水力发电厂水轮机异常故障以及处理方法

水力发电厂水轮机异常故障以及处理方法

彭晓军 1 付达 1 向宗辉 2 赵潇然 1

北京京能能源技术研究有限责任公司 北京

成都金华能电力实业有限责任公司 四川 成都

摘要：随着当前经济水平的不断提高，国民生活及企业生产对电力资源的需求量也在逐渐增大，其中水力发电因其自身对周边环境较为友好且发电量较大，而备受关注。在水力发电中，水轮机发挥着重要的作用，不仅具备水能转化率高的特点，同时还综合成本低的优势，极大地提升了水力发电的整体效益。但是由于水轮机在实际运行过程中，容易受到泥沙等等的侵蚀和磨损，降低了水能的转化效率，因此就需要针对水轮机进行日常故障的排查以及检修。本篇就水力发电厂的水轮机常见故障以及相关处理方法进行了分析阐述，为未来水轮机的保修维护上积累更多的实践经验。

关键词：水力发电；水轮机；故障异常；应用分析

引言：

如今水力发电的重要性在经济发展中的优越性也日益体现出来，水能作为可再生资源，对自然资源的保护也起到了非常重要的作用，因此国家对水力发电厂给予政策支持与开发利用，随着水力发电厂数量的不断增加，同时在国民日常生活与生产生活中，能够灵活地根据具体实际使用情况来调整谷峰的水能分配。但是水轮机在使用过程中最常见的问题有振动，泥沙阻塞等，严重影响了水轮机的正常运行 ，需要运用针对性的手段方法去解决，以提升水轮机整体的运行效益。

一、水轮机运行过程中的常见故障

水力发电厂的水轮机作为重要的水力发电装备，主要结构是由转轮、蜗壳等等最基本的零部件组成，只有确保这些部件正常才能稳定整个水轮机的安全运行，为国民生产生活提供平稳的水力供应，保证社会生活的正常运转。水轮机在运行过程中常见的障碍问题有振动、泥沙阻塞等等。水轮机的振动问题是最常见的问题，其主要原因一是由于机器安装不规范而导致质量失衡，主轴在一定程度上会发生卷曲的现象，从而造成水轮机的振动现象也愈加严重，同时部件与部件之间的空隙也会逐渐增大，加剧轴承处的摩擦阻力，引起水轮机的振动。除此之外，泥沙也是阻碍水轮机平稳运行的原因之一，转轮夹杂泥沙过多会对水轮机的运转带来压力，尤其是没有经过处理的水，其中含有一定的泥沙，在流经水轮机时，长年累月磨损水轮机的管道，严重时则会造成转叶的损耗带来安全隐患。另外还要注意转轮在工作时可能会产生的气蚀失效等问题，转轮的表面光滑程度与抗腐蚀性能有直接关系，其表面和结构越平整光滑，则抗腐蚀性能就越高，除此之外，水轮机的使用频率越多也会伴随着气蚀现象的出现从而引发异常故障。

2. 水轮机运作时故障带来的危害

水轮机在运作时容易受到来自各个方面的影响，只有将其运行数据保证在可控范围之内才能够最大限度地降低其对水轮机的负面影响，振动幅度过大会带来水轮机零部件不必要的损伤，轴之间的摩擦力加大而导致局部温度急剧上升发生火花，管道内的水力压力的冲刷形成水管破裂，严重时则会牵涉到整个水电厂的安全，对人身财产的安全造成威胁。水轮机的各个运作的零部件，只要有一个出现问题，则会带动其他问题的发生，其作为原动力，因在高速运行中受到水流压力的影响，振动与磨损也是无法避免的，只能通过对其各类故障原因进行深入分析和认识，才能最大限度地降低水轮机在运行时故障产生的频率^[1]。

三、水力发电厂水轮机异常故障处理及预防措施

（一）做好水轮机的日常维护保修工作

切实加强对水轮机的检查维修工作，并且形成日常性规范制度，特别是水轮机的振动相关组件需要进行着重检查，在实际施工操作严格进行管理和监督，尽可能地提升水轮机的使用年限。将检查工作责任到人，确保在出现问题能够有相关负责人处理解决，及时响应争取问题解决的时间，避免后期因水轮机异常带来的经济损失和资源的浪费。水轮机在运行状态下，要避免其因过重负荷运行，对零小部件比如螺栓、螺丝等要检查到位，适时还需要停机维保。若水轮机的振动速率过快，可以在镜板和推力瓦之间安装上绝缘板，将里面的紫铜垫摘除，并且在摘除过程中稳定其他组件结构，调整好周围装备的位置是否水平以及角度是否准确^[2]。另外还要随时保持机械的清洁卫生，清除机械缝隙内的灰尘杂物等，保证清洁干净的运行环境。

（二）根据轴承瓦的温度变化及振动问题采取相应措施

准确判断轴承瓦的温度上升状态也是处理方法之一，如果温度上升的速度过快，同时伴随着较大幅度的振动现象，则需要紧急停止运转，筛查相应的管道、测温系统等组件是否有异常情况，若温度呈缓慢上升的状态且振动幅度不大则不用进行停机操作，也是同样要筛查相应的组件设备排除隐患。除此之外，就常见的水轮机振动问题，要考虑机械本身、水力、电力等各方面的因素影响，在安装机械时要严格按照标准规范进行组装，确保各零部件完好无损能够正常运行，安装结束之后及时地进行调试，根据实际的需求进行各项数据的调整平稳其状态

^[3]。通过严格控制加工精度来避免转子的磁极松弛问题，另外还要水流水压实时监督管理，防止水流失衡导致管道振动，优化设备安装程序。

（三）提升相关专业技术人员的理论与技能

相关的专业工作人员作为操作水轮机的主体，对其掌握的专业知识程度以及实践操作技能水平也是需要给予着重关注的，水力企业单位可以通过日常的讲座、培训等方式来切实提升技术人员的专业能力素养，打造一支专业的水力专业人员队伍，除了培养他们的知识水平，还有安全防范能力也是同等重要的，并且形成阶段性能力考核，将理论知识与实践能力相结合，既要注重他们的理论知识基础，还要同步他们的实际操作能力与之相匹配。相关领导及部门应重视专业人才的培养，积极地引导他们学习先进的水力相关知识和思想，结合本厂的实际运行经验和情况，借鉴其他水力企业单位的实践经验，寻找自身合适的生产模式和操作方法。

（四）及时完善并构建水轮机安全预防机制

为了保证水力发电厂的安全稳定，做好相应的预防措施是必不可少的，从最初的水力相关设备地采购和引进，依据水力发电厂的运行状态来采购合适的水力生产输出设备，严格按照标准进行设备安装及测试运行，同时引入各类生产和警报信号装置等，以确保在生产过程中故障发生能够及时地提醒，避免灾害的发生。定时检查设备的各个数据运行确保在合理范围之内，注意机械在运行过程中的声音状态是否正常等，以此来丰富完善事故紧急处理预案，全方位地考虑到各类事故发生的可能性，并预先做好应对计划，做好日常设备维修检查记录，时刻关注水轮机设备零件等运行状态和数据，以便及时应对紧急事态的发生^[4]。

四、结束语

水力发电厂的水轮机作为重要的组成部分，需要实时对其运行状态给予着重关注，切实维护好生产生活的正常使用，同时还要对水轮机的各个故障进行综合分类，着重分析其故障形成的原因以及可能带来的不利影响，针对性地采取有效措施并进行预防，由此延长水轮机的使用寿命来提高水力的转化率和保证水力发电厂的安全运转。

参考文献：

[1]王祥.水力发电厂水轮机振动异常故障分析和处理[J].华东科技(综合),2019(9):0297-0297.

[2]马永康,唐育鑫.水轮机调速器低频振动故障与处理研究[J].电脑乐园,2020(9):0246-0246.

[3]刘用祥.水轮机调速器故障分析及处理措施[J].通信电源技术,2020,37(16):228-230.

[4]范婉丽. 水轮机调速器的维护与故障检修综述[J]. 科学与信息化, 2019, 000(035):P.75-75.