水輪機運行中的故障處理探究

諶琪軍 劉忠

摘 要：就水輪機的結(jié)構(gòu)而言，它是由各種機械部件組成的。水輪機在運行時，會隨著水流的沖刷而旋轉(zhuǎn)，從而獲得發(fā)電機運行所需的機械能。水電站是自動運行的，現(xiàn)場無操作人員，采用遙控方式。由于汽輪機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行過程中會受到各種因素的影響，不可避免地會導(dǎo)致故障。這需要采取有效措施加以解決。本論文著重于研究水輪機運行中的故障處理的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：水輪機;運行;故障;處理

引言：

水電站中，水輪機發(fā)揮著重要的作用。水輪機要保證持續(xù)穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，在運行的過程中存在故障是在所難免的，這就需要針對故障采取有效的措施解決。故障問題體現(xiàn)在剪斷銷剪斷的故障、機組過速的故障、水輪機空化與空蝕故障、軸承瓦溫異常升高故障以及出力不足故障，具有針對性地提出故障處理措施。

一、水輪機運行過程中所存在的故障

（一）水輪機運行過程中所存在的剪斷銷剪斷的故障

水輪機在運行的過程時，水壓沖擊力比較大，轉(zhuǎn)速非常高，會出現(xiàn)各種機械振動的問題，很有可能出現(xiàn)磨損的問題。傳動機構(gòu)和導(dǎo)葉曲柄臂之間有一個接頭，剪切銷可在該位置被切斷。導(dǎo)水葉片開關(guān)的速度很快。隨著水流壓力的不斷增大，剪切銷將被切斷。與正常工作力相比，導(dǎo)葉的剪切力要大很多。當(dāng)剪切力超過操作力的兩倍的時候，操作上就無法控制[1]。作為堆芯的保護裝置，導(dǎo)葉在運行的過程中，調(diào)速環(huán)隨曲柄臂轉(zhuǎn)動，剪切銷需要承受的剪切力很大，容易造成各個部件的損壞，導(dǎo)致汽輪機出現(xiàn)故障。

（二）水輪機運行過程中所存在的機組過速的故障

機組超速故障是指機組在正常啟停過程中，調(diào)速器將失去控制，導(dǎo)致機組運行速度迅速提高。如果機組運行速度遠遠超過規(guī)定值，旋轉(zhuǎn)部分的離心率就會增加，擺動也會增加，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)部分與固定部分相撞，導(dǎo)致斷開。采用科學(xué)調(diào)查的方法對這一現(xiàn)象進行研究，可以看出，運行速度超過40%。當(dāng)機組運行時，會出現(xiàn)甩負荷的問題。此時，導(dǎo)葉關(guān)閉速度太慢，不能正常發(fā)揮作用，汽輪機將發(fā)生故障。

（三）水輪機運行過程中所存在的水輪機空化與空蝕故障

水輪機在運行過程中會產(chǎn)生汽蝕或汽蝕現(xiàn)象。水輪機轉(zhuǎn)輪的耐蝕性取決于轉(zhuǎn)輪表面的光滑程度和轉(zhuǎn)輪的活性細度。現(xiàn)在，水輪機轉(zhuǎn)輪的加工將受到各種工藝的影響，包括水輪機所使用的材料、熱處理技術(shù)的性能和水平，以及運行水質(zhì)環(huán)境的影響，這些都會導(dǎo)致故障問題。當(dāng)轉(zhuǎn)輪處于運行狀態(tài)時，這些因素的影響將導(dǎo)致空化問題、空化問題，甚至斷裂失效。如果設(shè)備運行過于頻繁且持續(xù)振動，轉(zhuǎn)輪將開裂，渦輪故障的概率將增加[2]。

（四）水輪機運行過程中所存在的軸承瓦溫異常升高故障

在水輪機運行中，各軸瓦溫升是一種常見故障。這種現(xiàn)象主要體現(xiàn)在幾個方面。首先，當(dāng)冷卻水中斷或石灰迅速降低冷卻水壓力時，導(dǎo)軸承油溫會升高。造成這種現(xiàn)象的主要原因是冷卻水管堵塞或給水閥損壞;其次，如果潤滑油不足以起到潤滑作用，就不可能形成保護油膜，水輪機部件將采用巴氏合金軸瓦固定軸。如果出現(xiàn)漏油或甩油現(xiàn)象，是由于放油閥松動或油槽密封不好，會導(dǎo)致漏油問題[3];第三，如果潤滑油變質(zhì)，導(dǎo)軸承可能漏水。此時潤滑油將與水混合，潤滑效果將大大降低。此時機組在運行過程中與軸瓦間的摩擦?xí)龃?，使軸瓦溫度迅速升高。

（五）水輪機運行過程中所存在的出力不足故障

當(dāng)汽輪機在運行過程中出現(xiàn)出力不足的問題時，如果導(dǎo)葉開度和額定運行轉(zhuǎn)速不恒定，將降低汽輪機的出力效果。在水流過程中，會產(chǎn)生各種雜物，造成水輪機內(nèi)部導(dǎo)水機構(gòu)卡死，無法有效運行[4]。汽輪機相關(guān)設(shè)備未及時更新，設(shè)備老化，加上絕緣降低，使汽輪機實際運行水平遠遠超過正常運行水平。水輪機機組不能處于良好的運行狀態(tài)，必然會降低工作效率，從而導(dǎo)致大量的資金損失和成本增加。

二、水輪機運行故障的處理措施

（一）水輪機運行中機組過速的處理措施

在汽輪機運行過程中，如果發(fā)現(xiàn)機組缺少汽輪機下部閥門，應(yīng)關(guān)閉進水閥。在啟停過程中，調(diào)速器不能起到很好的作用，剪切銷會被切斷，導(dǎo)致故障。此時，汽輪機下閥需要及時關(guān)閉。當(dāng)汽輪機運行時，如果突然失去負荷，則需要使用超速保護裝置來確定負荷情況，參見關(guān)閉汽輪機下部閥門，并手動緊急停機[5]。

（二）水輪機運行中軸承瓦溫度過高的處理措施

水輪機運行中軸承瓦溫度過高，必然會導(dǎo)致故障。隨著溫度的升高，機組將出現(xiàn)擺幅過大的問題，同時振動變化也會過大。對于這些問題，此時就需要及時停止設(shè)備運行，拆卸軸承，檢查軸承的表面是否存在問題，檢查軸瓦間隙是否有損壞的問題，詳細檢查油水的管道是否阻塞，檢查軸承的油位，并查看冷卻水系統(tǒng)運行狀態(tài)是否正常，還要了解測溫系統(tǒng)異常情況，考慮相互之間的關(guān)聯(lián)性。

一般來說，溫升是逐漸的，擺度是在正常運行狀態(tài)，機組的振動也很正常。此時，并不需要停止機器，而是要檢查油位，檢查溫度測量系統(tǒng)是否有異常情況，檢查冷卻水流量和壓力是否存在異常狀況。如果在短時間內(nèi)無法診斷出故障原因，則有必要采用停機的方法來檢查連續(xù)升溫的問題，并采取有效的措施解決[6]。

（三）水輪機運行中水輪機出力不足的處理措施

當(dāng)汽輪機在運行過程中處于滿負荷狀態(tài)的時候，就要對水輪機做好檢查工作，要檢查各個設(shè)備和部件是否存在負荷波動過大的問題，檢查汽輪機導(dǎo)葉是否有空化現(xiàn)象，并控制好導(dǎo)葉的角度，以免雜物堵塞汽輪機，影響汽輪機的正常運行。為了保證水輪機的良好運行狀態(tài)，就需要及時清理攔污柵中的雜質(zhì)。這樣做是為了保證汽輪機安全穩(wěn)定運行，大大降低了故障率。

結(jié)束語：

通過上面的研究可以明確，水電站所承擔(dān)的是發(fā)電工作所，其運行狀態(tài)灌輸?shù)疆?dāng)?shù)氐碾娔軅鬏斮|(zhì)量。在水電站中，水輪機是核心設(shè)備，要使其保持良好的運行狀態(tài)，水輪機發(fā)揮著重要的作用。水輪機的運行要穩(wěn)定，這是確保水電站安全可靠運行的基礎(chǔ)。在水輪機運行的過程中發(fā)生故障問題是很正常的，需要具有針對性地采取有效的處理措施解決。

參考文獻：

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