水电厂水轮机检修方式及能量问题相关探析

李眀佶

(桂林市临桂县大江水电管理所,广西桂林 541102)

水电厂水轮机检修方式及能量问题相关探析

李眀佶

(桂林市临桂县大江水电管理所,广西桂林 541102)

本文主要围绕现行检修体制下的机组能量状况进行讲述,同时对水轮机能量指标进行现场实测,了解水轮机指标和水轮机检测质量两者之间的联系,从而对水轮机设备的检修做到更好的管理、加强了水轮机检修质量,这也是为了有效提高水轮机的工作效率所必须的环节。在此过程中,每一个水电厂要避免按部就班状况的发生,按照水电厂自身的状况,规划和制定出一些适合自己水电厂的检修指标,从而在企业内部对工作进行规范管理,为以后的工作者提供良好的经验和借鉴。

水电厂 水轮机 检修方式 能量 状态监测

在二十世纪九十年代中后期,在一些发达国家在水轮机等设备的检修趋势的影响之下,我国的水电设备的检修也得到了很大的进步。随着社会的不断发展,我国的机组状况的检修、检测等技术不断改性和健全,检修模式已经从传统的计划检修逐渐被先进的状态检修所代替。同时在这种新的检修方式的实施中也取得了很大的成效。本文将结合多年的工作实践经验,举例说明水轮机的能量性能能够体现机组检修质量的高低,而且是衡量其质量的重要依据。因此,各个水电厂要结合自身的实际状况构建一个科学合理的水轮机检修制度,从而进检修工程进行有效的管理。

1 现行检修体制下的机组能量状况

随着社会的快速发展,水电厂的各个方面也得到了很大的发展,水轮机检修技术也越来越先进,日趋健全。在对水轮机的检测过程中,传统的检测方式都是通过以时间为基础来进行定期的维护和检修的,随着社会的发展,过去的检修方式已经渐渐被现在以状态检修为基础的检修方式所代替,从而能够更好的体现预知性,这里所说的状态检修,指的就是当今的一种比较前卫的检修管理模式,在现实的工作过程中利用这种方式可以有效的对当前检修过程中出现的盲目性进行预防,同时还可以更好的节省物力与人力资源,提高利用效率,有效避免浪费现象的发生,从而能够有针对性的提升水电厂的设备在检修过程中的可靠性,使得实用性能够全面的得到发挥。因此,当前的这种检修方式截止到现在为止是最为有效最理想的检修方式。但是,由于每个水电厂的自身情况不同,所以实际工作应用过程中要注意具体情况具体分析,不要盲目随从,在检修时,由于检修是一种操作繁琐,技术复杂的一种系统项目,因此在实施过程中会存在着很多的缺陷,例如检测系统在实际的运用过程中缺少经验而使得操作时检测体制不健全,或者是在故障诊断机理方面还处于发展的初级阶段,这就使得水轮机检修在现在社会工作中的普及和运用在很多方面受到了阻碍。

水轮机的性能是由一台水力发电机组中的内部空蚀特性、稳定性指标以及能量指标三大指标共同影响的,同时水轮机的性能的好坏也能将水轮机自身的性能指标体现出来,这主要也依赖于水轮机内部的过流通道是否得到了健全,除此之外,其性能指标的高低主要还受到了工艺设计的标准、水轮机内部的结构以及在制造过程中的具体环节影响。水轮机在安装过程、检修过程以及运行过程中的质量问题,在实际应用中他们的完成成效和发电的成本两者之间成反比,效率高反而会降低发电的成本,从而能够在水电厂的发电过程中获得最大的效益。在水轮机的检修过程中由于其具有多个零件组成,在工作中工况比较复杂,并且在实际的运作过程中并没有将其中存在的弊端进行妥善的解决,从而致使对泥沙磨损程度的监测以及对水轮机空化性能的检修任务都受到的阻碍,无法正常的进行下去。因此,水轮机必须要定期进行严格的检修,其检修质量的高低也会对对机组能否正常运行造成威胁,从而直接影响到了水电厂的经济效益。

水轮机的运行状态的好坏与水电厂对机组检修工期以及检修时间的处理息息相关,因此,在对水轮机进行检修处理时,除了一些必要的设备革新改进之外,每间隔一段时间要对水轮机以及在泥沙磨蚀中磨损过于严重的位置、流通道被空化的部位作打磨或者是补焊等解决措施。在这一系列的修补处理完成之后,要将机组的拆卸下来的零件组装上,安装完成之后还要对参数进行调节,只有参数符合规定之后,才能够经过机组检修水轮机能量指标能否恢复了的标准,只有达到了要求才能够正确的呈现出其设备的运行状况、机组的健康情况、操作人员的工作规范性以及机组的检修质量等相关内容,从而对今后水电厂机组的正常安全运行与工作指导有着积极的作用。

2 水轮机能量指标现场实测

在我国的某个电网的主力电厂,装机设计的容量为1225MW,近年来电厂对于水轮机机组进行了改进,改造之后电厂的管理层对发电装备在运行过程中的健康状况高度重视,并开始经常性的对水轮机机组的性能指标进行检修,通过这种方式来为大修质量提供有效的依据,同时还能够为今后机组的改造以及电厂发电的优化提供珍贵的经验和借鉴。如果水轮机的能量指标降低了,并不是忽然就会下降,都是由于在运行过程中设备受到了损害,使得水轮机组的工作效率下降造成的。经过对比,不仅能够判断检修之后的水轮机是否回到了原来的运行状态,并判断其恢复状态的程度,还能够正确的掌握水轮机在检修之前与大修周期工作之后其能量指标的变化波动程度,这些信息都是判断检修质量的重要依据和标准。水轮机运行效率可以用函数表示,可写为：

其中ηt表示的是水轮机效率;Pt表示水轮机出力,单位是WM;Q表示机组流量,单位是m3/s;H表示水轮机工作水头,单位是m。

通过对水轮机的效率进行现场检测记录的一些数据内容进行分析,能够得知,在这个水头之下,每个机组其运行的特点不同并具有一定的规律性,例如水轮机效率ηt=f(Pt,H)表示的就是工作水头H和水轮机出力Pt两者之间的函数关系,同时还可以得知它只会受到机组的运行工况的影响。

设机组没有受到损害完好的时候水轮机的效率是：

由于转轮在运行中会受到泥沙磨砂或者是空蚀等的影响,水轮机机组在工作一段时间之后,在同一个水头之下,水轮机的效率就会变化为：

其中i表示测量的次数,它会受到测量时间的影响。

水轮机在运行时磨蚀的越严重,ηti就会变得越来越低,函数(2)和函数(3)之间的差值为Δηti：

在同样的工况状况之下,Δηti表示的就是与水轮机机组在没有磨损完好的状态之下两者效率之间的差值。Δηti的值越大,就表示水轮机过流部件受到磨损以及空蚀等破坏的程度越大。如果与之相反,就能够利用机组能量的检测设备对水轮机的磨损和空蚀损坏程度进行判断与比较,同时还可以掌握在效率减少之后所带来的能量损失程度。根据相同的道理可知,水轮机的出力Pt=f(S,H)的变化情况可以表示为：

其中函数中的S表示接力器行程,单位是mm。

同时,还要在水轮机机组运行任意一点时间(t1-t2)之内,对其进行两次测试,通过这两次测试来对水轮机能量指标在运行之后发生的变化程度进行判断,其变化的程度可以用下面的函数表示：

水轮机出力表示为：

水轮机效率表示为：

通过对检修之前与之后的水轮机进行能量特性的检测,并利用其测试的数据可以对水轮机的检修质量进行判断和鉴别,其前后两者的波动数值可以作为对水轮机组检修质量高低的判断参考指标和依据。

3 加强检修管理,提高检修质量

随着时代的发展,状态检修也在水电厂普及并广泛应用起来,其在水电厂的位置也日益突显出来。在水轮机的检修过程中,要对水轮机机组的结构特征、设计参数、设备安装的质量、动态与静态品质以及机组的运行状况等多方面进行具体详细的掌握和学习,了解这些特性,这样才能够规划出符合要求的、规范化的检修规则。除此之外,还要将机组性能的相关指标有机结合起来,合理科学的将检修规划进行安排,从而有效的完成检修工作,实现检修工程的目的性、实效性和针对性。例如,在水轮机中,水轮机效率受到影响的原因有很多,绝大多数是由于转轮叶片的线性被破坏出现状况、止漏环的中间缝隙变大以及过流通道受到严重的磨损等情况的影响。因此,要从能量指标方面着手,在检修过程中将检修的质量问题作为高度重视的对象,使得在检修完成后能够尽最大能力恢复到符合原来设计的要求标准。同时还要将传统的检修方法和思想观念替换掉,建立新的检修模式,树立新式的检修思想,提高员工的检修意识,并且在管理过程中采用项目工程的负责制,加大力度实施项目监理制,从而使责任落实到人头上,工作中各尽其职,不但可以避免不必要的责任纠纷,还能够使工作人员格尽职守,从而确保了检修工期的正常完成以及检修质量的有效提升。

除了上述之外,事实上检修不仅仅指的是对水轮机的单纯维护修理,还要在检修过程中找到问题的所在,分析探究问题出现的原因是什么,同时并根据发生问题的原因进行思考和研究,在深入思考之后对问题出现的根本原因进行明确判断,从而有针对性的提出一些合理有效的解决方案去应对这些问题,以避免这个问题的再次发生。通过这种检修方式,机组的运行效率就能够得到极大程度的提高,提升检修效率,还能够大大延长水轮机的检修周期,从而使得发电厂在运行过程中获得最大的经济收益。

4 结语

水电厂运作过程中对水轮机的能量状态进行诊断和检测是至关重要的,其重要性与安全问题不相上下。以此,在对能量指标进行监测时,要长时间的当做一个重要的任务认真完成。这对任何一个水电厂来说都是非常重要的,尤其是针对一些泥沙河的水电厂而言,要在监测时将自身的环境等实际情况考虑进去,同时制定出一个健全的能力指标降低以及其恢复情况相关的检修标准。能量指标降低到某个点就能够判断是否要进行检修,同时对于能量指标的恢复数据也是检修质量鉴别的依据。通过这种性能的对比,能够保证检修的规范化,确保水轮机的正常运行。

[1]赵耀,董开松,李臻.基于多线程和虚拟仪器界面的水轮机噪声测试与分析系统[J].水电站机电技术,2006(04).

[2]高聘,闫军伟.创建学习型班组打造高技能队伍——农一师电力公司水电厂检修车间创建“学习型班组”先进事迹[J].兵团工运,2012(04).

[3]杨萍,张淑珍,李鹤歧,沙成梅.基于Pro/E软件平台的混流式水轮机转轮叶片形状拟合及实体模型的建立[J].机械设计与制造,2002.

[4]赵清江,王义安,于广年.改善依兰通航水流条件方案试验研究[J].东北水电,2009(10).

李眀佶(1976.12-),性别：男,籍贯：广西临桂,学历：大专,职称：初级,研究方向：水力发电设备检测与维护。