惡灘水電廠水輪發(fā)電機組狀態(tài)檢修初探
1 引言
廣西惡灘水電廠地處紅水河中游，為無調(diào)節(jié)式電站，是紅水河規(guī)劃中的第8個梯級電站?，F(xiàn)一期裝1臺60MW的機組。1981年5月15日正式投產(chǎn)發(fā)電，由于惡灘電廠為單機，根據(jù)設(shè)計的要求，機組的水下部分檢修只能在冬末春初期間完成，此期間正是機組發(fā)電的黃金季節(jié)，因此1981年至今，對機組試行狀態(tài)檢修，即通過對機組的健康狀況進行科學(xué)準(zhǔn)確的診斷，在此基礎(chǔ)上制定機組的檢修計劃，有缺陷則修無缺陷則不修。17年來，由于加強了對機組運行、設(shè)備內(nèi)部狀況分析和管理，機組從未進行過擴大性大修，減少了機組的檢修時間，從而提高了機組的等效可用系數(shù)和企業(yè)的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)就我廠多年來的機組檢修工作作些淺述，供大家參考。
2 影響機組設(shè)備狀態(tài)的幾個因素
我們說的狀態(tài)，是一個連續(xù)的系統(tǒng)性概念，指產(chǎn)品設(shè)計、材料選用、組裝、運輸、現(xiàn)場施工的狀況以及投運以來發(fā)生過的異常情況。如機組運行過程因故障產(chǎn)生過電流、過負(fù)荷等，都會對設(shè)備的狀態(tài)產(chǎn)生影響。
2.1機組的制造質(zhì)量
如果機組出廠前就存在嚴(yán)重的質(zhì)量不合格情況，勢必影響機組投人運行后的安全可靠性。如水輪機轉(zhuǎn)輪采用不合格鋼材，將使氣蝕速度加快；采用不合格的水封材料，就會引起水封破壞；采用絕緣強度不夠的嵌板、線圈，會引起機組線圈擊穿。所以，選擇質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品，把好設(shè)備質(zhì)量關(guān)，對保證機組今后運行的安全可靠性是很重要的。
2.2機組的安裝質(zhì)量
機組設(shè)備出品后，由于運輸過程不當(dāng)，及在安裝過程中由于安裝人員技術(shù)因素及現(xiàn)場安裝條件的限制，工藝達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，這將對安全運行造成影響。所以選擇技術(shù)裝備優(yōu)良、安裝質(zhì)量意識強的隊伍，是避免安裝質(zhì)量不合格的前提?，F(xiàn)行設(shè)備安裝隊伍資格審核，實行招標(biāo)制度和工程質(zhì)量監(jiān)督制度，是解決安裝質(zhì)量問題的一個良好途徑。
2.3機組的運行條件
機組投入運行后，系統(tǒng)發(fā)生的任何異常情況，都會對設(shè)備狀態(tài)產(chǎn)生影響。例如，機組的過電壓運行、過負(fù)荷運行，對絕緣的老化會起到加速作用；機組在振動區(qū)運行，振蕩對機組的危害性增加；水流的氣蝕會加速對葉片的破壞。
2.4機組的運行維護
機組在運行或停用過程中，由于維護不當(dāng)，引起機組缺陷，如機組油的變質(zhì)，使絕緣或潤滑性能降低而引起機組損壞；采用不合理的運行方式或操作不當(dāng)，如非同期并網(wǎng)會對機組產(chǎn)生破壞。
2.5檢修的工藝標(biāo)準(zhǔn)
這主要是指制定檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)的水平，它受當(dāng)時檢修條件及檢修人員技術(shù)水平等因素的影響，與所采用的檢修技術(shù)措施、檢修使用的材料及工具等諸多因素有關(guān)。
2.6機組本身的壽命周期
機組有其自身壽命周期，一個產(chǎn)品處在不同壽命階段，其狀態(tài)是不相同的，故必須掌握不同產(chǎn)品的周期特性，針對機組的不同狀態(tài)采用不同的檢修方式。
3 實現(xiàn)狀態(tài)檢修的條件
計劃檢修也就是計劃周期檢修，或叫“預(yù)防檢修”，是在設(shè)備投入運行后，無論設(shè)備狀況如何，都必須按一定周期停下來檢修。這種計劃檢修的缺點是，設(shè)備該檢修時沒有檢修，而不該檢修時卻進行了檢修。從設(shè)備安全和經(jīng)濟效益的觀點看，計劃檢修形式已不再適應(yīng)。通過先進的儀器對設(shè)備運行狀態(tài)進行測試和科學(xué)的分析、判斷，然后根據(jù)需要決定是否對設(shè)備進行檢修，這就是狀態(tài)檢修的形式。
?、賹嵭袪顟B(tài)檢修，必須了解機組的設(shè)備、安裝、試運行、維護及檢修的情況，對機組運行狀態(tài)進行定性分析，并根據(jù)運行資料記錄的情況確定機組狀態(tài)的發(fā)展趨勢。這是機組狀態(tài)檢修的必備條件。
②采用先進診斷技術(shù)及加強機組管理是實現(xiàn)狀態(tài)檢修的重要措施。狀態(tài)檢修不是以運行的時間為依據(jù)，而是根據(jù)機組的健康狀況來確定是否檢修。要及時掌握機組的狀態(tài)，單靠運行的資料是無法反映機組實際狀態(tài)的，因此要通過采用各種先進的檢測手段，來科學(xué)地分析機組的狀態(tài)。例如采用超聲波探傷、γ射線探傷等技術(shù)，可為機組準(zhǔn)確診斷打下良好基礎(chǔ)。
4 惡灘電廠17年的檢修經(jīng)驗
4.1根據(jù)機組狀況進行檢修
惡灘電廠地處的紅水河是廣西境內(nèi)含沙量較大水質(zhì)較差的河流，按照計劃檢修，每年要進行2次機組小修。每次小修為15d，合計小修天數(shù)為30d，主管局批準(zhǔn)小修天數(shù)為30d。按計劃檢修，17年應(yīng)對機組進行3～4次大修。每次大修定為65d。惡灘電廠利用可靠性分析方法及各種診斷技術(shù)，對機組進行狀態(tài)檢修，有問題就修，無問題就不修。17年對機組每年只進行小修，只重點對機組葉片、蝸殼中環(huán)進行氣蝕修補及對機組進行維護和預(yù)防性試驗等。17年來對機組進行小修，所用的時間為4256h，比計劃檢修時間14014h少9784h(見表1)。16年來為國家多發(fā)電約585GW.h。
表1 惡灘電廠機組檢修時間及等效可用系數(shù)
|
年份 |
檢修定額 |
實際檢修 |
機組等效可 |
|
1982 |
720 |
16 |
99.81 |
|
1983 |
720 |
7 |
99.92 |
|
1984 |
720 |
308 |
96.48 |
|
1985 |
720 |
306 |
96.50 |
|
1986 |
1 560 |
260 |
97.03 |
|
1987 |
720 |
174 |
98.01 |
|
1988 |
720 |
352 |
96.00 |
|
1989 |
720 |
258 |
97.05 |
|
1990 |
720 |
345 |
96.06 |
|
1991 |
1 560 |
277 |
96.83 |
|
1992 |
720 |
24 |
99.73 |
|
1993 |
720 |
379 |
95.67 |
|
1994 |
720 |
294 |
96.64 |
|
1995 |
720 |
720 |
91.78 |
|
1996 |
1 560 |
236 |
97.30 |
|
1997 |
720 |
300 |
96.57 |
|
合計 |
14 040 |
4 256 |
|
|
平均 |
|
|
96.96 |
4.2檢修的程序
①做好機組運行原始記錄的分析。重點對機組設(shè)備的主要部分，如機組軸承的擺度、定子溫度、電流以及導(dǎo)瓦的間隙等進行分析。分析工作先由廠各技術(shù)小組進行，然后由廠技術(shù)綜合部門對機組總體進行分析，得出機組運行綜合評價，落實機組檢修的方案，最后報主管局批準(zhǔn)實施。
②制定一個科學(xué)、合理的檢修計劃。根據(jù)綜合分析診斷的結(jié)果，制定一個合理、科學(xué)、切實可行的檢修計劃，即做到應(yīng)修必修，不留隱患，又避免盲目的大拆大換，浪費人力物力和時間。
③做好檢修前的準(zhǔn)備工作。在落實檢修方案后，根據(jù)檢修方案的內(nèi)容，落實重點項目的負(fù)責(zé)人，并制定相應(yīng)的檢修技術(shù)方案、檢修網(wǎng)絡(luò)圖、檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)；訂購檢修所需材料，如準(zhǔn)備好檢修用的設(shè)備和工具。對涉及外包的工程，做好合同、安全措施等其它事宜。
?、馨才藕脵z修日期。根據(jù)檢修項目的內(nèi)容及來水情況，合理選擇來水相對較少，發(fā)電負(fù)荷較輕時進行。合理安排好檢修各個環(huán)節(jié)，盡量縮短檢修時間，以提高機組的效益。
?、葑ズ脵z修質(zhì)量。檢修必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按質(zhì)量要求進行，堅持班組、分場、廠部三級驗收制度。項目完成后必須填寫質(zhì)量驗收卡。對機組加強檢修質(zhì)量監(jiān)督避免檢修后臨檢的發(fā)生。
⑥做好檢修后機組的試運行。機組檢修后，根據(jù)檢修項目需對機組進行有關(guān)試驗及試運行。對試驗項目的選擇，盡量避免和減少破壞性試驗項目。避免過多進行滿負(fù)荷甩動試驗、造成機組振動的沖擊試驗，采用新測試方法來代替振動、沖擊、耐壓試驗，這對延長機組檢修周期尤為重要。對機組試運行過程出現(xiàn)的異常情況，及時分析，及時解決，不留缺陷。
?、吆侠戆才藕脵C組技改。對機組的技術(shù)改造，按照更新必須換代的原則進行。合理安排好技改時間，對影響機組發(fā)電時間較長的項目，一些需在大修過程中配套進行的技改項目，會影響檢修工期的項目可放到洪水季節(jié)進行(因我廠在枯水期正好是發(fā)電良好季節(jié))，這樣，既保證了檢修期重點技改任務(wù)的完成又爭取了機組多發(fā)電。
5 機組運行管理
機組運行過程中的維護及操作對機組的影響十分重要，為此，應(yīng)注意以下幾個方面：
?、俸侠碚{(diào)整好機組運行工況，機組盡量避免在振動區(qū)長時間運行，避免在過低額定水頭下長時間運行。惡灘機組在機組滿發(fā)時振動較??；而在20%負(fù)荷的情況下及水頭低于7m時機組振動較大，為避免這種現(xiàn)象，應(yīng)避開在振動區(qū)運行。
?、谠谶\行維護過程中，及時準(zhǔn)確測試和記錄機組在不同情況下的溫度、出力、擺度、振動、電流、電壓等參數(shù)，建立機組運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，定期進行數(shù)據(jù)分析，為機組狀態(tài)檢修提供依據(jù)。
③加強機組運行操作管理，避免誤操作、手動并網(wǎng)和非同期并網(wǎng)。誤操作會引起水流振蕩及機組抬機，這都是造成機組機械破壞性損壞的因素，也是引起機組檢修周期縮短的原因。惡灘機組在運行中，由于加強了運行操作管理，停機較少，除正常洪水期停機渡汛外，機組運行基本處于滿發(fā)狀態(tài)。
?、苓\行過程中合理調(diào)整機組的有功和無功，使機組的運行始終處于最優(yōu)狀態(tài)，減少了機組的振動和降低了溫升。
6 結(jié)語
我廠機組安全運行17年的實踐證明，加強對機組的運行管理、維護，利用現(xiàn)有的診斷技術(shù)，推行狀態(tài)檢修是可行的。投產(chǎn)17年來，我廠單機運行平均等效可用系數(shù)均超過96%，在國產(chǎn)機組中是不多見的。機組運行17年從沒有大拆大換過，沒有進行過擴大性檢修，沒有發(fā)生過任何重大設(shè)備事故。每年縮短檢修工期達(dá)15d以上，17年來多發(fā)電約585GW*h，按1980年的價格算，創(chuàng)直接經(jīng)濟效益4000多萬元，這對于一個容量60MW的電廠來說，效益是巨大的。這也證明了，對國產(chǎn)機組，只要加強維護管理，同樣能實現(xiàn)較高的機組等效可用系數(shù)，取得良好的經(jīng)濟效益。
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