解释水电站水轮发电机组的可靠性运行

解释水电站水轮发电机组的可靠性运行

沈毅

（广西三聚宝坛电力有限公司546400）

摘要：以宝坛水电厂引水发电项目为研究背景，分析水电站水轮发电机组存在的故障问题，同时针对问题现状，给出针对性的解决措施，目的在于提高水电站水轮发电机组的可靠性运行水平。

关键词：宝坛水电厂；水轮发电机组；可靠性；运行；对策

0引言

水轮发电机组在运行过程中需要非常的稳定，要想确保其可以安全稳定的运行、避免事故的发生而导致停机，就应该加强日常的巡回检查、检修和维护管理，及时的更换已经存在损坏的零部件，修复那些已经存在着明显问题的零部件，确保水电站的正常运行，为人们提供优质的电力供应。

1项目概况

宝坛水电厂位于罗城仫佬族自治县西北部的东小江源头支流－新华河和宝坛河上，主要工程在罗城县宝坛乡境内，部分在环江县境内。该项目是一个以引水发电为主，兼顾灌溉、放木、旅游等综合效益的水力发电工程，该工程按照布局划分其发电机组可以分成三个部分：

（1）一级站：装机2×3.2MW，卧轴混流式水轮发电机组；型号：HLD54－WJ－100；额定出力：3.3MW；额定转速：750；飞逸转速：1225；额定水头：141m；最低水头：111．7m。

（2）二级站：装机2×0.63MW，卧轴混流式水轮发电机组；型号：HLA551-WJ-77；额定出力：0.7MW；额定转速：500；飞逸转速：1080；额定水头：24.5m；最低水头：15m。

（3）三级站：装机2×15MW；型号：CJA475-L-160／4X16；额定出力：15.5MW；额定转速：428.57；飞逸转速：770；设计水头：301.2m；升压水头：330m。

由于电机组长时间的运行，在受到外部环境因素以及机组结构影响下，发电机组难免存在一些故障，因此，为了提高发电机组的可靠运行水平，以下结合实际，提出相关的故障并且给出对策进行处理，具体研究如下。

2水电站水轮发电机组的主要故障

2.1温度异常故障事例

水轮发电机组在运行过程中不可避免的会存在设备的损耗，这是因为设备运行就会产生一定的磨损以及发热问题。通常情况下，温度的升高会导致零部件的损耗，整个系统都会出现不能正常工作的情况。

（1）造成水轮机甩油不良的主要故障问题如下所示：

1）水轮机油箱内油量超标或减少；

2）水轮机摆度幅度超标；

3）水轮机油箱顶盖螺钉松动，密封部件出现了一定程度的损坏。

2.2水轮机甩油不良处理方法：

1）检查确认导油位是否处于合理的范围内，如果发现油箱内部的油量存在有超标的问题，需要及时将多余的油液排出以达到了规定的要求为准。通常情况下导油位处于刻度值的最低标线以上，而运行的过程中如果发现油盆中的油变多，应着重检测是否因冷却水管漏水导致，同时，需要取油样化验，确定是否油中水分量过多；油位下降则着重检查油盆底部是否漏油。

2）用百分表检查水轮机X、Y向摆度是否处于正常范围内，如果过大超出了允许值，就要立即停机。此时应该及时进行修理，从而保证其处于正常工作的范围内；

3）检查水轮机各个密封部分的密封效果是否存在问题，如果发现存在了严重的损坏问题，需要立即更换。油箱盖子出现了松动的问题需要立即加固处理，以保证在使用中不会出现漏油的情况。

2.3发电机不能并网

小型发电机通常采用的是手动或者自动准同期的方式，也就是待并发电机在并列前就已经基本完成了励磁，此时根据需要来调整电压与频率参数，进而可以保证其与正常运行系统参数一致，当各参数合格时将断路器合闸。并网可以采取手动与自动的方式来进行。但是在具体操作实施的过程中还存在一些较大的偏差问题，此时需要满足的是电压偏差范围不能超过5%-10%额定电压；相位差δ不超过10°；而频率则应该控制在0.2%-0.5%范围内。本厂各机组主要以自动准同期并网方式并网，只有当自动准同期装置有故障时，才会用手动方式并网，此时对操作人员的业务水平、精神状态要求很高。

3水轮发电机组的检修内容和检修周期

3.1临时性检修

临时性检修的具体工作包含了检测设备的内部结构是否正常运转，如果发现问题需要立即采取措施进行消除，同时还应该确保整个系统的设备以及自动控制系统达到可靠性的要求，从而避免因为设备出现缺陷问题而导致的系统无法正常运转而造成巨大的损失。

3.2计划性检修

根据实际运行的需要，可以将计划性检修分为C修、B修和A修几种，其应用的范围以及起到的影响作用也是不通过的，在实践中，计划性检修通常都是通过合理的电网调度指挥和电厂计划进行的。

1）C修就是根据所指定的检修计划来进行发电机组的检修，其主要包含了设备内部的各种配件的更换，要检查所以的零部件是否存在有任何的损坏问题，定期的进行预防性检测以及调整和测试处理，根据设备的运行情况，每年实施一次C修就能够满足运行的需要，而单次时间基本控制在10天左右就能够完成工作。

2）B修对于整个设备的运行是非常关键的，其主要就是及时的处理在C修与临时检修中所不能解决和处理的问题，一般是针对特大的缺陷问题来进行的。B修的过程中，需要针对水轮发电机组内部所存在的复杂机构与零部件来进行，根据故障所造成的影响程度和范围来确定需要拆卸哪些零部件。发电机组出现损坏问题通常包含了如下两种：其一就是非经常性损坏，也就是事故损坏的问题，而设计运行中事故损坏是比较少见的，所以就不能确定检修周期性；其二是经常性损坏，其包含在发电机组在正常运行的阶段中，因为各个部件所存在的相对运动而导致的内部水流汽蚀、互相摩擦以及振动、磨损等造成的设备结构损坏，这些故障是渐变、持续存在的，所以一般来说无法进行准确的预测检测。B修周期是根据设备运行状况来确定的，一般是间隔2~3年，每次B修需要经过45天左右才能完成。在进行B修检修的过程中，如果设备始终处于正常工作的状态下，整体运行非常的平稳与可靠，此时就可以适当的延长B修的周期。如果发电机组在于宁阶段并不存在任何的异常问题，此时也需要按照周期性的检修规定进行全部拆卸维修处理，从而可以避免其运行状况的恶化。

3.3A修

A修的主要目的就是为了解决发电机组在运行过程中所存在的重大损坏问题，或者是所出现的严重磨损问题，一旦需要A修，就说明了设备的整体性能与经济性都存在了极大的影响。在实施A修的过程中，通常需要将整个设备全部拆卸、分解，将所有的零部件进行检查和维修，充分的了解各个部件之间的运转规律，协调处理好所有部件的内部关系，从而将存在严重损坏问题的部件进行整体的修复与改造处理。A修一般会间隔3~5年就开展一次，每次需要3个月才能完成。如果使用具备较高自动化的水轮发电机组设备，就应该进行全面的维护和保养，使其可以稳定的运行，同时还应该加强监视管理，此时可以将A修间隔时间延长到7~8年。

4水轮发电机组的检修注意事项与新工艺

4.1注意事项

如果没有特殊需要，尽可能的不要将所有的结构与部件全部拆卸，应该尽量的延长A修的时间间隔，这是因为各个部分与机构都是紧密组合在一起的，进行部件的拆解会导致其寿命的下降，正常运行也无法保证。延长检修周期还需要深入的分析部件的磨损情况以及某些部分的性能下降问题，还要综合分析设备的运行风险等等。只有二者全部达到要求，才能保障整个结构部分的安全运行，防止因为拆卸而导致其性能受到影响。

4.2检修新工艺

刚性推力轴承作为非常重要的支撑结构部件，需要确保其中心、水平以及高程等参数都要符合相应的技术规范，机组在进行水平检修中应该以镜板水平尺寸为基准，并且进行盘车校核使得整个部分进行正常运行。为了保证系统的运行要进行如下的操作：

1）确保固定托盘的螺栓紧固；

2）保证镜板正反面的表面质量达标，不存在任何的锈蚀与变形问题；

3）巴氏合金推力瓦结构要求：确保表面结构非常的光滑平整，不存在任何的毛边等问题，接触点数量每平方厘米至少为3-5个，中部结构设计较低以达到了抗变形的效果；

在实践应用的过程中，需要结合具体的工作环境以及设备特点来确定设备磨损状况，以明确检修周期与方式。通过多年的实践经验总结发现，目前我厂的水轮发电机组在检修后投入使用的一年时间内会保持安全稳定的运行，不存在任何故障，但是持续运行就需要加强巡回检查及检修，以保证其不会出现故障问题。

4.3水轮发电机的检修要点

1）当故障发生时，需要尽量避免拆卸发电机组元件，检修时需要将必要的部件拆除，保证发电机的完整性；

2）在确定设备的检修周期上，需要按照实际的情况制定检修周期，必要时可以适当的延长时间；

3）在检修的过程中，需要采取动态监测的方式对发电机组的运行状态进行监控，同时可以采取高科技的设备对其进行动态检修，使其能够全面管控发电机组的运行状态，一旦出现问题时能够及时响应。

5结语

在过电厂一线的人都应该知道，水电站水轮发电机组的稳定运行对于整个电站的效益提升和电力供应起到了关键影响，为提升电厂效益和电力稳定，必须要采取合理有效的措施来进行管理，确保电厂机组在运行过程中不会出现任何问题。

参考文献：

[1]廖东阳.关于水电站电气自动化应用问题的探讨[J].低碳世界.2016(34).

[2]李阳.金沟河六级水电站冬季转轮运行技术应用[J].小水电.2017(03).