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水力發(fā)電廠水輪機異常故障以及處理

2022-12-23

相繼良

摘    要:現(xiàn)階段,在我國的水力發(fā)電工程建設中,水輪機扮演著十分重要的角色,其應用具有轉(zhuǎn)化率高、運行成本低的優(yōu)勢,對水力發(fā)電廠的發(fā)展具有重要的推動作用。但是,水輪機在運轉(zhuǎn)過程中,極易受到泥沙等因素的影響,出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,大大降低了水輪機的工作效率。因此,對水輪機異常故障出現(xiàn)的原因及處理措施進行探析十分重要?;诖?,本文首先對水輪機的運轉(zhuǎn)進行簡要介紹,隨后對水輪機應用過程中常見的故障及其誘因進行探析,Z后就水輪機的常見故障提出相應的解決措施,以此供相關人士參考交流。

關鍵詞:水輪機;異常故障;轉(zhuǎn)輪;處理方法

1 引言

隨著社會的快速發(fā)展,人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)活動等的用電量不斷增加,導致我國供電網(wǎng)絡處于十分緊張局面。在此背景下,水力發(fā)電的重要性越來越突出,水力發(fā)電廠也得到了一定程度的發(fā)展,近年來我國的水力發(fā)電廠的建設規(guī)模也在不斷壯大。水輪機作為水力發(fā)電工程中重要的應用設備,其運轉(zhuǎn)效率直接影響著水力發(fā)電廠的發(fā)展。但是,由于各種因素的影響,水輪機在實際運行中常會出現(xiàn)異常故障,對水輪機故障出現(xiàn)的原因以及處理措施進行探究,對提升水輪機的運轉(zhuǎn)效率,促進水力發(fā)電廠的發(fā)展具有重要意義。

2 水輪機簡述

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,使得人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)所用的電量大有增加,我國供電網(wǎng)絡出現(xiàn)了緊張的局面。傳統(tǒng)的火力發(fā)電已經(jīng)難以滿足人們的用電量要求,與此同時,火力發(fā)電是以寶貴的石油等不可再生資源作為發(fā)電原料的,不僅發(fā)電成本高,其對環(huán)境造成的污染也十分巨大。在此背景下,開發(fā)新能源作為新型發(fā)電方式,水力發(fā)電也因此應運而生。水力發(fā)電的出現(xiàn),不僅緩解了我國供電網(wǎng)絡的緊張局面,而且有效節(jié)約的石油等資源,同時減緩了環(huán)境污染的緊張局面,實現(xiàn)了對傳統(tǒng)火力發(fā)電缺點的改進。

在水力發(fā)電工程中,主要應用到的機械設備就是水輪機,其構(gòu)成部件主要是轉(zhuǎn)輪、導葉、蝸殼、尾水管以及導水控制機構(gòu)等[1]。在水輪機的運轉(zhuǎn)過程中,各部件功能的緊密配合是實現(xiàn)水輪機穩(wěn)定運行的基礎,同時也是實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)目的的關鍵所在。但是,在水輪機的實際運行過程中,難免會有故障的出現(xiàn),這不僅會給水輪機運行效率造成嚴重的影響,還會給水力發(fā)電廠的水力發(fā)電任務造成嚴重的阻礙。因此,對水力發(fā)電廠水輪機的常見故障進行探析,探究有效解決故障的方法十分關鍵。

3 水輪機常見的異常故障發(fā)生的原因

3.1  水輪機振動故障

水輪機在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生一定的振動,安全范圍內(nèi)的振動頻率不會對水輪機的運轉(zhuǎn)造成影響,但一旦水輪機的振動頻率超出安全范圍,或者震動不穩(wěn)定,就意味者水輪機的某個部件出現(xiàn)了異常故障。這種異常振動的出現(xiàn),不僅會使得水輪機的使用壽命大大縮短,還會降低水力發(fā)電廠的生效率,甚至還可能引起其他設備的共振,給水力發(fā)電廠造成嚴重的經(jīng)濟損失。為有效探究解決水輪機異常振動故障的方法,需要對故障出現(xiàn)的原因進行探究。

當前已知的引發(fā)水輪機異常振動故障發(fā)生的原因主要有三個:個是水輪機的尾水管出現(xiàn)異常,這主要是因為水輪機的尾水管受到不均勻外力的沖擊,引起不穩(wěn)定流體的產(chǎn)生,進而給整個水輪機的系統(tǒng)運行造成影響[2]。第二個重要原因是流通管的錯誤安裝,這使得水輪機的轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)空蝕現(xiàn)象,Z終導致水體在進入系統(tǒng)時,流通管難以保持穩(wěn)定,Z終引起水輪機的異常振動。第三個原因是水輪機的轉(zhuǎn)動部件的重量不平衡,主要是由于轉(zhuǎn)輪在補焊后導致的葉片重量不均勻,甚至出現(xiàn)局部變形情況,Z終導致水輪機運轉(zhuǎn)中的不正常振動。

3.2  轉(zhuǎn)輪異常損耗

在水輪機進行水力發(fā)電過程中,容易受到水體中泥沙等的影響,造成轉(zhuǎn)輪的異常損耗,并且泥沙量的多少會直接影響轉(zhuǎn)輪的損耗程度。一般情況下,在水體用于水力發(fā)電前會經(jīng)過一定的處理,以減少水體中的泥沙含量,以降低對水輪機轉(zhuǎn)輪的損耗。但是,經(jīng)過處理的水體一般還會含有一定量的泥沙,當這些水流經(jīng)過水輪機時,就會給水輪機的管道造成一定程度的磨損,引發(fā)水輪機管道的變形等,久而久之還會導致轉(zhuǎn)輪損壞,影響水輪機的正常運轉(zhuǎn)。除此之外,水體中含有的泥沙還可能會加劇氣蝕對水輪機轉(zhuǎn)輪的損害,引發(fā)水輪轉(zhuǎn)輪的多重破壞,嚴重降低水輪機的運轉(zhuǎn)效率。

3.3  轉(zhuǎn)輪運行時的常見故障

轉(zhuǎn)輪作為水輪機的核心部件,在運行過程中也極易出現(xiàn)異常故障,引發(fā)這些故障的原因主要有兩個。首先,是轉(zhuǎn)輪的氣蝕失效[3],引發(fā)氣蝕失效的原因有多種,其中Z主要的就是其出廠時的性能指標為達到標準要求。另外一個誘發(fā)轉(zhuǎn)輪運轉(zhuǎn)異常故障的原因就是轉(zhuǎn)輪斷裂。引起轉(zhuǎn)輪斷裂故障的主要?因是,轉(zhuǎn)輪在長期運轉(zhuǎn)中受到腐蝕,導致輪葉薄?,水輪機在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動容易導致轉(zhuǎn)輪的斷裂。

4 解決水輪機常見故障的有效措施

4.1  合理控制軸承瓦溫度

水輪機的軸承瓦溫度過高會在大概率上引發(fā)水輪機異常故障的出現(xiàn),對軸承瓦的溫度進行合理控制是保障水輪機正常運轉(zhuǎn)的重要手段[4]。一般情況下,在水輪機的長期運轉(zhuǎn)過程中,軸承瓦的溫度會有所上升,要根據(jù)不同情況采取不同的措施對軸承瓦溫度過高的問題進行解決。如果軸承瓦的溫度是急驟上升的,同時還伴有水輪機振動幅度加大的現(xiàn)象,那么就應該采取緊急停機處理,并且對水輪機的油水管路、冷卻水系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)等進行詳細排查,對故障出現(xiàn)部位進行維修或零件更換。如果溫度的上升速率較為緩慢,且機組的振動幅度處于正常范圍內(nèi),則可以在不停機的情況下對有位、測溫系統(tǒng)、冷卻水流量等進行故障排查與維修,以此實現(xiàn)對軸承瓦溫度的有效控制。

4.2  拆除水輪機內(nèi)部的紫銅墊

水輪機振動故障的出現(xiàn),大都是由零部件出現(xiàn)故障多引發(fā)的,此時水輪機一般處于帶負荷的工作狀態(tài)。在這種情況下,則應該首先對水輪機的零部件進行檢查,主要排查轉(zhuǎn)輪以及螺釘?shù)炔考欠癯霈F(xiàn)異常,面對葉片脫落現(xiàn)象,則應該立即停機對其進行維修,以保障系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及安全性。

此外,還可以采取對設備重新盤車的方法實現(xiàn)對水輪機振動頻率的有效控制。在此過程中,可以拆除水輪機內(nèi)部的紫銅墊,以保障水輪機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。同時,在對零部件進行移除處理時,要注意對零部件的保護,并且要對其他設備的位置及角度進行嚴格控制,避免其它設備共振現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4.3  對水輪機進行重新組裝

在水輪機故障出現(xiàn)后,必須對故障進行及時的排查和處理,并且在處理完成后對水輪機進行重新組裝。在水輪機的重裝過程中,技術人員需要注意嚴格按照安裝說明書進行,同時對設備之間的距離進行嚴格控制,以減少設備間共振現(xiàn)象的出現(xiàn)。此外,在機械的重裝完成后,要對設備進行專業(yè)的性能檢測,以保證設備的安裝質(zhì)量,確保設備的正常運轉(zhuǎn),相關人員還應該對設備的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)進行記錄,為后續(xù)檢修工作的進行提供數(shù)據(jù)參考。

5 結(jié)束語

振動故障作為水輪機運轉(zhuǎn)中Z為常見的故障,其出現(xiàn)不僅會嚴重降低水輪機運轉(zhuǎn)的效率,同時還會大大縮短水輪機的使用壽命,甚至還會給整個水力發(fā)電系統(tǒng)造成嚴重的負面影響。為實現(xiàn)資源有效利用率的提升,降低由于水輪機運行故障給水力發(fā)電廠帶來的經(jīng)濟損失,就需要對水輪機常見故障出現(xiàn)的原因進行研究,并且以研究結(jié)果為依據(jù)提出相應的解決措施,以此保障水力發(fā)電廠水輪機的穩(wěn)定運轉(zhuǎn),促進我國水力發(fā)電工程的建設和發(fā)展。

參考文獻:

[1] 張青山.水力發(fā)電廠水輪機振動異常故障和處理方法探討[J].中國科技投資,2017(13):195.

[2] 蘇偉.關于水輪機的轉(zhuǎn)輪故障以及處理方法分析[J].化工管理,2017(30):181.

[3] 王少愚.水力發(fā)電廠電氣運行常見故障及處理措施研究[J].電力系統(tǒng)裝備,2019(17).

[4] 戴俊.水輪機運行中的故障分析及處理措施[J].中國化工貿(mào)易,2017(36):205.

來源:《裝飾裝修天地》2020年20期