淺析水電廠動力工程存在的主要問題

1、 淺析水電廠動力工程存在的主要問題 摘要：在現(xiàn)代化日常生活中，往往離不開能源在我們生活中發(fā)揮作用。當(dāng)前，隨著人們的現(xiàn)代化環(huán)保意識逐漸提高，不少企業(yè)也建立了環(huán)保能源開發(fā)項(xiàng)目，特別是就電力企業(yè)而言，許多電力企業(yè)采用水能、太陽能等多樣發(fā)電方式，節(jié)能效率進(jìn)一步提高。但是，在當(dāng)前水電廠水能和動力工程的設(shè)計(jì)中，仍出現(xiàn)了一些問題亟需解決。因此，本文從電廠水能和動力工程角度出發(fā)，對其存在的主要問題進(jìn)行一定的探討。關(guān)鍵詞：電廠水能；動力工程；問題分析引言：我們?nèi)粘Ｉ畹谋姸喾矫娑夹枰姸嗟馁Y源來運(yùn)營維持，而電能更是當(dāng)前社會中的熱點(diǎn)資源。目前，隨著我國科技研究的不斷提高，發(fā)電方式也越來越多樣。但不同地區(qū)由于受到發(fā)

2、電設(shè)備，以及地理因素等多方面影響，各地區(qū)的水力發(fā)電工程中往往會出現(xiàn)一些困難。而水力發(fā)電通常又需要豐富的水源和動力工程作為運(yùn)行的基礎(chǔ)，要想保障電廠的順利運(yùn)行，就需要深入了解水能和動力工程中存在的問題。1 電廠水力發(fā)電的運(yùn)營原理一般來講，發(fā)電機(jī)的發(fā)電都首先需要利用到水的重力，其利用自身勢能轉(zhuǎn)化為一定的動能作為能量，由此推進(jìn)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動，當(dāng)然，也有一些發(fā)電機(jī)在操作時(shí)，直接與水輪機(jī)相連，這樣以來，能夠直接發(fā)電。另外，水位的落差對水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速也有一定的影響，一般而言，落差越高，其所轉(zhuǎn)換的電能也就越大，因此水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速也會漸趨變快。以下圖1是全力發(fā)電的基本流程，該流程圖較好的展示了發(fā)電過程中能量的組成：首先

3、，需要處于上游的水將重力的勢能轉(zhuǎn)化為動能，由此才能作為水輪機(jī)轉(zhuǎn)動動力，帶水輪機(jī)轉(zhuǎn)動后，點(diǎn)擊才能在水輪機(jī)的引導(dǎo)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動，動能再次轉(zhuǎn)化為電能，這一過程中就完成了機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖1 水力發(fā)電能量組成2 電廠水能及動力工程存在的主要問題2.1 一次調(diào)頻的問題水輪機(jī)的變化影響往往會受到并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組的影響。而機(jī)組在工作過程中很容易受到外界重力的干涉而導(dǎo)致頻率波動，并根據(jù)頻率的大小做出相應(yīng)的調(diào)整，以維護(hù)電網(wǎng)順利工作。整個(gè)流程下來，就是電廠一次調(diào)頻的過程。但是，不少電廠在一次調(diào)頻的過程中都存在一定的問題。對于水輪機(jī)的變化通常要注意幾個(gè)方面：調(diào)節(jié)級的中間部分以及末級，當(dāng)?shù)谝徊糠珠y門開啟時(shí)，受閥門初開

4、的影響，流量往往會突然增大，此負(fù)荷重量也會有所增長，一般這一期間對比焓降和調(diào)節(jié)級的數(shù)值變化，不難發(fā)現(xiàn)通常是焓降較大1。而相反水流量有所減少，那么對應(yīng)的負(fù)荷量也會變小許多。除了第一閥門外，還要重視第二閥門的作用。如果在第一閥門開啟而第二閥門閉合之際，一般調(diào)節(jié)級別普遍偏向于中間級，而在這一狀況中，一些小的故障往往不會對調(diào)節(jié)級和焓降產(chǎn)生什么影響。但是當(dāng)末級水流量增長時(shí)，前一級負(fù)荷量會變小，因此焓降值增長，相反，若水流減小，那么負(fù)荷量同理會有所增長，焓降值呈相反的趨勢變化。水的流量變化還和噴管的調(diào)節(jié)作用有一定的聯(lián)系：由于每一部分的閥門所滲入的水流量是不同的，所以部分調(diào)節(jié)級會根據(jù)調(diào)節(jié)閥數(shù)目變化而作出一定

5、的改變。當(dāng)運(yùn)行機(jī)械壓力承重過大時(shí)，節(jié)流調(diào)節(jié)很可能不如調(diào)節(jié)級直接作用好。當(dāng)然，也有部分機(jī)組在工作時(shí)，水輪機(jī)引水室內(nèi)溫度受外界影響產(chǎn)生不同層次的波動，這也很可能對負(fù)荷結(jié)果有一定的干涉2。機(jī)組工作人員可以運(yùn)用同步器進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)整，因?yàn)橥狡魍茉谒啓C(jī)中對其工作系統(tǒng)特性有所調(diào)整。2.2 發(fā)電系統(tǒng)組軸系存在的問題受內(nèi)外不可控因素的影響，在系統(tǒng)機(jī)組工作的過程中，其往往很可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，較常見的情況就是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中也存在一定的這種現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)機(jī)械不穩(wěn)定一般表現(xiàn)為嚴(yán)重的振動故障，其多半是由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不對中問題引起的。轉(zhuǎn)子不對中可能會對水電機(jī)械設(shè)備的使用安全性帶來一定困擾。比如相關(guān)器械的承軸可能會摩擦受損

6、、軸彎曲異形甚至是油膜震蕩的現(xiàn)象。這些都有可能影響到水輪機(jī)部件的運(yùn)行。另外，機(jī)組的正常工作是可以和系統(tǒng)故障并行的，所以，當(dāng)其在正常運(yùn)行的過程中，故障很有可能因?yàn)闆]有檢測出來而愈發(fā)嚴(yán)重。但是，如果機(jī)組可以正常工作，通常是不受電力因素影響的，接下來可以通過對水頭位置調(diào)整來檢測，如果調(diào)整后故障沒有發(fā)生變化，則多半表明其不是由水力結(jié)果造成的3。還有值得注意的一點(diǎn)是，在出現(xiàn)故障期間應(yīng)該對水利系統(tǒng)格外重視。比如，有的發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)軸承分為上下兩部分，在系統(tǒng)工作定時(shí)間后，同上機(jī)架一起的上導(dǎo)軸承的振蕩情況會過于強(qiáng)烈，這一情況多半由工作人員檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)是螺釘出現(xiàn)問題，比如可能是先接口處斷裂或是固定的地方產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象

7、。因此而在對故障進(jìn)行解決時(shí)，就應(yīng)該首先對發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的各個(gè)零件進(jìn)行精密的檢驗(yàn)，判斷是否有螺絲或者是導(dǎo)軸承出現(xiàn)一定的質(zhì)量問題。另外，除了對相應(yīng)零件的質(zhì)量要有所檢驗(yàn)，還需要對運(yùn)行進(jìn)行模擬檢驗(yàn)，判斷其工作頻率是否處于常態(tài)。當(dāng)然，相應(yīng)的檢測技術(shù)層出不窮，例如振動試驗(yàn)、負(fù)荷試驗(yàn)等等，專業(yè)工作人員都可以由此來對故障原因進(jìn)行檢驗(yàn)。2.3 極組和節(jié)流調(diào)節(jié)中其他工況中的問題極組中的其他工況對整個(gè)工作系統(tǒng)的順利運(yùn)行也有一定的影響。例如，當(dāng)前后級組與臨界水平是落差較大時(shí)，此時(shí)水量和級組前后的負(fù)荷作用力下平方差平方根是正趨向4。而其他工況前，通常級組是處于臨界水平的，所以此時(shí)水量與負(fù)荷是正趨勢。另外，當(dāng)水流量突然加大

8、時(shí)，或是負(fù)荷量突然變大時(shí)，都有可能為使軸向推力突然變大。總之，變工況的變化往往會影響多方面的影響，涉及到多個(gè)趨勢的變化。與級組相似的問題環(huán)節(jié)是節(jié)流調(diào)節(jié)級。其他工況還有可能對調(diào)節(jié)級也有一定的作用。當(dāng)變工況有所變化時(shí)，調(diào)節(jié)級的溫度也會產(chǎn)生一定的波動，但總體上波動的幅度基本保持平緩，對于調(diào)節(jié)級組的負(fù)荷力度也不會太大。當(dāng)然，變工況在節(jié)能方面肯定會造成一定的損失的，所以，通常而言，電廠的工作級組級數(shù)是不會低于四級的，因?yàn)闃O組的數(shù)量越多，也就代表機(jī)組的數(shù)值越小，這樣一來對于負(fù)荷量的作用也就較小。為了更好地應(yīng)對變工況中可能出現(xiàn)的問題，需要盡可能的保證工況穩(wěn)定性，同時(shí)也要對流域的面積有一定的控制力度，相應(yīng)零件部位的工作頻率也要有熟悉的了解，在受力情況不均時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在之處。三、結(jié)束語總之，電廠水能和動力工程運(yùn)作涉及多個(gè)方面，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能對最終的運(yùn)行產(chǎn)生影響。為了保障電廠的正常運(yùn)營，保證我們的日常生活質(zhì)量，就需要對水能和動力工廠進(jìn)行仔細(xì)的檢驗(yàn)，找到其中存在的故障，及時(shí)處理其中存在的問題，提高最終的水電利用效率。參考文獻(xiàn)：1羅虎.淺析在電廠水能及動力工程存在的主要問題j.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2018,000(018):3293.2譚劍波,何自立,王立青.白云峽水電站增效擴(kuò)容水能復(fù)核及技改方案研究j.水