水電站水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)方式研究

唐竹

【摘 要】水力發(fā)電是我國(guó)電力供應(yīng)的重要構(gòu)成部分，與火力發(fā)電相比，水力發(fā)電具有能耗低，見效快、投資小、回報(bào)率高等特點(diǎn)，且水電是一種可再生的清潔能源，環(huán)境污染小，在低碳環(huán)保理念的倡導(dǎo)下，水電站迎來了廣闊的發(fā)展機(jī)遇和平臺(tái)。發(fā)電機(jī)是水力發(fā)電的重要設(shè)備，其運(yùn)行效率和狀況直接關(guān)乎著水力發(fā)電效益。因此，探討水電站水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)工作，加強(qiáng)水力發(fā)電設(shè)備管理，以此提高水電站運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性已經(jīng)成為了水電站的一項(xiàng)重要任務(wù)。本文主要分析了水電站水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行要點(diǎn)，及維護(hù)技術(shù)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】水電站；水輪發(fā)電機(jī)；運(yùn)行；維護(hù)

水輪發(fā)電機(jī)組是水力發(fā)電的重要設(shè)施，能夠推進(jìn)水輪的高效運(yùn)作，在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而提高水電系統(tǒng)工作的效率。在實(shí)際運(yùn)行過程，水電站水輪發(fā)電機(jī)由于工作時(shí)間長(zhǎng)，管理不到位及其維修空缺的原因，難免會(huì)出現(xiàn)磨損和故障，進(jìn)而影響水力發(fā)電的正常工作，因此，做好發(fā)電機(jī)組的檢修和維護(hù)工作就顯得尤為重要和緊迫了。強(qiáng)化水電站水輪機(jī)組的運(yùn)行和維護(hù)，能夠提高設(shè)備管理的水平，提升設(shè)備工作效率，確保設(shè)備穩(wěn)定、安全運(yùn)行的同時(shí)，還可以降低設(shè)備的維修成本，對(duì)水電站經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展大有裨益。筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從水電站水輪機(jī)組運(yùn)行和維護(hù)的必要性分析入手，探討了發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)策略。有不對(duì)之處，請(qǐng)批評(píng)指正。

1強(qiáng)化水電站水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)的必要性

1.1維護(hù)工作可以提高工作效率及設(shè)備可靠性

設(shè)備可靠性關(guān)系到電力正常供應(yīng)，而維護(hù)工作的最終目的就在于找出設(shè)備存在的問題并解決，從而為設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行提供保障。設(shè)備維護(hù)工作從某種意義上來講，是通過一定方法應(yīng)用對(duì)潛在問題進(jìn)行挖掘，提前將風(fēng)險(xiǎn)化解，很大程度上是一種事前控制。并且隨著相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，維護(hù)工作憑借于技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以通過建立模型分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)分析等對(duì)設(shè)備在運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性也會(huì)大幅度提升。

1.2維護(hù)工作可以降低設(shè)備維護(hù)成本

水輪發(fā)電機(jī)組是水電站運(yùn)行工作的關(guān)鍵設(shè)施，這些機(jī)組及部件都是特定為水力發(fā)電服務(wù)的，一般來說，具有很強(qiáng)的專業(yè)性、復(fù)雜性，且單位價(jià)值大。由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)有限，一些核心設(shè)備或者零件則需要從國(guó)外購(gòu)進(jìn)。如若發(fā)電機(jī)組發(fā)生了故障，其維修將會(huì)產(chǎn)生高昂的成本和代價(jià)。從成本控制角度思考問題，需要在日常管理過程中，將維護(hù)工作細(xì)化，通過維護(hù)工作開展積累經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，擺脫對(duì)外國(guó)技術(shù)的依賴，從而使成本處于可控的范圍。

2水電站水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行要點(diǎn)

2.1水頭對(duì)機(jī)組的貢獻(xiàn)與運(yùn)行狀況影響比立式機(jī)組顯著。運(yùn)行水頭如果降低，機(jī)組的貢獻(xiàn)與運(yùn)行狀況就會(huì)立刻變化，會(huì)出現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行狀況較低、轉(zhuǎn)輪控制室受擾動(dòng)較強(qiáng)等故障。某發(fā)電廠因河流破壞嚴(yán)重、雜物過多，在機(jī)組持續(xù)運(yùn)行幾天后，入水口擋污欄就被污染物嚴(yán)重塞堵，擋污欄里外壓強(qiáng)差甚至達(dá)到25KPa，致使水頭破壞過度，機(jī)組貢獻(xiàn)大幅降低。所以，要保障機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，需要調(diào)節(jié)水庫(kù)運(yùn)行狀況，時(shí)常清除擋污欄前的污染物。

2.2對(duì)廠輸電穩(wěn)定性要求強(qiáng)。如果終止廠輸電，那么就會(huì)因潤(rùn)滑油泵不能對(duì)機(jī)組軸承給油而導(dǎo)致機(jī)組故障停運(yùn)，所以在倒換廠輸電時(shí)必須保障潤(rùn)滑油泵的穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。

2.3持續(xù)運(yùn)行的協(xié)助設(shè)施多和可靠性要求強(qiáng)。支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)部分的潤(rùn)滑油泵只要終止運(yùn)行，便會(huì)導(dǎo)致機(jī)組因故障停運(yùn)。而冷凝周期水泵與機(jī)組冷凝的通風(fēng)機(jī)，最初設(shè)計(jì)也是只要終止運(yùn)行，機(jī)組便會(huì)因故障停運(yùn)，后改進(jìn)為終止運(yùn)行后只傳遞信號(hào)而不停止運(yùn)行，從而降低了機(jī)組停運(yùn)的概率，提升了機(jī)組持續(xù)安全運(yùn)行的穩(wěn)定性。強(qiáng)壓支軸油泵屬于離散運(yùn)行，在機(jī)組啟動(dòng)和終止時(shí)需保證穩(wěn)定運(yùn)行，不然將導(dǎo)致燒瓦故障。

2.4需有反應(yīng)及時(shí)、運(yùn)行穩(wěn)定和性能強(qiáng)大的調(diào)速裝置。燈泡貫流式機(jī)組由于發(fā)電裝置處于水下燈泡中，體積不大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)輪力矩也不大，轉(zhuǎn)換行程小，若無優(yōu)良的調(diào)速裝置，便會(huì)增加超速飛輪現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率。某廠機(jī)組的速度控制裝置配置了武漢三聯(lián)的調(diào)速裝置，不但實(shí)現(xiàn)了機(jī)組啟動(dòng)和終止行程的智能化，還保障了燈泡貫流式機(jī)組的健康可靠運(yùn)行。

2.5對(duì)周期冷凝水的品質(zhì)需求。因?yàn)闊襞葚灹魇綑C(jī)組構(gòu)成緊密，占用面積小，維護(hù)難度大，若要使得氣體冷凝器不積垢，冷凝水則需采納純凈水和過濾后的純水。

2.6需時(shí)常清除入水口擋污欄中的污染物。在機(jī)組入水口處設(shè)置擋污設(shè)備，令水上污染物難以飄到擋污欄前；對(duì)粘著在擋污欄上的半飄浮污染物需用去污設(shè)施在機(jī)組停運(yùn)或低負(fù)載時(shí)進(jìn)行清除。假如機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)行，那么每臺(tái)機(jī)組至少每月清除一回，汛期與水量過大狀況下需徹夜除污。

2.7檢驗(yàn)溫度。在開機(jī)環(huán)節(jié)里要檢查軸承油流量與軸承油氣溫，如軸承油流量異常或溫度異常，則易發(fā)生燒瓦事故。

3水輪發(fā)電機(jī)組維護(hù)技術(shù)分析

3.1新裝機(jī)組維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

為了保證發(fā)電機(jī)安全工作，如果發(fā)電機(jī)裝配不久、或者停止運(yùn)行3晝夜時(shí)間，當(dāng)再次啟動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)施絕緣檢測(cè)則十分必要，具體的檢測(cè)工作流程為：拔除發(fā)電機(jī)和其他設(shè)備之間的一切連線，同時(shí)將發(fā)電機(jī)接線盒中的定子繞組末尾的連接片切斷。要根據(jù)發(fā)電機(jī)組的電壓高低來選擇搖表類型，例如：發(fā)電機(jī)組電壓為400V時(shí)，所選的搖表電壓則要稍微偏高，大于400V，這樣才能確保絕緣電阻搖測(cè)的精準(zhǔn)性、合理性。通過搖測(cè)要保證各個(gè)設(shè)備、部件的絕緣電阻值處于合理標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組等的絕緣度不達(dá)標(biāo)時(shí)，則要對(duì)其加以處理，提高其絕緣度。

3.2受潮維護(hù)技術(shù)

一些水電站水輪發(fā)電機(jī)組因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間未工作、未運(yùn)轉(zhuǎn)，其內(nèi)部各個(gè)部件可能由于受潮而發(fā)生腐蝕變質(zhì)等現(xiàn)象，這樣其絕緣度必然下降，對(duì)此，則需要實(shí)施干燥處理，恢復(fù)其絕緣度。實(shí)際的干燥處理技術(shù)都包括：電爐干燥法、短路干燥法等。其中電爐干燥法較為常用，具體的操作流程為：將電爐（功率通常達(dá)到2000W）同發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)口連接，然后開啟水輪機(jī)導(dǎo)葉，使發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)下逐漸進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這其中要特別關(guān)注的是，所連接的電爐，功率必須控制在合理范圍，過大功率可能燒毀發(fā)電機(jī)，為了安全起見，保持發(fā)電機(jī)爐中溫度在80度以下，通常的干燥時(shí)間為半天-2天，不可以毫無依據(jù)地延長(zhǎng)干燥時(shí)間。

3.3發(fā)電機(jī)組的檢查

水電站水輪發(fā)電機(jī)組的質(zhì)檢必須細(xì)致、耐心、全面，從外到內(nèi)、由表面到里面都要逐一進(jìn)行質(zhì)檢。檢查發(fā)電機(jī)組外部有無裂縫、受損等現(xiàn)象，同發(fā)電機(jī)相連的螺栓緊固與否，是否出現(xiàn)松弛、脫落等問題。深入觀察發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器、水輪機(jī)等的運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)動(dòng)情況等，主要觀察其運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、變通與否，以及傳動(dòng)帶的松緊度正常與否，其接頭牢固與否，同時(shí)，也要檢查發(fā)電機(jī)的不同閥門、導(dǎo)葉等，查看其有無破損現(xiàn)象，出現(xiàn)受損問題需及時(shí)進(jìn)行調(diào)換。

3.4注重監(jiān)視與檢查

發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中必須時(shí)刻做好狀態(tài)檢查、清理除灰等工作，為發(fā)電機(jī)組創(chuàng)造一個(gè)清潔、整潔、干凈的環(huán)境，例如：發(fā)電機(jī)組四周要積極排除一切雜物，及時(shí)清理發(fā)電機(jī)組表層的油漬、污漬、灰塵等，保持發(fā)電機(jī)組的干凈、整潔，其中要重點(diǎn)清理好電刷滑環(huán)處，確保其處于干凈、整潔狀態(tài)，電刷與滑環(huán)作為整個(gè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部非常重要的組成部分，主要負(fù)責(zé)電流傳輸、電能輸送等工作，只有確保這兩大部件功能正常，才能發(fā)揮其關(guān)鍵作用。實(shí)際的檢修與運(yùn)行維護(hù)中要加強(qiáng)監(jiān)視與監(jiān)督，通過觀看、觀察、聽聲、聞味等來識(shí)別發(fā)電機(jī)組有無異常故障。

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（作者單位：四川華電瀘定水電有限公司）