袁天龍

【摘 要】 電力是我國的重要能源之一，水力發(fā)電站是電力能源的生產(chǎn)廠。保證水力發(fā)電機(jī)組的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行是水電站尤為重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為了電站的穩(wěn)定運(yùn)行，對水電站各種設(shè)備的維護(hù)、預(yù)防、故障分析和處理是重中之重。依據(jù)本人多年在水電站的運(yùn)行和管理經(jīng)驗，淺談水輪機(jī)常見故障的成因及如何預(yù)防和有效處理，

【關(guān)鍵詞】 水輪機(jī) 運(yùn)行 故障成因 處理方法

水輪機(jī)是由各種機(jī)械部件組合而成，是將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，是發(fā)電機(jī)組的原動力。水輪機(jī)在運(yùn)行中由于高壓水流的沖擊而高速旋轉(zhuǎn)，難免會產(chǎn)生機(jī)械磨損和振動，出現(xiàn)各種意想不到的故障在所難免。為了避免和減少水輪機(jī)故障，實現(xiàn)水力發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)目的，提升水利發(fā)電站的社會效益，必然要認(rèn)真細(xì)致地分析水輪機(jī)出現(xiàn)各種故障的成因，合理有效的加以預(yù)防，安全科學(xué)的予以處理。本文主要以水輪機(jī)運(yùn)行中的常見故障、預(yù)防和處理方法為基本點(diǎn)，進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 水輪機(jī)運(yùn)行中的常見故障分析

1.1 機(jī)組過速故障

當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速超過名牌規(guī)定的額定轉(zhuǎn)速，則出現(xiàn)過速事故，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升高至某一定值以上（一般超過額定轉(zhuǎn)速的140%以上），機(jī)組轉(zhuǎn)動部分離心力急劇增大，引起機(jī)組擺度與振動顯著增大，造成轉(zhuǎn)動部分與固定部分的碰撞，甚至事故不斷擴(kuò)大而損壞更多部件，所以必須有效地防止發(fā)生機(jī)組過速故障。分析機(jī)組出現(xiàn)過速的原因有：（1）機(jī)組在帶負(fù)荷運(yùn)行時，由于各種原因突然甩掉負(fù)荷，如果此時導(dǎo)葉不能關(guān)閉，或者關(guān)閉過慢，水輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速就可能增高到額定轉(zhuǎn)速的120%-140%，甚至更高。（2）在機(jī)組正常開停機(jī)過程中，發(fā)生調(diào)速器失控，機(jī)組轉(zhuǎn)速同樣會急劇上升而發(fā)生過速。（3）在機(jī)組正常開停機(jī)（或緊急停機(jī)）過程中，發(fā)生多根剪短銷剪短，也會出現(xiàn)機(jī)組過速和劇烈震動。

1.2 水導(dǎo)瓦溫度過高故障

為了使機(jī)組在一條軸線上轉(zhuǎn)動，水輪機(jī)部位都采用巴氏合金軸瓦固定轉(zhuǎn)軸。由于轉(zhuǎn)軸和軸瓦接觸間隙微小，在機(jī)組轉(zhuǎn)動的時候，會產(chǎn)生相互摩擦而發(fā)熱，轉(zhuǎn)軸和軸瓦溫度就會升高，當(dāng)溫度上升到巴氏合金軸瓦的熔點(diǎn)時，就會將軸瓦燒壞，轉(zhuǎn)軸拉毛，引起機(jī)組偏離軸線旋轉(zhuǎn)而振動。引起水導(dǎo)瓦溫度過高的原因有以下幾方面：（1）潤滑油減少：由于軸承油槽密封不良，或排油閥門關(guān)閉不嚴(yán)密，造成大量漏油或甩油，潤滑油因減少而無法形成良好的油膜，致使軸承溫度升高。（2）油變質(zhì)：軸承內(nèi)的潤滑油因使用時間較長，或油中有水份或其它酸性雜性，使油質(zhì)劣化，影響潤滑性能，尤其當(dāng)軸承內(nèi)大量進(jìn)水（例如冷卻器漏水等）時，使?jié)櫥袄鋮s的介質(zhì)改變，直接影響軸承的潤滑條件，瓦溫會急劇上升。（3）冷卻水中斷或冷卻水壓降低：冷卻水管堵塞、閥門的閥瓣損壞、管道內(nèi)進(jìn)入空氣等都會影響冷卻器的過流量，使冷卻器不能正常發(fā)揮作用，引起軸承油溫升高。

1.3 剪斷銷剪斷故障

剪斷銷是水輪機(jī)導(dǎo)水葉的保護(hù)裝置，是導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)和拐臂的連接器。正常情況下，導(dǎo)葉在動作過程中，剪斷銷有足夠的強(qiáng)度帶動導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動，當(dāng)剪力大于正常操作應(yīng)力的1.5倍時，剪斷銷就會剪斷，使導(dǎo)葉脫離控制，避免事故擴(kuò)大。

當(dāng)剪斷銷剪斷時，會出現(xiàn)水輪機(jī)水流不均勻而使機(jī)組產(chǎn)生振動，關(guān)機(jī)時無法關(guān)閉全部水流而使機(jī)組不能停止轉(zhuǎn)動。剪斷銷剪原因有：（1）當(dāng)導(dǎo)葉間有異物或機(jī)械卡住時，導(dǎo)葉不能運(yùn)動，而拐臂在調(diào)速環(huán)的帶動下轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生較大的剪力，剪斷銷被剪斷。（2）導(dǎo)葉開啟或關(guān)閉過快，水流對導(dǎo)葉的壓力增大，導(dǎo)致剪力過大而使剪斷銷剪斷。

2 水輪機(jī)故障的預(yù)防

安全生產(chǎn)，預(yù)防為主，合理科學(xué)的預(yù)防，是減少事故發(fā)生最有效的措施。根據(jù)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的實際情況和本人多年積累的經(jīng)驗，總結(jié)幾條預(yù)防方針：（1）建設(shè)一座發(fā)電站，從設(shè)計、設(shè)備選型、安裝、調(diào)試各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，結(jié)合電站及電網(wǎng)的實際情況，選擇合格穩(wěn)定的設(shè)備，合理搭配各類報警信號、操作方式、保護(hù)裝置及自動裝置。（2）加強(qiáng)職工隊伍的素質(zhì)教育、安全教育和業(yè)務(wù)培訓(xùn)。（3）建立健全的安全管理制度、運(yùn)行值班制度、設(shè)備缺陷記錄制度及適合電站需要的各種制度。（4）編制適合電站生產(chǎn)需要的運(yùn)行規(guī)程和操作典票，制定各類事故預(yù)想和事故處理預(yù)案，平時加強(qiáng)反事故演習(xí)。

3 水輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障的處理方法

3.1 機(jī)組過速的處理方法

（1）當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)過速的時候，切莫心慌，應(yīng)保持冷清，沉著應(yīng)對。（2）在運(yùn)行過程中，突然失去負(fù)荷，首先應(yīng)監(jiān)視過速保護(hù)裝置能否正常動作，若過速保護(hù)拒動或動作不正常，應(yīng)立即手動緊急停機(jī)，必要時關(guān)閉水輪機(jī)主閥。（3）若在開停機(jī)（或緊急停機(jī)）過程中，因剪斷銷剪斷或調(diào)速器出現(xiàn)異常等引起機(jī)組過速，此時即使轉(zhuǎn)速尚未達(dá)到過速保護(hù)動作的整定值，都應(yīng)立即關(guān)閉水輪機(jī)主閥。對于沒有設(shè)置水輪機(jī)主閥的機(jī)組，則應(yīng)盡快關(guān)閉機(jī)組前的進(jìn)水口閘門。（4）當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降到額定轉(zhuǎn)速的35%以下時，手動制動使機(jī)組完全停止。

3.2 水導(dǎo)瓦溫度過高的處理方法

當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)水導(dǎo)瓦溫度過高的時候，應(yīng)從以下幾步進(jìn)行分析和處理：

（1）如果溫度是慢慢上升，機(jī)組振動、擺度無異常，不要急于停機(jī)。先檢查測溫系統(tǒng)是否正常，冷卻水水壓和流量是否正常，油位是否正常。如果一時之間無法判明原因，而且溫度繼續(xù)上升，就應(yīng)立即停機(jī)檢查。

（2）如果溫度驟然上升，機(jī)組振動、擺度突然變大，就應(yīng)立即緊急停機(jī)。檢查測溫系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、水導(dǎo)油槽油位、油質(zhì)及油水管路等情況，徹查原因。必要時拆開水導(dǎo)，檢查水導(dǎo)瓦間隙和瓦面磨損情況，合理修復(fù)。

4 結(jié)語

水輪機(jī)出現(xiàn)故障，直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的不正常運(yùn)行。由此可見，水電站要將水輪機(jī)運(yùn)行中所產(chǎn)生的故障處理放在首要位置。在選擇水輪機(jī)的過程中，需要嚴(yán)格關(guān)注水輪機(jī)的質(zhì)量問題，在平常管理和運(yùn)行當(dāng)中，更應(yīng)該加強(qiáng)事故分析和事故預(yù)防，針對各種事故，正確應(yīng)對，科學(xué)處理，能夠在根源處減少和消除事故的發(fā)生率，從而保證水輪機(jī)持久、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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