摘要：水电厂机械设备隐患排查工作对于保证水电厂长期稳定运行有着非常重要的作用，针对当前水力发电机械设备隐患多样化、多种类、多层次的存在，对隐患排查技术进行简要梳理分析，对实际工作有着一定的借鉴意义。
关键词：水电厂; 机械设备; 隐患排查
在引水发电的过程中，水电厂的作用主要是将水流的自然落差所产生的势能转化为水轮机动能，进而通过发电机转化为电能。水电厂作为一个庞大的发电系统，囊括了许多类别的机械设备，主要有水轮机、发电机、调速系统、快速阀门、供水冷却系统、泄洪闸门等，除机械设备外，水电厂同样设有电气一次、电气二次、继电保护等电力设施。由于设备类型多样并且功能繁复，在长期运行过程中可能生成多种隐患，所以隐患排查是一项必要的、复杂的工作，其中机械设备隐患最为常见，并且具有较高危险性，部分主机械设备发生严重故障足以威胁到整个水电厂的安全稳定运行。为了降低机械设备隐患所带来的风险，提升对水电厂机械设备隐患排查力度，下文将对目前水电厂机械设备主要隐患进行简要梳理。
一、水轮机常见隐患及排查
水电厂机械设备中，水轮机故障是常见问题之一，从故障的时间线性来看，当前水轮机出现的故障类型主要分为渐变性故障、突发性故障两种，其中渐变性故障主要指是水轮机由于设计、加工、运行工况等原因引起的逐步劣化的故障，例如尾水管及蜗壳压力脉动引起转轮开裂、气蚀引起转轮、上冠、下环等部位金属结构破坏、机组振动引起相邻零件协调能力衰减、橡胶密封件老化引起渗漏等。水轮机的突发性故障主要是指水轮机在转动过程中，突变荷载的产生超过了水轮机本身结构所能承受的基线范围，以此导致水轮机的零件及结构出现异常的现象。例如水轮机活动导叶异常卡涩导致剪断销剪断、人员操作失误引发故障、地震引起水轮机结构破坏等。
针对不同的故障类型，排查隐患的方法同样存在区别，渐变性故障主要由内因引起，需要不断提升辅助监控系统应用的水平，切实发挥流量监控、温度监控、振动监控等控制手段，通过实时监控及时发现隐患，防范于未然；通过科学分析，有效分析改进水轮机运行工况，避免在振动工况下长时间运行；加强金属设备技术监督管理，关注设备制造质量及使用寿命，合理安排检修，定期检查转轮状况，将渐变性故障因素遏制于渐变初期，不发生高危性的故障。突发性故障主要由外因引起，其隐患排查则需要加强外界因素控制，例如定期检查进水口拦污栅，保证当前水质适合水轮机的运行；加强电厂人员业务技能培训，避免误操作的发生；在特殊的水质及天气情况下，实时查看有关部门预警信息，提前做好事故预想，确保将故障降低至最小损失。
二、水轮发电机组振动隐患及排查
水轮发电机组振动主要分为电磁振动、机械振动、水力振动三种。引发机械振动故障的原因主要有机组轴线不良、转动部分重量不平衡、轴瓦间隙不良、推力瓦受力不均匀、推力头松动等。水力振动主要由于尾水管涡带、水流流态不良、空腔气蚀、狭缝射流等引起，在不同水头及出力下，该振动强弱有明显区别。电磁振动主要由转子绕组短路、发电机气隙不均匀、磁路不对称、转子圆度不良等引起，其中以低频率振动危害最大。
针对振动隐患，首先需要加强机组振动监控，实时监控振动数据，纵向及横向分析振动趋势，提前干预有持续发展趋势的振动，按照电厂相关规程投入机组振摆保护系统，实时干预大型事故的发生。根据振动频率及部位的特点，分析振动原因，对症下药，一般三分之一至五分之一转频振动由尾水管涡带引起，转频及整数倍转频振动一般由转子圆度及空气间隙等因素引起。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果是导轴承部位振动偏大，则需要判断相关轴瓦温度，一般来说，倘若导轴承部位振动较大，而该部位轴瓦温度又偏低，则振动是由于轴瓦间隙过大引起。在机组检修后，进行盘车检测机组轴线，回装轴瓦后对轴瓦间隙进行复测，确保检修质量合格。
三、发电机组轴瓦温度过高的隐患排查
导致轴瓦温度过高的直接原因是轴瓦部位运行时产热过高，而冷却功率不足。从产热过高的原因来分析，在设计加工环节，无论是轴瓦巴氏合金面加工质量不良，还是水轮机主轴轴领车削工艺把控不严，都可能引发轴瓦面与轴领间过余产热，在安装及检修环节，诸如轴瓦间隙过小，油槽中存在金属异物，瓦面与轴领间存在异常摩擦等问题，同样会导致产热过高的现象。从冷却功率不足的原因来看，首先是轴瓦面与轴领间少油，油盆油量不足或者透平油有质量缺陷，其次可能由于油槽设计不合理，导致油流流态不良，最后也可能是冷却水中断，导致摩擦产生的热量无法在短时间内有效排散。
温度上升是一个渐变的过程，可以通过实时监测提前发现该现象，一旦出现了温度过高的隐患，要逐个原因分析，根据温度上升趋势、瓦温升高部位特性、轴瓦温度曲线等有针对性的进行油盆透平油化验、轴瓦瓦面检查、冷却水流量判断、机组振动分析等一系列检查，最终判断出隐患原因，采取停机消缺或检修的方法处理隐患。一般水电厂机组的轴瓦温度都会纳入机组保护系统中，轴瓦温度过高时，机组会自动停机以保护轴瓦，在机组运行时确保此功能投入，以免造成温度过高烧瓦事故的发生。
四、实时监测系统的应用
针对当下水电厂机械设备隐患的多样性，需要建立实时监测系统，对设备状态参数进行实时监测与记录。日常人员巡检主要针对肉眼可见的隐患，但许多隐患都需要通过实时比对运行参数，分析以往故障的规律及原因，最终借由科学的分析方法才能得以发现。
监测系统通过数据采集和处理、安全运行监视、事件顺序记录、越线预警、故障报警、事故回溯和相关量记录等功能有效评价机组的实时运行状况，运行人员根据此类信息，分析判断机组运行中存在的隐患，对隐患等级做出评估，最终提出预警信息，合理安排隐患的处理。此类监测系统有许多种，例如振摆监测系统、温度监测系统、机组启停事件记录系统、供水流量监测系统等，整体而言，自动化监测系统主要是用于对设备健康状态的评估提供依据，为机组检修安排提供参考，合理预防重大缺陷的发生。
五、小结
综上所述，水电厂中主机械设备隐患有多种类型，引发隐患的原因复杂交错，部分隐患难发现，发现了难处理。隐患排查是一项持久的工作，需要前期大数据的采集，并且通过合理的、高适用性的、科学的分析方法提前发现隐患，再借由专业人员针对隐患现象进行评估，最终防范于未然。隐患排查工作不仅建立在以往的经验上，同样需要在以后的工作过程中不断积累经验，提高隐患排查工作的科学性、精确性、可靠性，以保证水电厂机械设备长期安全稳定运行，降低故障出现产生的几率，降低故障所导致的不良社会影响和经济损失，提升水电厂为社会服务的价值。
参考文献：
[1]梁秀壮.发电厂机械设备技术改造分析[J].科技创新与应用，2012（09）
[2]关健明.浅谈中小型水电站的运行维护方法[J].科技展望，2015，16：84.
[3]黄德云,漆平,何佳,王敬方.水电厂机组状态在线监测系统集中监控的研究[J].云南水力发电，2011，6（2）12-13.
[4]莫运虎.现代水电厂机械设备管理现状及策略探讨[J].水电站机电技术，2016，3911：65-66+78.
论文作者:杨波,吴封奎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/7
标签：隐患论文; 水电厂论文; 轴瓦论文; 水轮机论文; 机组论文; 故障论文; 机械设备论文; 《电力设备》2018年第12期论文;