水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷研究

摘 要:技術(shù)供水系統(tǒng)作為水電廠輔助設(shè)備系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，它的安全可靠運(yùn)行對(duì)于水電廠也是非常重要的。水電廠傳統(tǒng)的定期維修制度正逐漸被狀態(tài)檢修制度所取代，技術(shù)供水系統(tǒng)作為水電廠輔助設(shè)備系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，是電廠安全可靠運(yùn)行的重要保障，因此有必要對(duì)水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的研究。

關(guān)鍵詞:技術(shù)供水系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測(cè) 故障診斷

中圖分類號(hào):TV734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0073-01

1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)在水電廠應(yīng)用的意義[1]

隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的日漸成熟和應(yīng)用，傳統(tǒng)水電廠實(shí)現(xiàn)“無人值守”的目標(biāo)已不再是遙不可及的夢(mèng)想，而是一種不可阻擋的趨勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須將輔機(jī)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)視設(shè)備連接起來形成一個(gè)綜合智能控制系統(tǒng)。本文就是針對(duì)水電廠中的技術(shù)供水系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及故障診斷進(jìn)行了一些有意義的研究。眾所周知，水電廠尤其是大型水電廠都建在一些自然條件比較惡劣的環(huán)境中，即使使用價(jià)格高昂、性能突出的設(shè)備也難以保證不出現(xiàn)故障，這就要求我們對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)問題，并采取合理的解決方案，以免對(duì)水輪發(fā)電機(jī)采取停機(jī)措施進(jìn)行檢修，造成巨大經(jīng)濟(jì)效益的損失。目前對(duì)水電廠的監(jiān)測(cè)及故障診斷主要停留在水電廠的輔機(jī)設(shè)備上，而對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷卻鮮有研究，而且對(duì)水電廠輔機(jī)設(shè)備的故障診斷也僅僅停留在自動(dòng)控制參數(shù)方面，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)設(shè)備的需要的。水電廠的技術(shù)供水系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的維修人員勝任這一工作，由于故障可能涉及機(jī)械、電氣和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等許多方面，普通維修人員通常經(jīng)驗(yàn)不足或水平較低，使得判斷、決策失誤，不僅效率低，而且還常常出錯(cuò)，耽誤設(shè)備的最佳修復(fù)時(shí)機(jī)?？梢哉f，水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的研究和實(shí)施是實(shí)現(xiàn)水電廠少人值班或無人值守的重要目標(biāo)之一。

2 技術(shù)供水系統(tǒng)故障診斷研究

技術(shù)供水系統(tǒng)不同于其它供水系統(tǒng)，它主要為水輪發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備提供冷卻用水、潤滑用水，有時(shí)必要的壓控設(shè)備也需要技術(shù)供水系統(tǒng)的支持。主要由水源、水質(zhì)凈化設(shè)備、管道、用水設(shè)備以及水參數(shù)的相關(guān)測(cè)控設(shè)備組成?？偟膩碚f，技術(shù)供水系統(tǒng)要滿足各種核心設(shè)備以及輔機(jī)設(shè)備對(duì)水壓、水量和水質(zhì)的要求。

技術(shù)供水系統(tǒng)雖然不是水輪發(fā)電機(jī)的重要核心設(shè)備，但它卻是輔助設(shè)備中必不可少的一部分，如果技術(shù)供水系統(tǒng)不能正常工作，水輪機(jī)或汽輪機(jī)這些關(guān)鍵設(shè)備根本無法正常工作，甚至可能引起整個(gè)水電廠的癱瘓，可見技術(shù)供水系統(tǒng)對(duì)于水電廠的重要性。

技術(shù)供水系統(tǒng)的故障特點(diǎn):

(1)故障類型繁多。由于技術(shù)供水系統(tǒng)包括許多設(shè)備，如抽水泵、排水泵、管道及連接處的閥門，任何一個(gè)地方出現(xiàn)故障，技術(shù)供水系統(tǒng)都不能正常工作，客觀上要求實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的設(shè)備就比較繁多，同一設(shè)備由于供水方式的不同還有可能出現(xiàn)完全不同性質(zhì)的故障，因此故障類型非常復(fù)雜。(2)各種故障交叉作用，互相影響。技術(shù)供水系統(tǒng)是與其它系統(tǒng)密切相關(guān)的，工作過程中其它設(shè)備的故障也可能影響到技術(shù)供水系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，反之亦然。(3)與主機(jī)產(chǎn)生的故障相比，具有相對(duì)較長的反應(yīng)時(shí)間。技術(shù)供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能馬上中斷水電廠的正常工作，而有一個(gè)比較充足的緩沖時(shí)間供維修人員查找并排除故障。

引起電廠技術(shù)供水系統(tǒng)故障的原因大致可歸納為:水泵方面的故障包括:水泵及其電機(jī)，電流或轉(zhuǎn)速過低，出口壓力異常，振動(dòng)增大或流量不足，其原因可能為不平衡、不對(duì)中、接觸故障、空氣吸入、異物吸入、機(jī)械變形、磨損、氣蝕和壓力脈動(dòng)等;氣壓或氣量不符合工作要求的故障;供水管道阻力增加的故障;管路泄漏的故障;觸點(diǎn)失靈的故障等。[2]

水電廠的技術(shù)供水系統(tǒng)輔助系統(tǒng)主要由實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷兩大板塊組成，各有分工又相互協(xié)作。實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行簡單處理，通過通信系統(tǒng)作用，傳遞至故障診斷模塊進(jìn)行判斷并作出相關(guān)動(dòng)作。

故障診斷過程分析如下:

報(bào)警信號(hào)發(fā)出后，故障診斷模塊根據(jù)狀態(tài)檢測(cè)傳送數(shù)據(jù)首先定位異常點(diǎn)，即可能故障位置，然后由異常點(diǎn)信息和標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行比較，得出一次結(jié)論并保留;然后，故障診斷模塊可以調(diào)取該點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)和正常工作情況下的數(shù)據(jù)，對(duì)比后給出二次結(jié)論。前后兩次結(jié)論進(jìn)行故障一一分析排除后，得出最終結(jié)論。

3 技術(shù)供水系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

技術(shù)供水系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷基本涵蓋四種功能:動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)分析、故障預(yù)測(cè)和故障判決。狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)技術(shù)供水設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和前期信號(hào)處理，然后通過通信系統(tǒng)傳送給故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行異常信號(hào)分析，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，并根據(jù)故障的位置和原因做出相應(yīng)的修正判決，以便使技術(shù)供水系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)是技術(shù)供水系統(tǒng)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，由于水質(zhì)較差可能會(huì)造成管道連接處堵塞，或者精確計(jì)量儀器的失靈，水電廠是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，但是各個(gè)環(huán)節(jié)相互聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，以下就水質(zhì)監(jiān)測(cè)和控制做一探討。

對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)中的水的采樣過程進(jìn)行質(zhì)量控制可確保所得到樣品的代表性、完整性，能全面反映水電廠處理廠進(jìn)出水質(zhì)量及污水處理達(dá)標(biāo)的程度。實(shí)際操作過程應(yīng)嚴(yán)格按照《水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)實(shí)務(wù)手冊(cè)》規(guī)定進(jìn)行控制。水電廠的水樣采集大致可分為固定時(shí)間間隔取樣、累計(jì)流量取樣、瞬時(shí)取樣3種方法。可根據(jù)實(shí)際情況和特定要求而采取不同的取樣方法。樣品的保存也要符合污水水樣的保存要求，如需加氧化抑制劑或應(yīng)保持一定溫度等。

結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)水樣曲線，對(duì)照實(shí)時(shí)采集水電廠中的水樣，如果發(fā)現(xiàn)水質(zhì)有污染跡象，立即采取相應(yīng)措施，將其排出水電廠系統(tǒng)之外，并及時(shí)更新水電廠的設(shè)備用水，主要是技術(shù)供水系統(tǒng)的用水。

4 結(jié)語

本論文就水電廠技術(shù)供水系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方法進(jìn)行了探討，提出了一些實(shí)踐中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)和建議。技術(shù)供水系統(tǒng)在國內(nèi)都還只是處于一個(gè)剛剛起步的探索性階段，加之狀態(tài)檢修技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)工程，因此這個(gè)探索性階段必然還將持續(xù)一個(gè)漫長的過程，各種理論和方法還要進(jìn)一步在實(shí)踐中不斷總結(jié)和完善，同時(shí)還要吸收各種新的方法和思想，開拓出新的思路。本文所探討的技術(shù)供水系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷還有很多需要擴(kuò)展和完善的地方，還望有志同行提出寶貴意見。

參考文獻(xiàn)

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