抽水蓄能非计划停运分析

抽水蓄能非计划停运分析

刘强

  邮编：516100  单位：中国南方电网调峰调频发电公司 运行分公司

摘要：抽水蓄能能够实现电能转换，进而为社会发展提供充足电能支持，但由于各种因素影响导致出现非计划停运现象，这会对整体的抽水蓄能效益产生影响。因此必须针对导致非计划停运的原因进行分析，采取有效应对策略，保障抽水蓄能效益提升。

关键词：抽水蓄能；非计划停运

在抽水蓄能运行中，如果出现非计划停运时间延长的情况，则表示机组设备的健康状况受到影响，需要加以重视，对此，可以通过分析近年来发生非计划停运事件的具体情况，以总结出规律，进而采取有效的应对措施。

一.概述

调峰调频机组作用主要是吸收系统低谷电能，将水从低处抽取到高出储存能量，在负荷高峰时段发电，为电网提供高峰电力，减少系统峰谷差，将系统价值低，多余的低谷电能转换为价值高，必须的高峰电能。此外，抽水某蓄机组还提供调频、调相等供辅助服。

2020年某蓄能电厂非计划停运时间为438小时，单台机组平均非计划停运时间54.74小时/台，接近年度指标计划值55小时/台。同比2019年，非计划停运时间增加近10倍。非计划停运时间大幅增加，体现了机组紧急缺陷发生的时间大幅上升，反映了机组设备健康状况存在一定程度的下降。

二.2020年非计划停运事件

2020年度共发生非计划停运事件17起，总非停时间为438小时，具体发生的事件如下表1所示。

表1 2020年机组非计划停运统计表

三．近5年非计划停运事件分析

1．近5年非计划停运时间

近5年，2018年机组非计划停运时间最长，为696小时，主要是因#3和#4机组定子线棒绝缘耐压不合格检修延期造成，2020年非计划停运438小时，主要是因#5机组推力瓦导油板脱落致瓦传感器断线问题和#4机组主轴密封环缺陷处理，这两次缺陷处理共花费310小时。占总时间70.78%。

2．近5年非计划停运次数

2020年某蓄能公司非计划停运17次，相比2019年同期，减少了2次。近5年，2019年非计划停运次数最高，为19次。主要是因导叶位置传感器、尾闸闭锁球阀导向阀604DR挡板位置偏差等缺陷造成，

3．单台机组非计划停运时间和次数

近5年，#2机组非计划停运时间最短，为11小时，非计划停运次数最少，为4次，#4机组非计划停运事件最长，为432小时。

4．非计划停运时间主要缺陷

近5年引起对非计划停运时间影响最大的事件如下：

（1）#3机组非计划停运420小时，主要是因2018年5月#3机组因定子线棒绝缘耐压不合格检修延期造成。

（2）#4机组非计划停运432小时，主要是因2018年1月定子线棒绝缘耐压不合格检修延期，以及2019年1月处理主轴封密封环缺陷造成。

（3）#5机组非计划停运210小时，主要是因2020年1月份上导推力瓦传感器接线问题处理。

5．非计划停运事件所属系统分布统计

2016年以来，共发生65次非计划停运事件，其中水轮机系统非计划停运次数最多，为20次，发生在主变次数最少，为1次。

6．典型事件分析

近5年发生65次非计划停运事件，主要发生在调速器导叶位置传感器、调速器导叶控制卡件SPC、液压阀开关故障。

导叶位置传感器共发生35次故障，其中有7次造成非计划停运，导叶位置传感器故障频出的原因可能由振动引起，或者SPC供电电源异常导致。目前采取措施有：取消8台机组快变逻辑，此外，在导叶接力器上增加高性能阻尼片。

SPC共发生81次故障，其中有6次造成非计划停运，在这之前某蓄能公司采取故障后修复策略，但故障次数并没有减少。某蓄能公司决定2020年1月开始采取针对SPC采取预防性维修策略，检修期间更换所有SPC，然后将换下来的SPC设备送厂家进行修复。截止11月14日，某蓄能公司8台机组SPC已经全部更换修复。

    液压阀故障已造成10次非计划停运事件，其中，蜗壳压力释放液压阀479VD造成6次非计划停运，目前采取的措施有：1、修改液压阀关闭程序；2、检修清洗液压阀阀芯。

    近5年该蓄能公司设备总体运行稳定，各项指标均优于计划值，但由于启动次数逐年增加，尤其是CP工况时间，对于机组运行年限都超过10年的机组，将面临非计划停运增加风险。

四、结论与建议

1.结论

1.1 运维检修质量不高造成2020年非计划停运时间增加

2018年非计划停运696小时，是近5年最高，但主要因#3和#4机组定子线棒绝缘耐压不合格检修延期造成（633小时），如不考虑本次事件，2018年非计划停运时间只有63小时。2020年非计划停运438小时，创近年新高，其中#5推力轴承导油板脱落和#7机组推力轴承瓦温传感器接线缺陷处理，造成非计划停运211小时，除了施工安装等客观原因，运维检修质量不高是次要原因：

（1）2015年#4机组推力瓦导油板脱落后，分析螺栓断裂原因为孔位偏差，强行安装螺栓承受较大剪切力。此后虽然对其他机组采取了目视检查的措施，但未通过更换螺栓、结构技改等措施从根本上解决该隐患，最终随着机组运行推移，在#5机组上发生了螺栓再次断裂，导油板脱落，瓦温传感器线被搅断的故障。

（2）从2019年12月21日，#5机组G工况运行过程中300MR断线故障直到2019年12月31日提交临时检修申请单，此期间至少有7个传感器发生跳变现象，但仅对瓦温传感器通道闭锁，并未制定行之有效的应对措施。

1.2机组年限增加、运行时间逐年上升，设备、材料老化问题逐渐显现

截止2020年12月31日，某蓄能公司8台机组投运时间基本超过10年，2020年非计划停运17次，其中有8次与设备、材料老化有关。部分机械密封件开始老化，如发电机空冷器密封、球阀下游密封，需要按照检修规程或密封件特性进行更换处理。

此外，2018年中调调管后，机组调相次数和时间大幅增加，2020年调相启动2917次，运行时间4699小时，2019年调相启动2709次，运行时间为3703小时，同期调相启动次数增长8%，调相运行时间增长幅度达27%。机组调相启动次数和运行时间的增加，对迷宫环温度、主轴密封温度、水导轴承温度、压水回水阀门故障率、空压机频繁启动等造成影响。

2.措施和建议

2.1 措施

2.1.1充分发挥设备主人监督职责，加强对重大、紧急、重复性以及检修运维不当造成的缺陷的分析；强化设备主人发现问题的工作联系单机制，加强电厂处理意见向检修公司公司的反馈及缺陷处理情况的跟进协调。

2.1.2 生技部每月对可靠性指标进行统计分析，并将分析结果及意见反馈至检修公司公司。

2.2 对设备检修、运维的建议

2.2.1强化设备动态评价，并注重结果的输出应用

设备缺陷未消除之前，检修公司公司应及时做好设备动态评估，将评估结果输出到巡检计划，进行动态更新。发生#3 机CP转P过程中出现球阀突然关闭故障后，针对604DR挡板缺陷，应及时进行设备动态评价，制定相应运维策略，避免再次发生类似事件。

2.2.2 基于问题风险评估，动态更新作业指导书

建议检修公司公司基于问题实施风险评估，动态更新作业指导书。针对#4机组球阀重锤螺母脱落非计划停运事件，应及时修编《某蓄能公司#1-#8机组进水阀及其辅助设备定期维护作业指导书》，建议增加螺母与螺杆松动检查等。

2.2.3 做好预防性维修，根据设备状况不断优化检查周期

建议检修公司加强对设备的寿命周期，对运行年限到期的设备提前做好预防性维修。如自动化电子卡件、机械密封、球阀导叶轴套、导叶止推垫、螺栓等。

非计划停运事件发生后，应及时分析原因，可从是否要缩短检查周期、是否要纳入检修项目清单等因素考虑，如推力轴承导油板脱落缺陷是否可以考虑将规程中规定了3年检查期限缩短等。

结语：

总的来看，导致抽水蓄能机组发生非计划停运的原因主要集中在机组设备运行问题上，这就需要强化设备运维保护措施，加强预防性维修，并注重提升工作人员综合素养，以更好地面对机组运行，减少非计划停运次数。

参考文献

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