惡灘水電廠水輪發(fā)電機(jī)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(jī)組。1981年5月15日正式投產(chǎn)發(fā)電,由于惡灘電廠為單機(jī),根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,機(jī)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(jī)組發(fā)電的黃金季節(jié),因此1981年至今,對機(jī)組試行狀態(tài)檢修,即通過對機(jī)組的健康狀況進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的診斷,在此基礎(chǔ)上制定機(jī)組的檢修計(jì)劃,有缺陷則修無缺陷則不修。17年來,由于加強(qiáng)了對機(jī)組運(yùn)行、設(shè)備內(nèi)部狀況分析和管理,機(jī)組從未進(jìn)行過擴(kuò)大性大修,減少了機(jī)組的檢修時間,從而提高了機(jī)組的等效可用系數(shù)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)就我廠多年來的機(jī)組檢修工作作些淺述,供大家參考。
2 影響機(jī)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(jì)、材料選用、組裝、運(yùn)輸、現(xiàn)場施工的狀況以及投運(yùn)以來發(fā)生過的異常情況。如機(jī)組運(yùn)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(jī)組的制造質(zhì)量
如果機(jī)組出廠前就存在嚴(yán)重的質(zhì)量不合格情況,勢必影響機(jī)組投人運(yùn)行后的安全可靠性。如水輪機(jī)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(qiáng)度不夠的嵌板、線圈,會引起機(jī)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(jī)組今后運(yùn)行的安全可靠性是很重要的。
2.2機(jī)組的安裝質(zhì)量
機(jī)組設(shè)備出品后,由于運(yùn)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(yùn)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(qiáng)的隊(duì)伍,是避免安裝質(zhì)量不合格的前提?,F(xiàn)行設(shè)備安裝隊(duì)伍資格審核,實(shí)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(jī)組的運(yùn)行條件
機(jī)組投入運(yùn)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(jī)組的過電壓運(yùn)行、過負(fù)荷運(yùn)行,對絕緣的老化會起到加速作用;機(jī)組在振動區(qū)運(yùn)行,振蕩對機(jī)組的危害性增加;水流的氣蝕會加速對葉片的破壞。
2.4機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)
機(jī)組在運(yùn)行或停用過程中,由于維護(hù)不當(dāng),引起機(jī)組缺陷,如機(jī)組油的變質(zhì),使絕緣或潤滑性能降低而引起機(jī)組損壞;采用不合理的運(yùn)行方式或操作不當(dāng),如非同期并網(wǎng)會對機(jī)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(jī)組本身的壽命周期
機(jī)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(jī)組的不同狀態(tài)采用不同的檢修方式。
3 實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的條件
計(jì)劃檢修也就是計(jì)劃周期檢修,或叫“預(yù)防檢修”,是在設(shè)備投入運(yùn)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(jì)劃檢修的缺點(diǎn)是,設(shè)備該檢修時沒有檢修,而不該檢修時卻進(jìn)行了檢修。從設(shè)備安全和經(jīng)濟(jì)效益的觀點(diǎn)看,計(jì)劃檢修形式已不再適應(yīng)。通過先進(jìn)的儀器對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)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(jìn)行檢修,這就是狀態(tài)檢修的形式。
?、賹?shí)行狀態(tài)檢修,必須了解機(jī)組的設(shè)備、安裝、試運(yùn)行、維護(hù)及檢修的情況,對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行定性分析,并根據(jù)運(yùn)行資料記錄的情況確定機(jī)組狀態(tài)的發(fā)展趨勢。這是機(jī)組狀態(tài)檢修的必備條件。
?、诓捎孟冗M(jìn)診斷技術(shù)及加強(qiáng)機(jī)組管理是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的重要措施。狀態(tài)檢修不是以運(yùn)行的時間為依據(jù),而是根據(jù)機(jī)組的健康狀況來確定是否檢修。要及時掌握機(jī)組的狀態(tài),單靠運(yùn)行的資料是無法反映機(jī)組實(shí)際狀態(tài)的,因此要通過采用各種先進(jìn)的檢測手段,來科學(xué)地分析機(jī)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(jī)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(yàn)
4.1根據(jù)機(jī)組狀況進(jìn)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(jì)劃檢修,每年要進(jìn)行2次機(jī)組小修。每次小修為15d,合計(jì)小修天數(shù)為30d,主管局批準(zhǔn)小修天數(shù)為30d。按計(jì)劃檢修,17年應(yīng)對機(jī)組進(jìn)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(jī)組進(jìn)行狀態(tài)檢修,有問題就修,無問題就不修。17年對機(jī)組每年只進(jìn)行小修,只重點(diǎn)對機(jī)組葉片、蝸殼中環(huán)進(jìn)行氣蝕修補(bǔ)及對機(jī)組進(jìn)行維護(hù)和預(yù)防性試驗(yàn)等。17年來對機(jī)組進(jìn)行小修,所用的時間為4256h,比計(jì)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(jī)組檢修時間及等效可用系數(shù)
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年份 |
檢修定額 |
實(shí)際檢修 |
機(jī)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(jì) |
14 040 |
4 256 |
|
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平均 |
|
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96.96 |
4.2檢修的程序
?、僮龊脵C(jī)組運(yùn)行原始記錄的分析。重點(diǎn)對機(jī)組設(shè)備的主要部分,如機(jī)組軸承的擺度、定子溫度、電流以及導(dǎo)瓦的間隙等進(jìn)行分析。分析工作先由廠各技術(shù)小組進(jìn)行,然后由廠技術(shù)綜合部門對機(jī)組總體進(jìn)行分析,得出機(jī)組運(yùn)行綜合評價(jià),落實(shí)機(jī)組檢修的方案,最后報(bào)主管局批準(zhǔn)實(shí)施。
②制定一個科學(xué)、合理的檢修計(jì)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(shí)可行的檢修計(jì)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(fèi)人力物力和時間。
?、圩龊脵z修前的準(zhǔn)備工作。在落實(shí)檢修方案后,根據(jù)檢修方案的內(nèi)容,落實(shí)重點(diǎn)項(xiàng)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。
④安排好檢修日期。根據(jù)檢修項(xiàng)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(jìn)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(jī)組的效益。
⑤抓好檢修質(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(jìn)行,堅(jiān)持班組、分場、廠部三級驗(yàn)收制度。項(xiàng)目完成后必須填寫質(zhì)量驗(yàn)收卡。對機(jī)組加強(qiáng)檢修質(zhì)量監(jiān)督避免檢修后臨檢的發(fā)生。
?、拮龊脵z修后機(jī)組的試運(yùn)行。機(jī)組檢修后,根據(jù)檢修項(xiàng)目需對機(jī)組進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)及試運(yùn)行。對試驗(yàn)項(xiàng)目的選擇,盡量避免和減少破壞性試驗(yàn)項(xiàng)目。避免過多進(jìn)行滿負(fù)荷甩動試驗(yàn)、造成機(jī)組振動的沖擊試驗(yàn),采用新測試方法來代替振動、沖擊、耐壓試驗(yàn),這對延長機(jī)組檢修周期尤為重要。對機(jī)組試運(yùn)行過程出現(xiàn)的異常情況,及時分析,及時解決,不留缺陷。
⑦合理安排好機(jī)組技改。對機(jī)組的技術(shù)改造,按照更新必須換代的原則進(jìn)行。合理安排好技改時間,對影響機(jī)組發(fā)電時間較長的項(xiàng)目,一些需在大修過程中配套進(jìn)行的技改項(xiàng)目,會影響檢修工期的項(xiàng)目可放到洪水季節(jié)進(jìn)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(diǎn)技改任務(wù)的完成又爭取了機(jī)組多發(fā)電。
5 機(jī)組運(yùn)行管理
機(jī)組運(yùn)行過程中的維護(hù)及操作對機(jī)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(jī)組運(yùn)行工況,機(jī)組盡量避免在振動區(qū)長時間運(yùn)行,避免在過低額定水頭下長時間運(yùn)行。惡灘機(jī)組在機(jī)組滿發(fā)時振動較小;而在20%負(fù)荷的情況下及水頭低于7m時機(jī)組振動較大,為避免這種現(xiàn)象,應(yīng)避開在振動區(qū)運(yùn)行。
?、谠谶\(yùn)行維護(hù)過程中,及時準(zhǔn)確測試和記錄機(jī)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(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,定期進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,為機(jī)組狀態(tài)檢修提供依據(jù)。
?、奂訌?qiáng)機(jī)組運(yùn)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(jī)組抬機(jī),這都是造成機(jī)組機(jī)械破壞性損壞的因素,也是引起機(jī)組檢修周期縮短的原因。惡灘機(jī)組在運(yùn)行中,由于加強(qiáng)了運(yùn)行操作管理,停機(jī)較少,除正常洪水期停機(jī)渡汛外,機(jī)組運(yùn)行基本處于滿發(fā)狀態(tài)。
?、苓\(yùn)行過程中合理調(diào)整機(jī)組的有功和無功,使機(jī)組的運(yùn)行始終處于最優(yōu)狀態(tài),減少了機(jī)組的振動和降低了溫升。
6 結(jié)語
我廠機(jī)組安全運(yùn)行17年的實(shí)踐證明,加強(qiáng)對機(jī)組的運(yùn)行管理、維護(hù),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(jī)運(yùn)行平均等效可用系數(shù)均超過96%,在國產(chǎn)機(jī)組中是不多見的。機(jī)組運(yùn)行17年從沒有大拆大換過,沒有進(jìn)行過擴(kuò)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(jià)格算,創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)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(jī)組,只要加強(qiáng)維護(hù)管理,同樣能實(shí)現(xiàn)較高的機(jī)組等效可用系數(shù),取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
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