水電站水力機(jī)械的設(shè)計(jì)問題和應(yīng)對分析

馬澤華 楊坤 王凱 湯浩

摘 要：水電站的建設(shè)過程中，水力機(jī)械是保證水電站各項(xiàng)基本功能正常運(yùn)行關(guān)鍵所在，水力機(jī)械從設(shè)計(jì)之初到后期投入使用的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到水電站的基本功能需求同時應(yīng)參考我國水力建設(shè)中先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。隨著新技術(shù)的更新?lián)Q代以及信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于水電站運(yùn)行之中，憑借對計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用我國水電站水力機(jī)械在設(shè)計(jì)方面不斷優(yōu)化并獲得極大的發(fā)展。本文對水力機(jī)械設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)問題展開細(xì)致的分析，并提出具有一定建設(shè)性與可行性的解決方案。

關(guān)鍵詞：水力機(jī)械；設(shè)計(jì)問題；應(yīng)對

一 相應(yīng)設(shè)計(jì)問題

（一）機(jī)械型號中可能出現(xiàn)的問題

1.閥門型號不同

在水電站內(nèi)部管路系統(tǒng)中的閥門，其主要作用就是將進(jìn)去管路中的油、氣、水進(jìn)行分流并按照需要進(jìn)行切斷。如果在挑選到的閥門和管路系統(tǒng)構(gòu)造不相符，將會導(dǎo)致管中流體出現(xiàn)大面積泄露以及關(guān)閉后仍存在空隙等問題，對機(jī)組的正常運(yùn)行帶來不利影響。大化水電站技術(shù)供水系統(tǒng)在內(nèi)部閥門設(shè)計(jì)之初廣泛使用閘閥，這種閥門很容易出現(xiàn)漏水的情況。閘板連接處脫落或者運(yùn)行過程中卡阻等問題，檢修與日常維護(hù)都需要大量的人力，目前電站已經(jīng)大規(guī)模普及蝶閥進(jìn)而取代閘閥。在供水時控制水流方向的切換閥為液壓閥，對液壓閥起到控制作用的電磁閥很容易就會出現(xiàn)各種問題，卡阻故障經(jīng)常出現(xiàn)；立式電磁閥的操作手柄因?yàn)槭艿阶陨隙碌闹亓Χ?jīng)常自動下落，導(dǎo)致一些操作失誤產(chǎn)生，如今已經(jīng)全面采用電動蝶閥來替換。為巖灘水電站機(jī)組進(jìn)行降溫處理的冷卻水在供水時一般采取自流的方式，為了防止泥沙長期淤積導(dǎo)致管道堵塞，系統(tǒng)為了保證供水時可以隨時控制其正反方向，電站提出使用電動蝶閥更為合適，原因在于電磁閥的可靠性較差。與大化水電站類似，在閥門設(shè)計(jì)之初選擇的閘閥，盤根時常會發(fā)生故障進(jìn)而導(dǎo)致大量漏水，閘板連接處脫落等故障頻發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)決定大面積使用蝶閥。在后期設(shè)計(jì)的百龍灘水電站中廣泛應(yīng)用蝶閥與電動蝶閥，該電站的運(yùn)行十分平穩(wěn)，目前來看也沒有較大的問題產(chǎn)生。

2.自動化元件型號問題

在水電站中所使用廣泛的自動化元件是保證機(jī)組可以控制自如的重要單元。如果使用的自動化元件可靠性較差，將會使機(jī)組的正常運(yùn)行埋下大量安全隱患。尤其是像水電站這種在社會上受到廣泛關(guān)注并且影響重大的單位，哪怕出現(xiàn)一點(diǎn)問題都會造成不可預(yù)計(jì)的損失。因此，隨著目前電站運(yùn)行倡導(dǎo)盡可能的減少人力投入，選擇可靠性與安全性更強(qiáng)的自動化元件至關(guān)重要。大化水電站供水系統(tǒng)中的空冷器壓力表在使用一段時間后就會出現(xiàn)各種故障，即使是更換為壓力等級1.6Mpa的壓力表還是無法避免故障產(chǎn)生。由于后續(xù)的測試與調(diào)查尚未開展，壓力表出現(xiàn)故障的原因也需要查證，示流信號器之所以損壞的原因就是大量漏水。大化水電站所采用的壓縮空氣系統(tǒng)已經(jīng)較為落后且已經(jīng)使用多年，雖然設(shè)備本身并沒有故障問題，但是電站自從1982年開始投入生產(chǎn)至今完全采用的是手動運(yùn)行。我們曾經(jīng)向電站的工作人員請教具體的原因，獲得的答案卻存在較大的差異，有的說是因?yàn)檫^去采用自動控制仍然問題不斷，所以又重新使用手動運(yùn)行。但是問題具體出現(xiàn)在哪里已經(jīng)不得而知。有的說是因?yàn)閷τ谧詣涌刂频牟恍湃?，認(rèn)為人工操作的安全性與可靠性更強(qiáng)?？傊娬緦τ谧詣踊牟恍湃问强梢钥隙ǖ?。大化水電站制定相關(guān)計(jì)劃，準(zhǔn)備從國外進(jìn)口先進(jìn)的高壓空壓機(jī)以及各種自動化元件。巖灘水電站技術(shù)供水系統(tǒng)示流信號器在發(fā)射訊號是經(jīng)常出現(xiàn)錯誤，漏水問題頻發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)全部淘汰。原開機(jī)回路中示流信號器的信號雖然全部替換為電磁閥信號，但是該信號的可靠性仍有待觀察。

3.濾油機(jī)的不同

此機(jī)制旨在將所用的油之中的雜質(zhì)進(jìn)行祛除，同時也將油進(jìn)一步純化。在眾多濾油機(jī)之中，真空濾油機(jī)機(jī)制是在真空的環(huán)境下，從而達(dá)到快速將油與其余雜質(zhì)進(jìn)行分離，從而增強(qiáng)油的電阻值等等。除此以外，利用壓力從而實(shí)現(xiàn)分離油與其余的氣體、水等等的機(jī)制也效率較高，且此種機(jī)制多用于油內(nèi)存在的水占比低而其余的東西占比大的時候。本文中涉及到的大化水電站中，舊有的是利用真空環(huán)境從而達(dá)到分離的機(jī)制，但是在實(shí)際操作之中出現(xiàn)了噪音大、不易清理等等狀況，在二十世紀(jì)末從外引進(jìn)了一種新的機(jī)械，利用透平油從而達(dá)到機(jī)制效果，但實(shí)際操作過程中也出現(xiàn)了眾多問題，從而致使工作效率得不到提升，短時間內(nèi)便出現(xiàn)故障。而今站內(nèi)采用的機(jī)制均為利用壓力實(shí)現(xiàn)分離油、水、雜質(zhì)的機(jī)制，在實(shí)際操作中出現(xiàn)問題次數(shù)較少，且相應(yīng)職員對其好評度較高，然而最突出的一點(diǎn)就是此種機(jī)制會提升職員的工作量。

4.濾水器型號的不同

在相應(yīng)設(shè)計(jì)工作之中，濾水器的型號出現(xiàn)問題往往導(dǎo)致水電站中采用的水出現(xiàn)問題，且現(xiàn)今相關(guān)職能組織只能采用一種或者幾種特殊的水，而平時這些對于水的需求都可以從日常供水中得到解決，然而在規(guī)模較大的水電站之中，往往涉及到用水量巨大的現(xiàn)象，這就需要從相關(guān)的蓄水處進(jìn)行水的調(diào)用，對于水的特殊要求使得其必須利用濾水器從而達(dá)到這一要求。

二 機(jī)械安置中出現(xiàn)的失誤

在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，由于對于機(jī)械的安置從而出現(xiàn)的失誤也不在少數(shù)，拿文中提到的幾個水電站舉例，其中都涉及到一個安置問題：濾油器機(jī)制和相應(yīng)水泵機(jī)制距離處理廢棄的油與水的地方都很遠(yuǎn)，從而不能做到及時有效地將廢物進(jìn)行處理，這是由于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之初沒有對地形以及機(jī)制的用途了解清楚，從而出現(xiàn)的失誤，致使油處理機(jī)制在實(shí)際工作之中，沒有合適的排放位點(diǎn)從而導(dǎo)致油液以及廢水胡亂排放，這對職員有一定的威脅，且是完全可以避免的問題。

三 相應(yīng)應(yīng)對策略

（一）閥門型號分析

在選擇閥門時，應(yīng)盡量多的采用蝶閥，在其余的需要閥門的地方也可采用電動蝶閥。上文對于閥門型號進(jìn)行的分析，可以看到閥門的質(zhì)量以及是否適合對于發(fā)電站是否可以正常運(yùn)營起關(guān)鍵作用，且蝶閥是數(shù)年前興起的一種閥門種類，其在實(shí)際設(shè)計(jì)之中已經(jīng)被眾多水電站采用，性價比很高且不容易破損，可以保證密封性，且不會占用很大的面積。

（二）關(guān)于自動化元件

國內(nèi)現(xiàn)今自動化元件較為落后，對于水電站的相關(guān)工作需要不足以滿足，且國內(nèi)的相關(guān)自動化生產(chǎn)沒有達(dá)成一定的品牌效應(yīng)，質(zhì)量得不到保障，這就為日后工作埋下了隱患，現(xiàn)今國際上相關(guān)自動化元件的使用數(shù)據(jù)顯示，其元件質(zhì)量較高，且先進(jìn)程度較高，故而選擇國外領(lǐng)域的相關(guān)元件進(jìn)行使用較為穩(wěn)妥。

（三）關(guān)于濾油機(jī)

現(xiàn)今國內(nèi)相關(guān)濾油機(jī)品牌效應(yīng)不足且質(zhì)量欠佳，故而可以將眼光轉(zhuǎn)向國外，從而在國外的相關(guān)產(chǎn)品中尋找性價比較高的濾油機(jī)。

四、結(jié)語

綜上所述，相關(guān)的水電站水力機(jī)械的設(shè)計(jì)問題涉及到的諸多問題，都會成為影響水電站工作效率的一個點(diǎn)，在設(shè)計(jì)之初就需要設(shè)計(jì)人員立足實(shí)際從而制造出最佳方案來建設(shè)水電站，在設(shè)計(jì)過程中也需要將細(xì)節(jié)之處進(jìn)行注意。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

馬澤華，出生年月：1997年7月16日，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：內(nèi)蒙古赤峰市，當(dāng)前職務(wù)：學(xué)生，當(dāng)前職稱：無，學(xué)歷：本科，研究方向：機(jī)械工程.