李眀佶

(桂林市臨桂縣大江水電管理所,廣西桂林 541102)

水電廠水輪機(jī)檢修方式及能量問題相關(guān)探析

李眀佶

(桂林市臨桂縣大江水電管理所,廣西桂林 541102)

本文主要圍繞現(xiàn)行檢修體制下的機(jī)組能量狀況進(jìn)行講述,同時對水輪機(jī)能量指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場實測,了解水輪機(jī)指標(biāo)和水輪機(jī)檢測質(zhì)量兩者之間的聯(lián)系,從而對水輪機(jī)設(shè)備的檢修做到更好的管理、加強(qiáng)了水輪機(jī)檢修質(zhì)量,這也是為了有效提高水輪機(jī)的工作效率所必須的環(huán)節(jié)。在此過程中,每一個水電廠要避免按部就班狀況的發(fā)生,按照水電廠自身的狀況,規(guī)劃和制定出一些適合自己水電廠的檢修指標(biāo),從而在企業(yè)內(nèi)部對工作進(jìn)行規(guī)范管理,為以后的工作者提供良好的經(jīng)驗和借鑒。

水電廠 水輪機(jī) 檢修方式 能量 狀態(tài)監(jiān)測

在二十世紀(jì)九十年代中后期,在一些發(fā)達(dá)國家在水輪機(jī)等設(shè)備的檢修趨勢的影響之下,我國的水電設(shè)備的檢修也得到了很大的進(jìn)步。隨著社會的不斷發(fā)展,我國的機(jī)組狀況的檢修、檢測等技術(shù)不斷改性和健全,檢修模式已經(jīng)從傳統(tǒng)的計劃檢修逐漸被先進(jìn)的狀態(tài)檢修所代替。同時在這種新的檢修方式的實施中也取得了很大的成效。本文將結(jié)合多年的工作實踐經(jīng)驗,舉例說明水輪機(jī)的能量性能能夠體現(xiàn)機(jī)組檢修質(zhì)量的高低,而且是衡量其質(zhì)量的重要依據(jù)。因此,各個水電廠要結(jié)合自身的實際狀況構(gòu)建一個科學(xué)合理的水輪機(jī)檢修制度,從而進(jìn)檢修工程進(jìn)行有效的管理。

1 現(xiàn)行檢修體制下的機(jī)組能量狀況

隨著社會的快速發(fā)展,水電廠的各個方面也得到了很大的發(fā)展,水輪機(jī)檢修技術(shù)也越來越先進(jìn),日趨健全。在對水輪機(jī)的檢測過程中,傳統(tǒng)的檢測方式都是通過以時間為基礎(chǔ)來進(jìn)行定期的維護(hù)和檢修的,隨著社會的發(fā)展,過去的檢修方式已經(jīng)漸漸被現(xiàn)在以狀態(tài)檢修為基礎(chǔ)的檢修方式所代替,從而能夠更好的體現(xiàn)預(yù)知性,這里所說的狀態(tài)檢修,指的就是當(dāng)今的一種比較前衛(wèi)的檢修管理模式,在現(xiàn)實的工作過程中利用這種方式可以有效的對當(dāng)前檢修過程中出現(xiàn)的盲目性進(jìn)行預(yù)防,同時還可以更好的節(jié)省物力與人力資源,提高利用效率,有效避免浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生,從而能夠有針對性的提升水電廠的設(shè)備在檢修過程中的可靠性,使得實用性能夠全面的得到發(fā)揮。因此,當(dāng)前的這種檢修方式截止到現(xiàn)在為止是最為有效最理想的檢修方式。但是,由于每個水電廠的自身情況不同,所以實際工作應(yīng)用過程中要注意具體情況具體分析,不要盲目隨從,在檢修時,由于檢修是一種操作繁瑣,技術(shù)復(fù)雜的一種系統(tǒng)項目,因此在實施過程中會存在著很多的缺陷,例如檢測系統(tǒng)在實際的運(yùn)用過程中缺少經(jīng)驗而使得操作時檢測體制不健全,或者是在故障診斷機(jī)理方面還處于發(fā)展的初級階段,這就使得水輪機(jī)檢修在現(xiàn)在社會工作中的普及和運(yùn)用在很多方面受到了阻礙。

水輪機(jī)的性能是由一臺水力發(fā)電機(jī)組中的內(nèi)部空蝕特性、穩(wěn)定性指標(biāo)以及能量指標(biāo)三大指標(biāo)共同影響的,同時水輪機(jī)的性能的好壞也能將水輪機(jī)自身的性能指標(biāo)體現(xiàn)出來,這主要也依賴于水輪機(jī)內(nèi)部的過流通道是否得到了健全,除此之外,其性能指標(biāo)的高低主要還受到了工藝設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)、水輪機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及在制造過程中的具體環(huán)節(jié)影響。水輪機(jī)在安裝過程、檢修過程以及運(yùn)行過程中的質(zhì)量問題,在實際應(yīng)用中他們的完成成效和發(fā)電的成本兩者之間成反比,效率高反而會降低發(fā)電的成本,從而能夠在水電廠的發(fā)電過程中獲得最大的效益。在水輪機(jī)的檢修過程中由于其具有多個零件組成,在工作中工況比較復(fù)雜,并且在實際的運(yùn)作過程中并沒有將其中存在的弊端進(jìn)行妥善的解決,從而致使對泥沙磨損程度的監(jiān)測以及對水輪機(jī)空化性能的檢修任務(wù)都受到的阻礙,無法正常的進(jìn)行下去。因此,水輪機(jī)必須要定期進(jìn)行嚴(yán)格的檢修,其檢修質(zhì)量的高低也會對對機(jī)組能否正常運(yùn)行造成威脅,從而直接影響到了水電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

水輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的好壞與水電廠對機(jī)組檢修工期以及檢修時間的處理息息相關(guān),因此,在對水輪機(jī)進(jìn)行檢修處理時,除了一些必要的設(shè)備革新改進(jìn)之外,每間隔一段時間要對水輪機(jī)以及在泥沙磨蝕中磨損過于嚴(yán)重的位置、流通道被空化的部位作打磨或者是補(bǔ)焊等解決措施。在這一系列的修補(bǔ)處理完成之后,要將機(jī)組的拆卸下來的零件組裝上,安裝完成之后還要對參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),只有參數(shù)符合規(guī)定之后,才能夠經(jīng)過機(jī)組檢修水輪機(jī)能量指標(biāo)能否恢復(fù)了的標(biāo)準(zhǔn),只有達(dá)到了要求才能夠正確的呈現(xiàn)出其設(shè)備的運(yùn)行狀況、機(jī)組的健康情況、操作人員的工作規(guī)范性以及機(jī)組的檢修質(zhì)量等相關(guān)內(nèi)容,從而對今后水電廠機(jī)組的正常安全運(yùn)行與工作指導(dǎo)有著積極的作用。

2 水輪機(jī)能量指標(biāo)現(xiàn)場實測

在我國的某個電網(wǎng)的主力電廠,裝機(jī)設(shè)計的容量為1225MW,近年來電廠對于水輪機(jī)機(jī)組進(jìn)行了改進(jìn),改造之后電廠的管理層對發(fā)電裝備在運(yùn)行過程中的健康狀況高度重視,并開始經(jīng)常性的對水輪機(jī)機(jī)組的性能指標(biāo)進(jìn)行檢修,通過這種方式來為大修質(zhì)量提供有效的依據(jù),同時還能夠為今后機(jī)組的改造以及電廠發(fā)電的優(yōu)化提供珍貴的經(jīng)驗和借鑒。如果水輪機(jī)的能量指標(biāo)降低了,并不是忽然就會下降,都是由于在運(yùn)行過程中設(shè)備受到了損害,使得水輪機(jī)組的工作效率下降造成的。經(jīng)過對比,不僅能夠判斷檢修之后的水輪機(jī)是否回到了原來的運(yùn)行狀態(tài),并判斷其恢復(fù)狀態(tài)的程度,還能夠正確的掌握水輪機(jī)在檢修之前與大修周期工作之后其能量指標(biāo)的變化波動程度,這些信息都是判斷檢修質(zhì)量的重要依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。水輪機(jī)運(yùn)行效率可以用函數(shù)表示,可寫為：

其中ηt表示的是水輪機(jī)效率;Pt表示水輪機(jī)出力,單位是WM;Q表示機(jī)組流量,單位是m3/s;H表示水輪機(jī)工作水頭,單位是m。

通過對水輪機(jī)的效率進(jìn)行現(xiàn)場檢測記錄的一些數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析,能夠得知,在這個水頭之下,每個機(jī)組其運(yùn)行的特點不同并具有一定的規(guī)律性,例如水輪機(jī)效率ηt=f(Pt,H)表示的就是工作水頭H和水輪機(jī)出力Pt兩者之間的函數(shù)關(guān)系,同時還可以得知它只會受到機(jī)組的運(yùn)行工況的影響。

設(shè)機(jī)組沒有受到損害完好的時候水輪機(jī)的效率是：

由于轉(zhuǎn)輪在運(yùn)行中會受到泥沙磨砂或者是空蝕等的影響,水輪機(jī)機(jī)組在工作一段時間之后,在同一個水頭之下,水輪機(jī)的效率就會變化為：

其中i表示測量的次數(shù),它會受到測量時間的影響。

水輪機(jī)在運(yùn)行時磨蝕的越嚴(yán)重,ηti就會變得越來越低,函數(shù)(2)和函數(shù)(3)之間的差值為Δηti：

在同樣的工況狀況之下,Δηti表示的就是與水輪機(jī)機(jī)組在沒有磨損完好的狀態(tài)之下兩者效率之間的差值。Δηti的值越大,就表示水輪機(jī)過流部件受到磨損以及空蝕等破壞的程度越大。如果與之相反,就能夠利用機(jī)組能量的檢測設(shè)備對水輪機(jī)的磨損和空蝕損壞程度進(jìn)行判斷與比較,同時還可以掌握在效率減少之后所帶來的能量損失程度。根據(jù)相同的道理可知,水輪機(jī)的出力Pt=f(S,H)的變化情況可以表示為：

其中函數(shù)中的S表示接力器行程,單位是mm。

同時,還要在水輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行任意一點時間(t1-t2)之內(nèi),對其進(jìn)行兩次測試,通過這兩次測試來對水輪機(jī)能量指標(biāo)在運(yùn)行之后發(fā)生的變化程度進(jìn)行判斷,其變化的程度可以用下面的函數(shù)表示：

水輪機(jī)出力表示為：

水輪機(jī)效率表示為：

通過對檢修之前與之后的水輪機(jī)進(jìn)行能量特性的檢測,并利用其測試的數(shù)據(jù)可以對水輪機(jī)的檢修質(zhì)量進(jìn)行判斷和鑒別,其前后兩者的波動數(shù)值可以作為對水輪機(jī)組檢修質(zhì)量高低的判斷參考指標(biāo)和依據(jù)。

3 加強(qiáng)檢修管理,提高檢修質(zhì)量

隨著時代的發(fā)展,狀態(tài)檢修也在水電廠普及并廣泛應(yīng)用起來,其在水電廠的位置也日益突顯出來。在水輪機(jī)的檢修過程中,要對水輪機(jī)機(jī)組的結(jié)構(gòu)特征、設(shè)計參數(shù)、設(shè)備安裝的質(zhì)量、動態(tài)與靜態(tài)品質(zhì)以及機(jī)組的運(yùn)行狀況等多方面進(jìn)行具體詳細(xì)的掌握和學(xué)習(xí),了解這些特性,這樣才能夠規(guī)劃出符合要求的、規(guī)范化的檢修規(guī)則。除此之外,還要將機(jī)組性能的相關(guān)指標(biāo)有機(jī)結(jié)合起來,合理科學(xué)的將檢修規(guī)劃進(jìn)行安排,從而有效的完成檢修工作,實現(xiàn)檢修工程的目的性、實效性和針對性。例如,在水輪機(jī)中,水輪機(jī)效率受到影響的原因有很多,絕大多數(shù)是由于轉(zhuǎn)輪葉片的線性被破壞出現(xiàn)狀況、止漏環(huán)的中間縫隙變大以及過流通道受到嚴(yán)重的磨損等情況的影響。因此,要從能量指標(biāo)方面著手,在檢修過程中將檢修的質(zhì)量問題作為高度重視的對象,使得在檢修完成后能夠盡最大能力恢復(fù)到符合原來設(shè)計的要求標(biāo)準(zhǔn)。同時還要將傳統(tǒng)的檢修方法和思想觀念替換掉,建立新的檢修模式,樹立新式的檢修思想,提高員工的檢修意識,并且在管理過程中采用項目工程的負(fù)責(zé)制,加大力度實施項目監(jiān)理制,從而使責(zé)任落實到人頭上,工作中各盡其職,不但可以避免不必要的責(zé)任糾紛,還能夠使工作人員格盡職守,從而確保了檢修工期的正常完成以及檢修質(zhì)量的有效提升。

除了上述之外,事實上檢修不僅僅指的是對水輪機(jī)的單純維護(hù)修理,還要在檢修過程中找到問題的所在,分析探究問題出現(xiàn)的原因是什么,同時并根據(jù)發(fā)生問題的原因進(jìn)行思考和研究,在深入思考之后對問題出現(xiàn)的根本原因進(jìn)行明確判斷,從而有針對性的提出一些合理有效的解決方案去應(yīng)對這些問題,以避免這個問題的再次發(fā)生。通過這種檢修方式,機(jī)組的運(yùn)行效率就能夠得到極大程度的提高,提升檢修效率,還能夠大大延長水輪機(jī)的檢修周期,從而使得發(fā)電廠在運(yùn)行過程中獲得最大的經(jīng)濟(jì)收益。

4 結(jié)語

水電廠運(yùn)作過程中對水輪機(jī)的能量狀態(tài)進(jìn)行診斷和檢測是至關(guān)重要的,其重要性與安全問題不相上下。以此,在對能量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測時,要長時間的當(dāng)做一個重要的任務(wù)認(rèn)真完成。這對任何一個水電廠來說都是非常重要的,尤其是針對一些泥沙河的水電廠而言,要在監(jiān)測時將自身的環(huán)境等實際情況考慮進(jìn)去,同時制定出一個健全的能力指標(biāo)降低以及其恢復(fù)情況相關(guān)的檢修標(biāo)準(zhǔn)。能量指標(biāo)降低到某個點就能夠判斷是否要進(jìn)行檢修,同時對于能量指標(biāo)的恢復(fù)數(shù)據(jù)也是檢修質(zhì)量鑒別的依據(jù)。通過這種性能的對比,能夠保證檢修的規(guī)范化,確保水輪機(jī)的正常運(yùn)行。

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李眀佶(1976.12-),性別：男,籍貫：廣西臨桂,學(xué)歷：大專,職稱：初級,研究方向：水力發(fā)電設(shè)備檢測與維護(hù)。