水力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)故障分析與檢修

孔顏明

摘 ?要：水力發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行，直接關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。隨著科技技術(shù)的不斷提升，水力發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜多樣，這使得設(shè)備運(yùn)行中存在的故障因素也更多。這些不利因素嚴(yán)重阻礙了設(shè)備的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，若不加以處理，則會(huì)縮短設(shè)備使用壽命。為此，必須要合理分析水力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)故障，并采取對(duì)應(yīng)的檢修技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水力發(fā)電設(shè)備;運(yùn)行狀態(tài);故障分析;檢修技術(shù)

為了保障水力發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須要制定完善的檢修方案，應(yīng)用動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，及時(shí)找到發(fā)生故障的部位及引發(fā)原因，進(jìn)而實(shí)施針對(duì)性的處理措施，推動(dòng)我國(guó)水力事業(yè)的健康發(fā)展。

一、水力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)故障檢修的必要性

多年來(lái)，我國(guó)水力發(fā)電設(shè)備檢修方案一直遵循了預(yù)防為主、事前控制的方法，但是這種檢修方法是建立在工作人員經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論基礎(chǔ)上的。若檢修人員對(duì)于先進(jìn)設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況考慮較少，工作中存在一定偏差，則會(huì)使得檢修工作存在盲目性、隨意性，進(jìn)而延長(zhǎng)了檢修時(shí)間，增加了檢修成本。而當(dāng)前越來(lái)越多的大電網(wǎng)、高壓電等建立，使得傳統(tǒng)的檢修模式無(wú)法滿足電力行業(yè)發(fā)展需求。尤其是科技技術(shù)水平的不斷提升，使得水力發(fā)電設(shè)備朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，若設(shè)備已經(jīng)發(fā)生了故障，工作人員盲目的大拆大換，則會(huì)造成人力、財(cái)力消耗增加，也降低了機(jī)組的可用率，進(jìn)而降低了電力公司的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、水力發(fā)電設(shè)備相關(guān)故障預(yù)測(cè)

如上述所說(shuō)，當(dāng)前大部分檢修工作主要遵循了事前預(yù)防的原則，為此檢修人員必須要對(duì)水力發(fā)電設(shè)備的相關(guān)故障合理預(yù)測(cè)，采取相關(guān)設(shè)備對(duì)各項(xiàng)參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，由此能夠及時(shí)找到引發(fā)故障的相關(guān)因素，降低故障風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生幾率。

（一）對(duì)機(jī)器設(shè)備的故障預(yù)測(cè)

水力發(fā)電機(jī)器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有助于保障整個(gè)電網(wǎng)的高效工作，所以機(jī)器設(shè)備必須要具有一定的穩(wěn)定性、可靠性。為此，檢修人員應(yīng)定期對(duì)機(jī)器設(shè)備展開(kāi)全方位的檢測(cè)和維護(hù)，及時(shí)找到其中存在的潛在威脅，采取處理措施將風(fēng)險(xiǎn)遏制在苗頭中，進(jìn)而延長(zhǎng)機(jī)器設(shè)備的使用時(shí)間和壽命。通常情況下，檢修人員可以采取如下兩種方案進(jìn)行預(yù)測(cè)，其一，針對(duì)性的對(duì)機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)的故障和維修期間間隔進(jìn)行分析，但是這種方法具有較大的缺陷，如信息收集不夠完全，未能考慮到外部環(huán)境變化，所以預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性還有很大提升空間;其二，判斷機(jī)器設(shè)備故障的來(lái)源，通過(guò)統(tǒng)計(jì)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定設(shè)備故障產(chǎn)生的原因。檢測(cè)人員可以將上述兩種模式綜合起來(lái)應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提高故障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，不放過(guò)任何一個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患。

（二）對(duì)工作中產(chǎn)生的振動(dòng)故障預(yù)測(cè)

為了確保水力發(fā)電設(shè)備的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)人員需要對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動(dòng)故障展開(kāi)預(yù)測(cè)，通常情況下，可以采取如下三種方法。其一，全面把握設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)、性能，了解設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)理，并在合適的地點(diǎn)對(duì)其測(cè)試，獲得相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免數(shù)據(jù)之間存在較大誤差，由此展開(kāi)合理的判斷和分析;其二，針對(duì)設(shè)備中的振動(dòng)點(diǎn)深入了解，計(jì)算振動(dòng)相關(guān)數(shù)值，測(cè)量軸承和水力機(jī)械等相關(guān)部分，由此能夠輔助檢修人員全面了解不同條件下設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)情況，獲得精確數(shù)值;其三，檢修人員可以多次對(duì)設(shè)備展開(kāi)具體的實(shí)驗(yàn)操作，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，而后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，獲得最終符合標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)效果[1]。

三、水力發(fā)電設(shè)備故障檢修操作步驟

（一）信息收集和分析

在水力發(fā)電設(shè)備故障檢修過(guò)程中，檢修人員應(yīng)應(yīng)用信息技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)全面收集，綜合進(jìn)行對(duì)比和分析，結(jié)合設(shè)備信息參數(shù)，由此判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)處于何種等級(jí)下，為后續(xù)的檢修工作做好鋪墊。

（二）評(píng)估設(shè)備

通過(guò)科學(xué)的評(píng)估工作，有助于提升設(shè)備運(yùn)行故障的檢修結(jié)果和效率。檢修人員將不同設(shè)備的檢修工作劃分為不同等級(jí)，基于故障的嚴(yán)重程度先后一一對(duì)設(shè)備急性檢修。采取針對(duì)性的檢測(cè)方法，制定完善的檢修計(jì)劃，進(jìn)而將可能發(fā)生的負(fù)面影響降到最低，也能給其他設(shè)備的檢修工作帶來(lái)便利。

（三）選擇科學(xué)的監(jiān)測(cè)方法和頻率

1.監(jiān)測(cè)方法的選擇。通常情況下，檢修人員可以將水力發(fā)電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)劃分為離線和在線兩種模式。對(duì)于大部分地區(qū)的水力發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，較為常見(jiàn)的發(fā)電機(jī)組都是由DIS系統(tǒng)構(gòu)成的，而汽輪機(jī)是由TSI系統(tǒng)構(gòu)成的，且這兩種都屬于在線監(jiān)測(cè)設(shè)備[2]。檢修人員依托于信息設(shè)備，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠第一時(shí)間掌握設(shè)備故障發(fā)生的位置。同時(shí)，檢修人員對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，整理和記錄相關(guān)信息形成文案資料，有助于檢修工作的參考對(duì)比。此外，在線檢測(cè)的方法主要是針對(duì)設(shè)備的次狀態(tài)進(jìn)行檢修。

2.監(jiān)測(cè)頻率的選擇。檢修人員在工作時(shí)，需要全面、充分的考慮到設(shè)備在整體系統(tǒng)中的重要性，同時(shí)了解故障因素和應(yīng)急水平，由此有效的提升設(shè)備的檢修次序，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)先后排列檢修部位，提高檢修工作的合理性。一般來(lái)說(shuō)，依據(jù)故障設(shè)備的P-F間隔，設(shè)定監(jiān)測(cè)頻度，在每個(gè)間隔中還要確定10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)[3]。但是受到多方面因素的影響，如技術(shù)限制等，需要靈活調(diào)整監(jiān)測(cè)頻度，以能發(fā)揮監(jiān)測(cè)效果。與此同時(shí)，監(jiān)測(cè)設(shè)備在開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)中檢修人員還要適當(dāng)提高其監(jiān)測(cè)頻度，隨著時(shí)間的推移，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)逐步步入正軌，則可以適當(dāng)減少監(jiān)測(cè)頻度，針對(duì)發(fā)生的故障采取對(duì)應(yīng)的應(yīng)急措施，對(duì)故障部位進(jìn)行維修，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（四）故障檢修與診斷

主要是指檢修人員借助監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)水力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生故障前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比，找到其中的變化規(guī)律，由此判斷故障發(fā)生的位置、類別、嚴(yán)重程度，輔助檢修人員制定科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的檢修方案。

（五）檢修決策

檢修人員完成了設(shè)備的故障診斷工作之后，需要及時(shí)解決故障部位存在的問(wèn)題，探究引發(fā)故障的深層次原因，消除潛在隱患，避免故障反復(fù)發(fā)生。立足于數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)過(guò)程理論等基礎(chǔ)上，對(duì)于狀態(tài)檢修決策模型要進(jìn)一步完善優(yōu)化，如隨機(jī)濾波模型、PHM模型、PIM模型等。

（六）技術(shù)與管理體制革新

一方面，水力發(fā)電企業(yè)應(yīng)加大對(duì)檢修人員的培訓(xùn)教育力度，幫助其掌握更多的先進(jìn)理論知識(shí)和操作技能，了解新型的自動(dòng)化設(shè)備，確保其能熟練掌握在線監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)，為設(shè)備的健康運(yùn)行提供保障。另一方面，定期要求檢修人員對(duì)工作中出現(xiàn)的問(wèn)題和工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，搭建交流平臺(tái)，引導(dǎo)檢修人員互相學(xué)習(xí)討論，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。針對(duì)不同發(fā)電設(shè)備中存在的問(wèn)題，討論針對(duì)性的檢修技術(shù)，進(jìn)一步完善故障檢修技術(shù)，將風(fēng)險(xiǎn)隱患降到最低。此外，發(fā)電企業(yè)還要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上完善規(guī)章制度，制定獎(jiǎng)懲措施，要求檢修人員嚴(yán)格按照相關(guān)流程操作，規(guī)范檢修人員的工作行為。將檢修人員的薪資待遇和工作績(jī)效掛鉤，不斷激發(fā)檢修人員工作積極性，提高檢修效率和質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)：水力發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于故障檢修工作提出了更高要求。檢修人員必須要對(duì)水力發(fā)電設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)展開(kāi)動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，綜合分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，找到引發(fā)故障的原因，針對(duì)性的解決問(wèn)題，循序漸進(jìn)的提高檢修效率和質(zhì)量，為電力企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)造出更多的社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭甜.水力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)中的故障和診斷技術(shù)要點(diǎn)[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2021（22）：149-150.

[2]劉丹.水力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)故障及檢修技術(shù)分析[J].區(qū)域治理，2020（48）：152-153.

[3]李鐵軍.水力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)故障分析與檢修策略[J].大科技，2020（35）：157-158.