浅谈水轮发电机组的检修与改造

2019-08-16 06:56李建新
智富时代 2019年7期
关键词:水轮发电机组改造检修

李建新

【摘 要】计算机监控技术在水电站发挥了重要作用,对机组设备进行有效监控,为检修提供了参考依据。为了保障水轮发电机组的长期有效运行,还需加强对机组的技术改造工作。基于此,本文主要分析了水轮发电机组的检修方式,研究了水轮发电机组技术改造。

【关键词】水轮发电机组;检修;改造

【中图分类号】TK73 【文献标识码】A

1水轮发电机组的检修分析

1.1定期检修

所谓的定期检修,是指在固定时间间隔内进行机组设备的检查,以保障设备的正常运行。事实上,定期检修制度是以大量机组运行积累资料为基础,经过科学地分析和研究,总结出机组运行发生故障的时间间隔,并以此为周期,进行机组设备检查的一种制度。就水轮发电机组来说,其一般安排在枯水季节进行检修,该时间段可以利用较短的时间来降低已损失机组的发电损失量,在机组检修过程中,需要拥有充足的备用电容量,才能保障检修的完成。另外,定期检修的时间相对比较充足,综合考虑了各种情况,有利于检测水轮发电机组不易察觉的缺陷(机械联接螺栓断裂、气蚀磨损程度等)并进行有效处理,从而保障水轮发电机组的有效运行。当丰水期机组出现缺陷时,会在一定程度上增大发电损失,而此时难以进行检修,因此要另行安排时间。为了保障获取更大的经济效益,一般小故障和缺陷可将其留待枯水期进行定期检修和处理;丰水期应尽量保障机组的连续运行,满发多发电,从而保障机组的正常运行[1]。总之,定期检修是一项有目标、有计划的检修工作,但常常难以掌控运行设备的损坏程度、检修周期和更换周期。

1.2状态检修

就水轮发电机组状态检修而言,其是借助计算机监控专家系统,全面监测、记录、分析和预测水轮发电机组的运行情况和相关参数;倘若发现设备运行异常,系统会科学合理地判断设备异常情况,并为水轮发电机组检修提供可靠的信息依据,从而进行有针对性的故障检修,进而确保机组安全稳定的运行。就计算机监控专家系统来说,在计算机传感元件可靠、检测数据真实准确的条件下,其可以准确判断出故障的位置,且对机组的安全运行不造成影响。

为了实现水轮发电机组的状态检修效果,应先明确设备状态检修的标准,只有确定了标准,才能进行相应的判断,确定设备是否需要检修。在明确和制定水轮发电机组的状态检修标准时,应规定各个设备的各项参数或指标。比如判断机组振动水平和是否需要检修的标准有两个,即设备的单向指标和综合指标。其中,单项指标可以表示设备状态的基础情况,其需要对各个设备进行逐一制定;综合指标是指一台设备(或元件)或者复合设备的多项指标,比如机组的轴承、空蚀和振动等。

当正确认识和判断了引起机组状态变化的原因、机理等,应采用自动检修的方式进行水轮发电机组的检修。具体来说,由状态诊断专家对设备的状态进行系统分析,并对是否需要检修进行明确。在自动检修过程中,状态诊断专家系统的完善是非常重要的,其可以确定检修的必要性、内容和工艺,该方法也是水电站常用的一种方法。

1.3状态检修与定期检修的结合

不管是定期检修方式,还是状态检修方式,都是保障水轮发电机组发挥作用的重要方式,从而为企业和社会创造更多的效益。现阶段,水轮发电机组在检修的过程中,定期检修和状态检修都有所涉及,并且有一大部分水电站水轮发电机组已配置了计算机监控系统,但受各种因素的影响,状态检修还没有达到理想的效果,运行可靠性还未达到设计要求,特别是一些水电站机组中的部分传感元件故障率较高、环境适应能力较差等,可靠性有待提升。就水轮发电机组来说,有着大机组和小机组之分,从机组开停对电网的影响程度来看,小机组的影响要小于大机组,所以小机组实行状态检修比较容易实现;大机组的检修则需要结合定期检修和状态检修两种方式,不仅可以通过状态检修来确定故障发生的原因,而且可以减少定期检修次数、使得定期检修周期延长。

2、水轮发电机组技术改造研究

为了实现机组效率和可靠性、安全性的提高,則需要不断地对水轮发电机组进行技术改造,通过新工艺、新技术来提高机组的性能,延长设备的使用寿命。只进行单个设备的改造是以前的机组改造形式,随着科学技术的不断发展,现阶段是以水轮发电机组为一个单元,对机组整体进行技术改造,主要包括机组的主设备、附属设备、自动化元件等。实际上,随着水电站的多年运行,水轮发电机组运行检修积累了丰富的经验。为了保障水轮发电机组的高效率,技术改造是一条重要的途径。在技术改造前,则需要收集、整理和分析机组的原始资料,从而为改造工作打下基础,特别是要对机组运行的问题、故障进行认真总结。

2.1早期水轮发电机组的技术改造

就早期建成的水电站来说,机组运行过程中存在的问题如下:一是水轮机制造质量不高、技术落后、性能较差,部分小型水电站的水轮机存在质量缺陷,且长期带病运行,给水电站的安全运行埋下隐患;二是部分水电站位于多泥沙的河流上,使得水轮机受到严重的磨蚀破坏,甚至有些水轮机无法正常开机或者停机;三是有些水轮发电机建成较早,运行年限较长,部分零件老化现象严重,比如定子和转子的绝缘老化现象,易导致接地故障的发生,对机组安全运行有着不利的影响;四是水轮机与电气设备存在不配套的问题。只有查清问题出现的原因,才能更好地进行针对性的技术改造,将技术改造的效果发挥到最大[2]。在探究问题原因时,要全面考虑水轮发电机组构件的情况,比如机电设备状况、来水量和弃水量、水头的情况、施工建筑物情况等。

2.2现有水轮发电机组的技术改造

就现有水轮发电机组的技术改造而言,需遵循经济合理性、技术先进性等原则,根据水轮发电机组的实际情况,进行科学合理地优化设计。具体来说,对于原设计变化不大,但相关设备性能不高、陈旧的水电站,应进行增容或更新改造,从而提高设备的运行效率和使用性能;对于流量、水头比原设计减少了的水电站,应采用减容改造的方式,即以实际运行水头和流量为基础,适当地减小额定输出功率,降低水轮机的额定水头,并对转轮进行重新设计或者采用新型转轮,从而使得水轮机的运行达到最优化,发电量得以增加;对于流量、水头比原设计增大了的水电站,应采用增容的改造方式,以提高机组的运行效率;对于处在多泥沙的水电站,应对泥沙磨损问题进行考虑,在改造的过程中应加入抗磨损措施,从而保障水电站的正常运行[3]。

2.3机组技术改造过程中应注意的问题

另外,因水轮机在机组中占据原动机地位,其运行效率的高低对整个机组的运行效率有着显著的影响,再加上其影响参数较多,因此在改造过程中,应注意改造的主次关系。在机组技术改造过程中,应先进行水轮机的技术改造,之后进行发电机、机电设备、水工金属结构等的技术改造,从而实现机组的整体改造。另外,还要对技术改造前后进行性能对比测试,并对机组进行起动验收,待验收合格后,才可进行试生产运行。当机组试生产合格,不存在遗留问题时,才能进行最终的竣工验收,从而保障机组运行的高效性、安全性。

3、结束语

总之,水轮发电机组的检修方式主要有定期检修、状态检修以及两者相结合的检修方式,其中,状态检修效果明显。为了进一步提高机组的运行效率,则需要对机组进行技术改造,在改造过程中要收集和整理原始资料、查清问题原因,从而对机组设备进行改造。

【参考文献】

[1]佚名.水轮发电机组的检修要点及措施研究[J].技术与市场,2018,25(10):210+212.

[2]丰德强.浅谈水轮发电机组的状态检修[J].低碳世界,2015(8):59-60.

[3]彭毅.水轮发电机组检修新工艺的应用[J].四川水泥,2016(9):306-306.

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