大中型水利工程機(jī)電設(shè)備常見(jiàn)問(wèn)題探討

□吳志強(qiáng)（南水北調(diào)中線建管局河南直管建管局）

引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，以及全國(guó)大范圍內(nèi)對(duì)水利工程需求的不對(duì)攀升，促使著大中型的水利工程不斷地被修建，而大量修建水庫(kù)、水閘、水電站泵站等水利工程，不僅可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可收獲更多的社會(huì)效益。但是隨著水利工程的日漸增多，也出現(xiàn)一些問(wèn)題，特別是對(duì)水利工程起著重要作用的機(jī)電設(shè)備問(wèn)題是值得相關(guān)人員認(rèn)真研究與探討的。在水利工程機(jī)電設(shè)備從安裝、調(diào)試到運(yùn)行、維護(hù)這一系列過(guò)程中，對(duì)于整個(gè)水利工程來(lái)說(shuō)，如何處理并管理好水利工程機(jī)電設(shè)備在一定程度上決定了水閘、泵站、水電站等水利水電工程能否安全地運(yùn)行、發(fā)揮良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何提高設(shè)備的完好率、利用率、安全性、使用壽命，降低工程成本，確保機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的良好狀態(tài)，結(jié)合設(shè)備本身性能和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納的解決方案是本文即將要分析的重點(diǎn)問(wèn)題。

1.水利工程及水利工程機(jī)電概述

所謂的水利工程是指通過(guò)對(duì)自然界的地表或地下水的控制與調(diào)配，以此控制水流達(dá)到除害興利、防洪澇災(zāi)害的目的而修建的工程。而早在遠(yuǎn)古時(shí)代就已有大禹治水的典故,充分說(shuō)明了水利工程的重要性與實(shí)用性。水利工程機(jī)電設(shè)備是用于水利工程開(kāi)發(fā)建設(shè)的一系列大中小型設(shè)備，例如閘門(mén)、水輪機(jī)組等等。

2.大中型水利工程的機(jī)電設(shè)備施工設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)

2.1 工程施工前準(zhǔn)備注意要點(diǎn)

水利工程施工前，特別是在施工圖設(shè)計(jì)階段，必須安排除了具備專業(yè)的機(jī)電安裝知識(shí)外，還必須具備一定土建知識(shí)的機(jī)電安裝專業(yè)設(shè)計(jì)工作人員來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須聯(lián)系實(shí)際的土建結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)要求，并在土建結(jié)構(gòu)圖中反映出來(lái)。例如通風(fēng)設(shè)備構(gòu)件、電纜孔洞、主機(jī)組地腳螺栓孔洞的預(yù)留，穿墻管道、線路固定件以及電氣設(shè)備的預(yù)埋等等。

2.2 工程施工階段的注意要點(diǎn)

第一，在施工階段，機(jī)電設(shè)備安裝工人必須能看懂相關(guān)土建的施工圖紙，了解土建施工進(jìn)度每一個(gè)階段的計(jì)劃和施工情況，與此同時(shí)，土建施工技術(shù)人員也應(yīng)熟悉機(jī)電安裝的施工圖紙。管道與電纜支架、電纜橋架等預(yù)埋件應(yīng)在土建封模前安裝到位。

第二，機(jī)電安裝專業(yè)的施工員必須及時(shí)配合土建做好電纜管及輔機(jī)進(jìn)出水管道、防雷接地、大型機(jī)電設(shè)備安裝所需吊環(huán)等設(shè)備的預(yù)埋。而機(jī)電安裝人員還應(yīng)配合土建施工進(jìn)度，及時(shí)做好各種管道、土建施工圖紙上未標(biāo)明的預(yù)留孔洞及在底板基礎(chǔ)墊層內(nèi)預(yù)埋管線的施工。

第三，當(dāng)土建與安裝的施工方案相互矛盾并產(chǎn)生影響時(shí)，需要土建與安裝在擬定各自施工方案的同時(shí)，要考慮對(duì)方的施工內(nèi)容及程序，相互協(xié)調(diào)配合好，保證施工質(zhì)量和施工工期。

第四，要求在汛前完工的工程，土建與安裝部分都要加班加點(diǎn)，爭(zhēng)取時(shí)間，保證工期，進(jìn)行交叉施工作業(yè)不可避免，需要犧牲一定工期來(lái)協(xié)調(diào)好重要的機(jī)電設(shè)備安裝。

第五，在機(jī)組安裝時(shí)，不僅需要安裝場(chǎng)地干凈整潔、空間大，對(duì)于一些特殊的機(jī)電設(shè)備的安裝，如機(jī)組校核同心、主機(jī)組安裝時(shí)還需要安靜無(wú)風(fēng)、無(wú)塵、無(wú)雨等條件。

3.大中型水利工程的機(jī)電設(shè)備幾類常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 閘門(mén)

3.1.1 閘門(mén)閘孔液壓不平衡，繼電器設(shè)備陳舊

閘孔由于左右兩邊操作桿液壓分配不平衡，電氣開(kāi)度儀故障頻繁，多次調(diào)整試驗(yàn)均不能解決問(wèn)題，一直無(wú)法正常運(yùn)行。后經(jīng)更換主要的液壓部分設(shè)備，并配合溢流壩監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施，對(duì)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)備也進(jìn)行了更換，實(shí)現(xiàn)了正常操作。而水閘運(yùn)行一段時(shí)間后，以往配備的繼電器邏輯控制比較陳舊，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)故障，需要及時(shí)更換，增設(shè)較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，確?；⌒伍l門(mén)控制的可靠性與靈敏性。

3.1.2 操作頻繁促使支角座不靈

例如，共設(shè)置了2孔溢洪道，閘門(mén)為弧形閘門(mén)，采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作的梅州市清涼山水利樞紐工程，結(jié)合清涼山的洪水調(diào)度屬于小庫(kù)容調(diào)大洪水這種特例，汛期閘門(mén)的操作較為頻繁，弧形閘門(mén)的支角座未有良好的潤(rùn)滑。因此，將原來(lái)用油杯加油的方式改為潤(rùn)滑效果較好的干油泵定期打油方式。

3.1.3 排漂門(mén)油缸左右偏差大

對(duì)于不少的水利工程閘門(mén)來(lái)說(shuō)，特別是一些大中型水利工程，通常采用的是液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作。而這種操作在投產(chǎn)初期，會(huì)導(dǎo)致排漂孔由于左右兩邊操作桿液壓分配不平衡，電氣開(kāi)度儀故障頻繁，引起排漂門(mén)左右油缸偏差太大，操作時(shí)發(fā)卡，閘門(mén)無(wú)法正常運(yùn)行?？筛鶕?jù)實(shí)際情況，配合溢流壩監(jiān)控系統(tǒng)更換主要的液壓部分、電氣控制系統(tǒng)設(shè)備的更換，實(shí)現(xiàn)了正常操作。

3.2 水輪發(fā)電機(jī)組

3.2.1 發(fā)電機(jī)內(nèi)部油霧重，組合軸承漏油

出現(xiàn)這類原因通常是由于組合軸承端蓋的密封不當(dāng)，發(fā)電機(jī)的大軸法蘭和鏡板連接螺栓橡皮密封圈未起到作用而造成的。此時(shí)，油會(huì)順著螺紋流出，出現(xiàn)嚴(yán)重的油霧現(xiàn)象。此時(shí)，需要及時(shí)更換軸承蓋的密封圈，加一個(gè)銅氆在大軸法蘭與鏡板連接螺栓的部位進(jìn)行止漏。

3.2.2 產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，定子引出線電纜的外表皮破裂、溫升過(guò)高

當(dāng)定子的引出線電纜出現(xiàn)多處的縱向表皮破裂時(shí)，雖然可通過(guò)臨時(shí)包扎并在電纜支架墊以橡皮避免兩點(diǎn)接地，更重要的是嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，及時(shí)更換合格產(chǎn)品。而發(fā)電機(jī)定子在運(yùn)行一段時(shí)間之后，因線圈高速運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致溫度過(guò)高，需要通過(guò)拆除擋風(fēng)板、封堵風(fēng)道，調(diào)整冷卻風(fēng)機(jī)的風(fēng)扇葉片角度，加大風(fēng)機(jī)馬達(dá)容量來(lái)改善定子溫度，延長(zhǎng)其使用壽命。

3.2.3 大軸的位移過(guò)大，軸流機(jī)組的葉片扭矩及變形

由于水推力的作用，促使水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，其會(huì)因推力軸承支撐件的剛度不夠而產(chǎn)生變形，而機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分往下游方向產(chǎn)生較大的軸向位移，使得水導(dǎo)軸承與軸承蓋發(fā)生碰刮，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)與制動(dòng)夾鉗發(fā)生碰刮，主軸密封轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)與平面密封環(huán)產(chǎn)生較大間隙而出現(xiàn)甩水、漏水等現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)該現(xiàn)象，為使得軸向位移減小到安全范圍，可在管形座上的每塊肋板處加焊一定支撐進(jìn)行改善。

而對(duì)于中型電站來(lái)說(shuō)，除了轉(zhuǎn)槳式機(jī)組外，其軸流式機(jī)組還運(yùn)行著很多定槳式機(jī)組。當(dāng)運(yùn)行工況偏離最優(yōu)區(qū)時(shí)，定槳式機(jī)組轉(zhuǎn)輪葉片沖角會(huì)發(fā)生變化，或當(dāng)轉(zhuǎn)槳式機(jī)組協(xié)聯(lián)關(guān)系不正確時(shí)，轉(zhuǎn)輪葉片不再具有無(wú)撞擊進(jìn)口，水流對(duì)葉片就會(huì)產(chǎn)生沖擊。隨著作用在葉片上負(fù)荷的變化，由此而導(dǎo)致葉片扭矩變換出現(xiàn)變形。因此，必須通過(guò)提高葉片的加工工藝水平，采用優(yōu)良的抗蝕材料、不銹鋼材料進(jìn)行數(shù)控機(jī)床加工，嚴(yán)格控制加工精度，確保后期葉片的安裝質(zhì)量。

3.2.4 機(jī)組冷卻效果差，轉(zhuǎn)輪接力器出現(xiàn)拉缸活塞兩腔連通竄油事故

密閉循環(huán)冷卻的機(jī)組冷卻系統(tǒng)是通過(guò)冷卻水由表面冷卻器在流道中來(lái)實(shí)現(xiàn)熱冷交換，達(dá)到相應(yīng)的冷卻效果的。可是一旦河水溫度在28℃以上，特別是高溫?zé)崽鞖鈺r(shí)，期熱交換的能力明顯不足，會(huì)導(dǎo)致冷卻水水溫過(guò)高，促使油溫、機(jī)組風(fēng)溫等都超過(guò)了報(bào)警值。但是，目前未有較好的解決措施，暫行的處理方式是采取限負(fù)荷運(yùn)行。

轉(zhuǎn)輪接力器出現(xiàn)拉缸活塞兩腔連通竄油事故可通過(guò)拆卸檢查進(jìn)行解決，通常是由于油管連接鎖片及其螺栓損壞，并掉入油缸而引起，以及外操作油管連接設(shè)計(jì)不合理而造成的。因此出現(xiàn)此類問(wèn)題時(shí)，需要進(jìn)行重新制作轉(zhuǎn)輪接力器，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。

3.2.5 小型電站機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)缺陷

電站機(jī)電設(shè)備是一個(gè)整體系統(tǒng)，在有些小型電站存在機(jī)電設(shè)備位置設(shè)計(jì)不科學(xué)。如某水庫(kù)小型電站進(jìn)水管道入水輪機(jī)前只有工作閘門(mén)，而未布置檢修閘門(mén)，造成工作閘門(mén)維修困難。此外，小型水電站在水輪機(jī)室主廠房與副廠房之間設(shè)立防爆混凝土墻，實(shí)際運(yùn)行中作用不明顯，但妨礙了機(jī)電設(shè)備的正常布置，使得設(shè)備的正常檢修空間異常狹小，同時(shí)也增加了土建投資。

4.結(jié)語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)等科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，水利工程機(jī)電設(shè)備的相關(guān)技術(shù)性能也在不斷地進(jìn)行改進(jìn)與完善。相信只要我們熟悉并掌握了機(jī)電設(shè)備各種性能與應(yīng)用技巧，不斷地總結(jié)使用經(jīng)驗(yàn)，匯總各類問(wèn)題并歸納出相應(yīng)的解決方案，就能在實(shí)際應(yīng)用中以最快的速度找出機(jī)電設(shè)備故障原因，保證水利工程機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)作。

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