機(jī)導(dǎo)葉的氣蝕現(xiàn)象，如果導(dǎo)葉出現(xiàn)異常，需要及時處理，必要的情況下，可以更換相應(yīng)的零部件。

4.2 處理軸承溫度過高? 水輪機(jī)運行過程中，如果出現(xiàn)軸承溫度過高的現(xiàn)象，需要對冷卻水的水流、水壓等進(jìn)行檢查，同時要核實燃油系統(tǒng)的工作情況，燃油不足時，需要及時補充燃油（注意關(guān)注檢查燃油質(zhì)量）。同時，按照檢修程序，對軸承進(jìn)行不定期的檢查，判定軸承響動是否存在異常現(xiàn)象，以及檢測軸承的擺度水平等。

4.3 處理振動故障? 通常情況下，水輪機(jī)振動故障一般是由機(jī)械安裝不到位引起的，如果水輪機(jī)發(fā)生振動故障，需要拆卸對應(yīng)的零部件并認(rèn)真檢查，檢查完零部件沒有問題后，按照順序進(jìn)行重新安裝。如果質(zhì)量失衡影響水輪機(jī)正常運行，導(dǎo)致水輪機(jī)發(fā)生離心慣性，增大了水輪機(jī)轉(zhuǎn)動部位的縫隙，導(dǎo)致振幅增加。如果水輪機(jī)動力壓力持續(xù)增加，對應(yīng)的水輪機(jī)軸承推動力就會增大，接觸部分的摩擦力也會增加，進(jìn)而引發(fā)水輪機(jī)機(jī)組出現(xiàn)振動。當(dāng)水輪機(jī)機(jī)組出現(xiàn)振動時，由于葉片因受力不勻發(fā)生振動，針對這一情況，需要拆卸機(jī)組轉(zhuǎn)輪，檢查葉片、平衡力等，徹底解決振動問題，在一定程度上讓水輪機(jī)安全、正常運轉(zhuǎn)。在實踐中，如果水輪機(jī)發(fā)生振動問題，并且是由水力不均衡造成的，這時可以在尾水管部位設(shè)置補氣管，進(jìn)一步控制水壓脈動，最大限度減輕管壁振動。如果水輪機(jī)振動是由雜物引起，需要關(guān)閉水葉，清除雜物，水輪機(jī)震動問題即可解決。

4.4 處理水輪機(jī)機(jī)組過速? 為了讓水輪機(jī)機(jī)組正常運行，避免出現(xiàn)過速故障，需要在水輪機(jī)中設(shè)置相應(yīng)的閥門、過速限制器等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步控制水輪機(jī)回路。如果水輪機(jī)發(fā)生過速現(xiàn)象，在這種情況下，需要通過人工的方式關(guān)閉設(shè)備，解決過速問題。

4.5 處理油壓過低問題? 在水輪機(jī)運行過程中，如果油壓降低，需要及時進(jìn)行補氣打壓處理，確保油壓處于正常狀態(tài)。具體措施是檢查回油箱的油位，補充油箱里的空氣，調(diào)節(jié)油箱油液和氣體比重，確保油液充分燃燒。如果水輪機(jī)出現(xiàn)油壓降低故障，需要及時查看油壓設(shè)備，及時排除故障。

4.6 處理負(fù)荷量超過限度? 在水輪機(jī)內(nèi)部，如果構(gòu)件絕緣出現(xiàn)老化現(xiàn)象，就會削弱部件的強度，進(jìn)而影響電壓，在這種情況下，需要控制高溫存在的時間，降低絕緣部件受損程度，必要情況下，更換絕緣部件，進(jìn)一步解決水輪機(jī)負(fù)荷超限問題。

5? 結(jié)論

在組織開展水輪機(jī)檢修工作時，科學(xué)管理是基礎(chǔ)，科學(xué)有效的管理是提高檢修質(zhì)量的關(guān)鍵，通過檢修可以提高水電廠的運行效率，充分發(fā)揮水電廠的優(yōu)勢，因此，強化檢修管理非常重要。在水力發(fā)電中，水輪機(jī)作為水電站發(fā)電的重要設(shè)備，如果出現(xiàn)故障，就會影響水輪機(jī)正常運行，造成一定程度的損失。基于此，需要通過檢修的方式，排除水輪機(jī)存在的故障，最大限度地降低水輪機(jī)故障。在檢修的過程中，檢修人員需要秉持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，做好水輪機(jī)檢修工作，同時不斷積累自己的檢修經(jīng)驗和檢修技能，及時發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)存在問題并進(jìn)行處理，在一定程度上提升水輪機(jī)運行的安全性，充分發(fā)揮水輪機(jī)的作用，進(jìn)而創(chuàng)造更大的價值。

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作者簡介：李朝暉（1972-），男，湖南郴州人，大專，主要研究方向為水電機(jī)械檢修。