水輪機運行中的故障處理探究

1、    水輪機運行中的故障處理探究    諶琪軍 劉忠摘 要：就水輪機的結(jié)構(gòu)而言，它是由各種機械部件組成的。水輪機在運行時，會隨著水流的沖刷而旋轉(zhuǎn)，從而獲得發(fā)電機運行所需的機械能。水電站是自動運行的，現(xiàn)場無操作人員，采用遙控方式。由于汽輪機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行過程中會受到各種因素的影響，不可避免地會導(dǎo)致故障。這需要采取有效措施加以解決。本論文著重于研究水輪機運行中的故障處理的相關(guān)問題。關(guān)鍵詞：水輪機;運行;故障;處理引言：水電站中，水輪機發(fā)揮著重要的作用。水輪機要保證持續(xù)穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，在運行的過程中存在故障是在所難免的，這就需要針對故障采取有效的措施解決。故障問

2、題體現(xiàn)在剪斷銷剪斷的故障、機組過速的故障、水輪機空化與空蝕故障、軸承瓦溫異常升高故障以及出力不足故障，具有針對性地提出故障處理措施。一、水輪機運行過程中所存在的故障（一）水輪機運行過程中所存在的剪斷銷剪斷的故障水輪機在運行的過程時，水壓沖擊力比較大，轉(zhuǎn)速非常高，會出現(xiàn)各種機械振動的問題，很有可能出現(xiàn)磨損的問題。傳動機構(gòu)和導(dǎo)葉曲柄臂之間有一個接頭，剪切銷可在該位置被切斷。導(dǎo)水葉片開關(guān)的速度很快。隨著水流壓力的不斷增大，剪切銷將被切斷。與正常工作力相比，導(dǎo)葉的剪切力要大很多。當(dāng)剪切力超過操作力的兩倍的時候，操作上就無法控制1。作為堆芯的保護(hù)裝置，導(dǎo)葉在運行的過程中，調(diào)速環(huán)隨曲柄臂轉(zhuǎn)動，剪切銷需要承

3、受的剪切力很大，容易造成各個部件的損壞，導(dǎo)致汽輪機出現(xiàn)故障。（二）水輪機運行過程中所存在的機組過速的故障機組超速故障是指機組在正常啟停過程中，調(diào)速器將失去控制，導(dǎo)致機組運行速度迅速提高。如果機組運行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定值，旋轉(zhuǎn)部分的離心率就會增加，擺動也會增加，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)部分與固定部分相撞，導(dǎo)致斷開。采用科學(xué)調(diào)查的方法對這一現(xiàn)象進(jìn)行研究，可以看出，運行速度超過40%。當(dāng)機組運行時，會出現(xiàn)甩負(fù)荷的問題。此時，導(dǎo)葉關(guān)閉速度太慢，不能正常發(fā)揮作用，汽輪機將發(fā)生故障。（三）水輪機運行過程中所存在的水輪機空化與空蝕故障水輪機在運行過程中會產(chǎn)生汽蝕或汽蝕現(xiàn)象。水輪機轉(zhuǎn)輪的耐蝕性取決于轉(zhuǎn)輪表面的光滑程度和轉(zhuǎn)輪的活

4、性細(xì)度。現(xiàn)在，水輪機轉(zhuǎn)輪的加工將受到各種工藝的影響，包括水輪機所使用的材料、熱處理技術(shù)的性能和水平，以及運行水質(zhì)環(huán)境的影響，這些都會導(dǎo)致故障問題。當(dāng)轉(zhuǎn)輪處于運行狀態(tài)時，這些因素的影響將導(dǎo)致空化問題、空化問題，甚至斷裂失效。如果設(shè)備運行過于頻繁且持續(xù)振動，轉(zhuǎn)輪將開裂，渦輪故障的概率將增加2。（四）水輪機運行過程中所存在的軸承瓦溫異常升高故障在水輪機運行中，各軸瓦溫升是一種常見故障。這種現(xiàn)象主要體現(xiàn)在幾個方面。首先，當(dāng)冷卻水中斷或石灰迅速降低冷卻水壓力時，導(dǎo)軸承油溫會升高。造成這種現(xiàn)象的主要原因是冷卻水管堵塞或給水閥損壞;其次，如果潤滑油不足以起到潤滑作用，就不可能形成保護(hù)油膜，水輪機部件將采用巴

5、氏合金軸瓦固定軸。如果出現(xiàn)漏油或甩油現(xiàn)象，是由于放油閥松動或油槽密封不好，會導(dǎo)致漏油問題3;第三，如果潤滑油變質(zhì)，導(dǎo)軸承可能漏水。此時潤滑油將與水混合，潤滑效果將大大降低。此時機組在運行過程中與軸瓦間的摩擦?xí)龃?，使軸瓦溫度迅速升高。（五）水輪機運行過程中所存在的出力不足故障當(dāng)汽輪機在運行過程中出現(xiàn)出力不足的問題時，如果導(dǎo)葉開度和額定運行轉(zhuǎn)速不恒定，將降低汽輪機的出力效果。在水流過程中，會產(chǎn)生各種雜物，造成水輪機內(nèi)部導(dǎo)水機構(gòu)卡死，無法有效運行4。汽輪機相關(guān)設(shè)備未及時更新，設(shè)備老化，加上絕緣降低，使汽輪機實際運行水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常運行水平。水輪機機組不能處于良好的運行狀態(tài)，必然會降低工作效率，從而

6、導(dǎo)致大量的資金損失和成本增加。二、水輪機運行故障的處理措施（一）水輪機運行中機組過速的處理措施在汽輪機運行過程中，如果發(fā)現(xiàn)機組缺少汽輪機下部閥門，應(yīng)關(guān)閉進(jìn)水閥。在啟停過程中，調(diào)速器不能起到很好的作用，剪切銷會被切斷，導(dǎo)致故障。此時，汽輪機下閥需要及時關(guān)閉。當(dāng)汽輪機運行時，如果突然失去負(fù)荷，則需要使用超速保護(hù)裝置來確定負(fù)荷情況，參見關(guān)閉汽輪機下部閥門，并手動緊急停機5。（二）水輪機運行中軸承瓦溫度過高的處理措施水輪機運行中軸承瓦溫度過高，必然會導(dǎo)致故障。隨著溫度的升高，機組將出現(xiàn)擺幅過大的問題，同時振動變化也會過大。對于這些問題，此時就需要及時停止設(shè)備運行，拆卸軸承，檢查軸承的表面是否存在問題，

7、檢查軸瓦間隙是否有損壞的問題，詳細(xì)檢查油水的管道是否阻塞，檢查軸承的油位，并查看冷卻水系統(tǒng)運行狀態(tài)是否正常，還要了解測溫系統(tǒng)異常情況，考慮相互之間的關(guān)聯(lián)性。一般來說，溫升是逐漸的，擺度是在正常運行狀態(tài)，機組的振動也很正常。此時，并不需要停止機器，而是要檢查油位，檢查溫度測量系統(tǒng)是否有異常情況，檢查冷卻水流量和壓力是否存在異常狀況。如果在短時間內(nèi)無法診斷出故障原因，則有必要采用停機的方法來檢查連續(xù)升溫的問題，并采取有效的措施解決6。（三）水輪機運行中水輪機出力不足的處理措施當(dāng)汽輪機在運行過程中處于滿負(fù)荷狀態(tài)的時候，就要對水輪機做好檢查工作，要檢查各個設(shè)備和部件是否存在負(fù)荷波動過大的問題，檢查汽輪

8、機導(dǎo)葉是否有空化現(xiàn)象，并控制好導(dǎo)葉的角度，以免雜物堵塞汽輪機，影響汽輪機的正常運行。為了保證水輪機的良好運行狀態(tài)，就需要及時清理攔污柵中的雜質(zhì)。這樣做是為了保證汽輪機安全穩(wěn)定運行，大大降低了故障率。結(jié)束語：通過上面的研究可以明確，水電站所承擔(dān)的是發(fā)電工作所，其運行狀態(tài)灌輸?shù)疆?dāng)?shù)氐碾娔軅鬏斮|(zhì)量。在水電站中，水輪機是核心設(shè)備，要使其保持良好的運行狀態(tài)，水輪機發(fā)揮著重要的作用。水輪機的運行要穩(wěn)定，這是確保水電站安全可靠運行的基礎(chǔ)。在水輪機運行的過程中發(fā)生故障問題是很正常的，需要具有針對性地采取有效的處理措施解決。參考文獻(xiàn)：1 王紅曼， 黃莉， 羅遠(yuǎn)紅. 葛洲壩125mw機組增容改造水輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計j. 四川電力技術(shù)， 2017（06）：74-75.2 季銳， 胡萍. 老撾南塔河1號水電站水輪機進(jìn)水閥動水關(guān)閉試驗前的準(zhǔn)備工作淺析j. 紅水河， 2019（03）：58-59.3 劉小偉， 董鴻魁， 張思青， et al. 混流式水輪機機組運行穩(wěn)定性區(qū)域檢測j. 能源研究與信息， 2019（02）：83-86.4 馬玉葵， mayukui. 向家壩右岸電站水輪機低水位運行性能預(yù)測分析j. 水電與新能源， 2017（03）：