摘要：电力是我国的重要能源之一，水力发电站是电力能源的生产厂。保证水力发电机组的安全、可靠、稳定运行是水电站尤为重要的经济指标。为了电站的稳定运行，对水电站各种设备的维护、预防、故障分析和处理是重中之重。以预防为主，坚持安全生产，采取科学合理的预防，才能够有效地降低事故发生的概率。文章针对我国水电站的水轮机在运作过程中一些常见的故障进行了相关分析，并结合实际情况提出了一些处理故障的措施，希望能够给今后出现类似的状况提供参考。
1 水轮机运行中的常见故障
1.1 水导瓦温度过高故障
为了使机组在一条轴线上转动，水轮机部位都采用巴氏合金轴瓦固定转轴。由于转轴和轴瓦接触间隙微小，在机组转动的时候，会产生相互摩擦而发热，转轴和轴瓦温度就会升高，当温度上升到巴氏合金轴瓦的熔点时，就会将轴瓦烧坏，转轴拉毛，引起机组偏离轴线旋转而振动。引起水导瓦温度过高的原因有以下几方面：（1）润滑油减少：由于轴承油槽密封不良，或排油阀门关闭不严密，造成大量漏油或甩油，润滑油因减少而无法形成良好的油膜，致使轴承温度升高。（2）油变质：轴承内的润滑油因使用时间较长，或油中有水份或其它酸性杂性，使油质劣化，影响润滑性能，尤其当轴承内大量进水（例如冷却器漏水等）时，使润滑及冷却的介质改变，直接影响轴承的润滑条件，瓦温会急剧上升。（3）冷却水中断或冷却水压降低：冷却水管堵塞、阀门的阀瓣损坏、管道内进入空气等都会影响冷却器的过流量，使冷却器不能正常发挥作用，引起轴承油温升高。
1.2 机组过速故障
如果机组的转速超过了铭牌上规定的转速的时候，就会致使过速故障发生，如果机组的转速超过了某个定值，通常超过了规定的转速的140%之上，机组的转动部分的离心力就会快速增大，导致机组振动与摆度明显增大，从而造成固定部分与转动部分发生碰撞，以至于不断扩大事故进而导致更多部件被损坏，因此一定要采取有效措施来防止机组转速过大。导致机组发生过速的主要原因有：（1）机组带负荷运行的时候，由于种种原因负荷突然被甩掉，如果这时导叶不能关闭或者关闭过慢，机组的转速则可能升高到额定转速的120%～140%甚至更高；（2）机组在正常开机停机的过程中，如果出现调速器失控，也会导致机组的转速急剧上升进而发生过速。
1.3 转轮运行时的故障
转轮是水轮机的重要部件，在运行的过程中非常容易导致故障发生。经过分析研究发现，目前转轮在运行的过程中出现的故障主要有两种，即断裂和空蚀。导致空蚀事故发生的原因有很多，所涉及的面也比较广，例如转轮的材质、各项的性能指标及在制造转轮的过程中的热处理、各种加工工艺等环节都会影响转轮的质量，所以转轮出现故障的情况也非常复杂。通常情况下，转轮抗腐蚀的性能与它的组织细密的程度和表面光滑的程度紧密相连，一般组织越是细密，表面越是光滑，抗腐蚀的性能就越好。但是，转轮组织的细密程度和表面的光滑程度只能减少空蚀的现象，不能使空蚀完全消失。此外，由于设备频繁的震动，会导致裂纹随着空蚀现象出现。
1.4 剪断销剪断故障
剪断销是水轮机导水叶的保护装置，是导叶传动机构和拐臂的连接器。正常情况下，导叶在动作过程中，剪断销有足够的强度带动导叶转动，当剪力大于正常操作应力的1.5倍时，剪断销就会剪断，使导叶脱离控制，避免事故扩大。
当剪断销剪断时，会出现水轮机水流不均匀而使机组产生振动，关机时无法关闭全部水流而使机组不能停止转动。剪断销剪原因有：（1）当导叶间有异物或机械卡住时，导叶不能运动，而拐臂在调速环的带动下转动，产生较大的剪力，剪断销被剪断。（2）导叶开启或关闭过快，水流对导叶的压力增大，导致剪力过大而使剪断销剪断。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 水轮机运行中出现故障的处理方法
2.1 机组过速的处理方法
（1）当机组出现过速的时候，切莫心慌，应保持冷清，沉着应对。（2）在运行过程中，突然失去负荷，首先应监视过速保护装置能否正常动作，若过速保护拒动或动作不正常，应立即手动紧急停机，必要时关闭水轮机主阀。（3）若在开停机（或紧急停机）过程中，因剪断销剪断或调速器出现异常等引起机组过速，此时即使转速尚未达到过速保护动作的整定值，都应立即关闭水轮机主阀。对于没有设置水轮机主阀的机组，则应尽快关闭机组前的进水口闸门。（4）当机组转速降到额定转速的35%以下时，手动制动使机组完全停止。
2.2 水导瓦温度过高的处理方法
当机组出现水导瓦温度过高的时候，应从以下几步进行分析和处理：（1）如果温度是慢慢上升，机组振动、摆度无异常，不要急于停机。先检查测温系统是否正常，冷却水水压和流量是否正常，油位是否正常。如果一时之间无法判明原因，而且温度继续上升，就应立即停机检查。（2）如果温度骤然上升，机组振动、摆度突然变大，就应立即紧急停机。检查测温系统、冷却水系统、水导油槽油位、油质及油水管路等情况，彻查原因。必要时拆开水导，检查水导瓦间隙和瓦面磨损情况，合理修复。
2.3 处理水轮机转轮故障的措施
第一，转轮产生的故障主要是空蚀，对空蚀进行焊补与清理的过程中，一般采取手工电弧焊，在电焊之前要先把汽蚀刮干净，再把毛刺和高点磨掉，接着用氧气-乙炔焰对其预热，温度为200℃左右；第二，以分水刃作为界限，把空蚀分为上下两个部分分别对其进行堆焊，采用退补焊这种方法把上面部分先堆焊完，再对下面部分进行堆焊。此外，在焊接的时候还要严格的检查叶型，仔细校对并对其进行修正，以便确保能够满足焊接条件的要求，从而达到提高转轮抗蚀性能的目的。
3 水轮机故障的预防
安全生产，以预防为主，坚持安全生产，采取科学合理的预防，才能够有效地降低事故发生的概率。根据笔者多年的工作经验和水轮机机组运行的具体情况，总结出下面四条预防措施：（1）建立一座发电站，要从设计、设备的选型、调试、安装等各个环节进行严格的把关，要结合电网和电站的具体情况，所选择的设备要稳定、合格，此外要合理地搭配各种操作方式、报警信号、自动装置以及保护装置；（2）要加强对水轮机工作人员进行的业务培训、安全教育以及素质教育；（3）建立健全的工作制度，如安全管理制度、设备缺陷记录制度运行、值班制度等各种适合电站需要的制度；（4）要编制出适合该电站生产需要的操作制度和运行规程，制定出各种事故预想以及处理事故的方案，平时要反复加强事故演习，以便发生事故时能够迅速地做出反应，减少事故带来的损失。
4 结束语
水轮发电机组是整个电站的主要设备之一，能否保证水轮发电机组长期、正常运行会直接影响到水电站的经济效益，因此，工作人员在日常的工作使用中，一定要严格遵守水轮发电机组的运行使用规程，科学使用，做好必要的日常维护、维修工作，对水轮发电机组故障和电动机故障，应采取科学有效的处理措施和方法，这样才能使水轮发电机组正常运行，延长它的使用寿命，使水电站的安全生产得到有力保障，以此创造更大的生产经济效益。
参考文献：
[1]单文培.水轮发电机纽及辅助设备运行与维修[M].北京：北京大学出版社，2006，7.
[2]陈锡芳.水轮发电机结构运行监测与维修[M].北京：中国水利水电出版社，2008，6.
[3]谢云敏.水轮发电机组辅助设备及自动化运行与维修[M].北京：中国水利水电出版社，2005，8.
论文作者:杨帆
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/4
标签：机组论文; 水轮机论文; 转轮论文; 水轮论文; 剪断论文; 转速论文; 故障论文; 《基层建设》2017年第25期论文;