淺談水輪發(fā)電機(jī)組的檢修與改造

1、【摘要】隨著計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的普及和不斷提高，為減少水電機(jī)組停機(jī)檢修的時(shí)間，提高利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益，開始由傳統(tǒng)的定期檢修向狀態(tài)檢修轉(zhuǎn)化。因此，可根據(jù)實(shí)際情況選取檢修方式，或定期檢修和狀態(tài)檢修相結(jié)合，找出問題所在，做出相應(yīng)的改進(jìn)措施。對(duì)機(jī)組的改造也應(yīng)根據(jù)存在問題的不同，實(shí)事求是，有針對(duì)性地進(jìn)行?！娟P(guān)鍵詞】定期檢修；狀態(tài)檢修；技術(shù)改造近年來隨著計(jì)算機(jī)監(jiān)控在水電站的普遍使用和技術(shù)的不斷提高，一些專家提出對(duì)今后安裝的大型水輪發(fā)電機(jī)組不再搞定期檢

2、修，而實(shí)行狀態(tài)檢修，以減少機(jī)組停機(jī)時(shí)間，提高利用率，發(fā)揮更大經(jīng)濟(jì)效益。定期檢修是大多數(shù)水電站水輪機(jī)組采用的檢修方式，從“定期檢修”逐步過渡到“狀態(tài)檢修”，是水電站機(jī)組檢修發(fā)展的方向，也是實(shí)施“無人值班”(少人值守)實(shí)現(xiàn)水電站現(xiàn)代化的必然結(jié)果。目前，部分電站已經(jīng)安裝了振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備并已投入運(yùn)行有的電站正準(zhǔn)備安裝。水電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的研制，國(guó)內(nèi)已有十余年的歷史，有的產(chǎn)品的質(zhì)量和性能已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，可以滿足在線檢測(cè)的需求。我國(guó)可利

3、用的水利資源豐富，但現(xiàn)役水電站存在諸如主要性能參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)不符等多方面的不足，因此必須認(rèn)真總結(jié)，根據(jù)實(shí)際情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行技術(shù)改造。一、水輪發(fā)電機(jī)組的檢修（一）定期檢修定期檢修制度具有一定的科學(xué)性的，并經(jīng)過了大量的機(jī)組運(yùn)行資料的積累，經(jīng)過認(rèn)真詳細(xì)的分析和總結(jié)，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行發(fā)生故障的時(shí)間間隔來決定檢修周期。一般說來，水輪發(fā)電機(jī)組的檢修盡量安排在枯水季節(jié)進(jìn)行，以損失機(jī)組的可利用小時(shí)數(shù)來把發(fā)電損失減少到最低對(duì)電網(wǎng)而言，只要有足夠的備用

4、容量，部分機(jī)組檢修是完全可以的。另一方面，定期檢修因?yàn)闀r(shí)間安排充足，各種情況考慮較周全，能夠?qū)σ恍┎灰妆O(jiān)測(cè)到的水輪發(fā)電機(jī)組缺陷進(jìn)行處理，比如:氣蝕磨損程度、機(jī)械聯(lián)接螺栓斷裂情況、流道水工建筑物的損壞情況等。而若在豐水期才發(fā)現(xiàn)這些缺陷再安排時(shí)間進(jìn)行檢修，將增大發(fā)電損失。因此，一般小故障和缺陷留待枯水季節(jié)機(jī)組定期檢修時(shí)再處理，而在豐水季節(jié)盡量讓機(jī)組滿發(fā)多發(fā)電，少停機(jī)，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。定期檢修使檢修管理工作有計(jì)劃有目標(biāo)的進(jìn)行，但運(yùn)行的設(shè)備

5、的損壞程度、檢修及更換周期往往難以掌握。（二）狀態(tài)檢修所謂水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修（或叫診斷檢修）就是采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控專家系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況及參數(shù)進(jìn)行全面記錄、監(jiān)視、檢測(cè)、分析和預(yù)測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常情況時(shí)，合理科學(xué)地做出判斷或診斷，并提供可靠的報(bào)告以作為水輪發(fā)電機(jī)組檢修的依據(jù)此時(shí)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有針對(duì)性的檢修，以保證機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定。只要計(jì)算機(jī)的所有傳感元件可靠，所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)是真實(shí)的，在重要部位配置雙重化的自動(dòng)化傳感

6、元件，即使某一自動(dòng)化傳感元件出現(xiàn)故障，計(jì)算機(jī)監(jiān)控專家系統(tǒng)也能進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷處理，且不影響機(jī)組的安全運(yùn)行。要實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修，需事先確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)設(shè)備狀態(tài)的變化達(dá)到或超過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就確定對(duì)該設(shè)備進(jìn)行檢修。而判斷是否需要檢修所需要的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格講，需要對(duì)每個(gè)設(shè)備及每個(gè)設(shè)備的每項(xiàng)參數(shù)或指標(biāo)都加以規(guī)定。機(jī)械振動(dòng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是判斷機(jī)組振動(dòng)水平和是否需要檢修的標(biāo)準(zhǔn)，判斷標(biāo)準(zhǔn)有兩種情況：一是設(shè)備的單項(xiàng)指標(biāo)，二是設(shè)備的綜合指標(biāo)。單項(xiàng)指標(biāo)是表

7、示設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)，需要逐一制定，單項(xiàng)指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)限值也需要檢修；綜合指標(biāo)既指一項(xiàng)設(shè)備或部件的多種指標(biāo)，也指一臺(tái)復(fù)合設(shè)備的多項(xiàng)指標(biāo)，例如機(jī)組的振動(dòng)、空蝕、軸承、等。到底什么指標(biāo)決定檢修或決定檢修的規(guī)模，需視具體情況而定。等，只有徹底摸清問題，才能有針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)改造，取得實(shí)實(shí)在在的改造成果。對(duì)現(xiàn)有水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造，必須堅(jiān)持貫徹先進(jìn)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性、特殊性的原則，針對(duì)實(shí)際情況，因地制宜，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于水頭、流量與原設(shè)計(jì)變化不

8、大，而水輪機(jī)設(shè)備陳舊、性能落后的水電站，可采用更新改造或增容改造方式；而對(duì)于水頭、流量比原設(shè)計(jì)減少了的水電站，宜采取減容改造方式。即根據(jù)實(shí)際運(yùn)行水頭和流量，降低水輪機(jī)的額定水頭，減小額定輸出功率，選用合適的新型轉(zhuǎn)輪或重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)輪，將水輪機(jī)調(diào)整到最優(yōu)或較優(yōu)工況區(qū)運(yùn)行，以提高其運(yùn)行效率，增加年發(fā)電量，反之對(duì)于水頭和流量比原設(shè)計(jì)大的宜采用增容改造方法；對(duì)于多泥沙水電站，應(yīng)考慮泥沙磨損問題，采用與抗磨措施相結(jié)合的改造方法。由于水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)技術(shù)

9、發(fā)展階段不同，水輪機(jī)在水輪發(fā)電機(jī)組中處于原動(dòng)機(jī)的地位，故水輪機(jī)運(yùn)行效率高低影響顯著；水輪機(jī)的選型技術(shù)難度較大，影響參數(shù)也多，在水電站實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題也比較多。因此，要求在增容改造中，必須分清主次，首先要抓住水輪機(jī)的改造，從而帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)和整個(gè)水電站機(jī)電設(shè)備及水工金屬結(jié)構(gòu)的技術(shù)改造，這是應(yīng)當(dāng)遵循的原則。同時(shí)做好技術(shù)改造前后性能對(duì)比測(cè)試，為保證技改工程質(zhì)量，一定要做機(jī)組起動(dòng)驗(yàn)收，起動(dòng)驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行試生產(chǎn)運(yùn)行。只有經(jīng)過試生產(chǎn)運(yùn)行合格

10、并且遺留問題都已處理完畢，才能最終進(jìn)行改造工程的竣工驗(yàn)收，確保長(zhǎng)期高效安全運(yùn)行。位于磴口縣巴彥高勒鎮(zhèn)近郊的三盛公水電站，2號(hào)機(jī)安裝了ZD510－LH－180水輪機(jī)和TS284－19／32發(fā)電機(jī)，N＝650kW，經(jīng)常在其低水頭范圍內(nèi)工作，效率低，出力小，運(yùn)行不夠穩(wěn)定。后來將其工作輪（包括支持蓋）更換為ZD760型，保證了機(jī)組安全運(yùn)行（下游水位在1047.42m），提高了發(fā)電能力和供電的可靠性，促進(jìn)了本地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展；另外由于ZD760水