分析水轮发电机运行的检修和故障改造

分析水轮发电机运行的检修和故障改造

杨生云吴泽军

(青海益和检修安装有限公司青海西宁810100)

摘要：在我国电力行业中，水利发电是一种重要发电形式，水轮发电机的运行状态将影响水电站的经济效益及社会效益。因此，我们需加强对水轮发电机的检修及故障改造，保证水轮发电机稳定运行。本文分析了水轮发电机运行检修要点及维护要点，并研究了水轮发电机故障改造要点，探究了水轮发电机安全经济运行要点。

关键词：水轮发电机；运行；检修；故障改造

1水轮发电机运行检修要点分析

1.1状态检修

水轮发电机的状态检修是通过计算机监控专家系统记录、检测盒水轮发电机的运行情况及参数。若发现水轮发电机运行存在异常，则会科学进行判断，并编制报告书，为检修人员的检修工作提供依据。检修人员依据报告书进行有针对性的检修工作，可确保水轮发电机稳定运行。在重要位置需设置双重化的自动化传感元件，假如某一传感元件发生故障，计算机监控专家系统仍然可准确进行判断，并不影响水轮发电机的稳定运行。

1.2定期检修

水电站需科学制定水轮发电机定期检修制度，并进行详细的研究及总结，依据水轮发电机发生故障的规律确定检修周期。通常情况下，水电站需将水轮发电机定期检修时间安排在枯水期，其主要原因是枯水期水轮发电机的发电频率较小，可有效降低机组损失。此外，在制定检修时间时，需充分考虑各种因素，保证检修时间充足，以便处理一些不易检测的故障及问题，例如：气蚀磨损程度、机械联接螺栓断裂情况等。假如水电站在丰水期才发现这些问题并进行处理，将增加水电站的发电损失。因而，水电站需尽量在枯水期对水轮发电机的各种故障及隐患进行处理，以保证丰水期机组可正常运行，提高机组的发电效率，提升水电站的经济效益及社会效益。

2水轮发电机运行维护要点研究

近年来，在我国科技发展的同时，我国水电行业也得到了长足发展。为确保水电站稳定运行，需对水轮发电机进行维护，以保证水轮发电机安全、稳定运行。因而工作人员需对发电机进行详细检查，及时发现发电机存在的问题并解决问题，消除可能存在的安全隐患。水轮发电机在运行维护过程中，需注意以下几点：

（1）在水轮发电机停机时，需缩短低速运行时间。在水轮发电机转速在额定转速的35到40%时，需进行制动；

（2）在水轮发电机运行过程中，导水叶开度应该控制在机组最大出力的限制位置。在水轮发电机运行并与系统并列时，假如发现调速系统不够稳定，则需通过开度调整调速系统的稳定性。在机组运行并与系统并列之后，则需将开度限制放在机组最大出力的限制位置；

（3）在水轮发电机运行过程中，需严格控制调速器油压表及压油槽油压表数值差；

（4）水轮发电机在运行过程中，还需进行一下工作：第一，定期更换切换压油装置的油泵及导轴承油泵，以免电动机受潮；第二，定期为调速器各杠杆连接位置注油；第三，定期排出各汽水分离器中的水；第四，定期清洁橡胶水导轴承润滑水的过滤器；第五，在水轮发电机备用过程中，需定期对橡胶水导轴承备用润滑水进行试验。

3水轮发电机运行过程中故障改造要点探究

3.1水轮发电机组运行中的振动

3.1.1导轴承缺陷

若导轴承出现松动、刚性不足、运行不稳定等问题时，将出现摩擦现象，引起反向弓状回旋，也就是横向振动力。若导轴承间隙过小，轴承振动将传导给支座与基础；若导轴承间隙过大，则转轴振动过大。只有保证导轴承间隙合适，才可保证转轴与支座的振动在允许范围之内。

3.1.2水力不平衡

若流入转轮中的水流失去轴对称，将形成不平衡横向力，导致转轮振动。致使水流失去轴对称的主要原因为：过流通道不对称。

3.1.3尾水管中水力不稳定

尾水管中水力不稳定问题，指的就是尾水管中水压周期性的变化，在压力脉动作用在水轮发电机组与基础上时，将引发振动、噪音及出力波动，并且还会损坏尾水管。此问题主要发生在非设计工况下，水流在尾水管进口位置存在圆周分量，进而形成旋流。在分量足够大时，尾水管中将出现涡带，致使尾水管的水流发生周期性变化，导致水压脉动及管壁振动。

3.2机组顶盖排水改造

水电站的水轮机顶盖排水设计采用的是自流排水，受到设计及制造的影响，出现以下问题：自流水口被泥砂堵死；排水口过高，致使油盆浸在水中，影响水轮发电机的正常运行。

3.2.1顶盖排水方案

针对这些问题，采用真空泵抽水、自吸式射流泵排水等方式进行处理，效果并不明显；油盆被水浸没，将影响水电站的正常运行。因此，设想在顶盖以上侧墙上打孔，以期获得预想效果。顶盖排水高程需低于主轴密封装置的抗磨板上沿，如此不仅可保证密封设备可正常运行，还可保证积水的排出，保证机组可稳定运行。

3.2.2顺盖排水方案预设效果

对水轮发电机顶盖进行排水改造之后，各个设备运行情况良好，并且有效解决了水轮发电机排水难的问题。通过学习此成功经验，我们在推拉杆下部位置进行试验，研究表明，此方案可行，且效果良好。

3.3减小机械损失，提高机组效率

3.3.1推力轴承改造

现阶段，弹性金属塑料瓦技术逐渐成熟，并且造价不高，因此其使用较为广泛。弹性金属塑料瓦具有磨擦系数小的优点，因此使用弹性金属塑料瓦可降低机械损失，提高水轮发电机组运行效率。

3.3.2发电机通风系统改造

老式风路系统，存在风量分配不合理、漩涡较大、风损较大、挡风板过多等缺点，增加了检修及维护的难度。因而，针对定子线圈与转子线圈绝缘没有缺陷的几组，可不改造定子线圈与转子线圈，仅需改造通风系统，以增加发电机容量，提高发电效率。

4水轮发电机安全经济运行要点

4.1水轮发电机运行的基本要求分析

首先，水轮发电机在最大及最小水头范围中，水轮发电机需在规定功率范围中运行，在有必要时可适当提升振动稳定性；其次，若水轮发电机需超额定功率运行，需及时上报主管部门批准；水轮发电机由于振动超限需限制其运行范围时，需要依据相关实验明确具体数据信息，且需上报主管部门备案之后才可实行；最后，通常情况下，水轮发电机需在自动调整情况下运行，需将导叶开度限制放置在应最大功率的开度位置。在调整器电气控制故障但是机械控制可正常使用时，可将水轮发电机调整为手动运行模式。

4.2发电工况下的水轮发电机运行

在满足电网要求的同时，水轮发电机需依据效率试验确定的运转特性曲线要求，保证其运行在最优效率区。同时，还需缩短空载运行时间，以免水轮发电机长期在振动区运转。检修人员需定期对水轮发电机进行相对效率实测试验，为水轮发电机的经济运行提供依据。

4.3调相工况下的水轮发电机运行

首先，设置调相压气设备，确保尾水管内的水位在转轮以下；其次，若气压充足充足，但是调相压水并未压下水时，则需分析原因并及时进行处理；最后，假如导叶漏水问题严重，导致气压保持时间过短，则需关闭主阀或工作闸门。

5结语

总之，虽然我国水电行业得到了长足发展，但是依然存在一些问题，这些问题对水电行业的发展是不利的。为保证水轮发电机可稳定运行，需加强对水轮发电机的检修及故障改造，提高水电站的经济效益及社会效益，推动我国电力行业稳定发展。

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