董鑫天
(國家能源集團(tuán)新疆開都河流域水電開發(fā)有限公司,新疆 庫爾勒 841000)
水電站是水力發(fā)電工程的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,主要是利用水位上升時(shí)產(chǎn)生的勢(shì)能將能量轉(zhuǎn)換成電能,這樣在為人類提供能源的同時(shí)可減少對(duì)環(huán)境的污染。這是人類生產(chǎn)生活中產(chǎn)生電能的重要方式。但是,當(dāng)我們進(jìn)行水力發(fā)電的時(shí)候,需要許多設(shè)備同時(shí)作業(yè),因此定期對(duì)水電站機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢修是十分關(guān)鍵的。
一個(gè)水電站有著許多的設(shè)備,這些設(shè)備共同作用,將水流向上抬,將產(chǎn)生的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。水電站的機(jī)械設(shè)備主要有兩種類型,一種是產(chǎn)生電量的設(shè)備,另一種就是將設(shè)備產(chǎn)生的電量進(jìn)行傳送的設(shè)備。比如發(fā)電器、變壓器、壓路器和斷路器等設(shè)備,因長時(shí)間使用會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題,所有我們要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行定期檢查,定期更換,這樣才能保證這些復(fù)雜設(shè)備的正常運(yùn)行,保證水電站發(fā)電正常。日常的監(jiān)管和維修對(duì)水電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重大意義。
水輪機(jī)主要分為沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)。沖擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪因受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流的壓力不變,主要是動(dòng)能的轉(zhuǎn)換;反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪因受到水流的反作用力而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流的壓力能和動(dòng)能均有改變,但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。但兩者的主要工作原理都是發(fā)電機(jī)把水輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能,這樣我們可以利用磁感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),將產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。高地區(qū)的水具有較大的勢(shì)能,流入水電站的水帶動(dòng)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),水輪機(jī)經(jīng)過一系列作用,將水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
發(fā)電機(jī)常常出現(xiàn)的問題主要就是零件問題,在進(jìn)行設(shè)備檢修的過程中,常常會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)的零件損毀問題。發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)功能就是針對(duì)定子和轉(zhuǎn)子的保護(hù),通過零序電壓和三次諧波的運(yùn)算對(duì)裝置檢修運(yùn)算,使得定子可以更好運(yùn)轉(zhuǎn),這樣可以保證整個(gè)水電站的運(yùn)行效率,減少故障率。水力發(fā)電過程其實(shí)就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過程。通過在天然的河流上修建水工建筑物,集中水頭,然后通過引水道將高位的水引導(dǎo)到低位置的水輪機(jī),使水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能,帶動(dòng)與水輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電,從而實(shí)現(xiàn)從水能到電能的轉(zhuǎn)換。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電再通過輸電線路送往用戶,這就是整個(gè)水力發(fā)電到用電的過程。
變壓器通過主保護(hù)和后備保護(hù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。變壓器將產(chǎn)生的電流變成不同瓦數(shù)的電流,這樣不僅可以對(duì)產(chǎn)生的電流進(jìn)行分流,更在一定程度上在斷路器拒動(dòng)的時(shí)候保護(hù)設(shè)備。其實(shí)也就是利用變壓器的繼電保護(hù),即在設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候,及時(shí)隔離電流和電壓,起到保護(hù)設(shè)備的作用。變壓器保護(hù)措施就是當(dāng)水電站的變壓器出現(xiàn)短路的時(shí)候,整個(gè)水電站就會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象,短路現(xiàn)象會(huì)造成溫度不斷升高使得設(shè)備的內(nèi)部零件出現(xiàn)不同程度的損毀,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。所以,要對(duì)變壓器進(jìn)行及時(shí)檢修,如果真的出現(xiàn)問題可以及時(shí)切斷變壓器對(duì)整個(gè)水電站進(jìn)行保護(hù),但是那樣會(huì)損壞變壓器,所以定期檢修對(duì)于維護(hù)設(shè)備有著重要的作用。
穩(wěn)定性是一項(xiàng)極其重要的檢測(cè)內(nèi)容。穩(wěn)定性故障檢測(cè)是一項(xiàng)極為重要的檢測(cè)工程。在穩(wěn)定性檢測(cè)過程中,要注意檢測(cè)的全面性,這就不是單一地檢測(cè)各個(gè)儀器設(shè)備,更要注意整體的檢測(cè)。由于水力發(fā)電是依靠整體系統(tǒng)對(duì)于水流進(jìn)行作用的,使用穩(wěn)定性檢測(cè)技術(shù)需要專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)工作路徑進(jìn)行檢測(cè),找到故障所在,并且修復(fù)故障。由于要檢測(cè)的是整體,檢測(cè)內(nèi)容較龐大,所以通常將整體檢測(cè)分為4個(gè)方面來進(jìn)行,主要是電流的傳送、電量的負(fù)載、機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)以及暫態(tài)過程,從這4個(gè)方面來進(jìn)行故障判斷,可以高效快速地檢測(cè)出故障所在,針對(duì)不同的故障采用不同的修復(fù)技術(shù)。
在利用水力發(fā)電的過程中,將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,但是由于空氣阻力和摩擦生熱,在將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的時(shí)候總會(huì)出現(xiàn)能量損失的狀況,所以需要找到辦法使得勢(shì)能和電能的轉(zhuǎn)化率變高,這樣才可以完成高效的水能利用。水輪機(jī)就是一種可以使水流的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的主要設(shè)備,它可以幫助加快水能轉(zhuǎn)化,有效提高轉(zhuǎn)化效率,對(duì)水利站的水力發(fā)電有著極大的優(yōu)勢(shì),雖然水輪機(jī)增大了效益優(yōu)勢(shì),促進(jìn)了能量的轉(zhuǎn)化,加快了能量轉(zhuǎn)化進(jìn)程,但是在發(fā)現(xiàn)和利用其優(yōu)勢(shì)的時(shí)候,也要注意水輪機(jī)出現(xiàn)的故障問題。由于水輪機(jī)長時(shí)間的高效使用,出現(xiàn)問題是在所難免的,如果沒有及時(shí)檢查出來故障問題,可能就會(huì)對(duì)整個(gè)發(fā)電過程造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,所以要定期檢查?,F(xiàn)在檢查水輪機(jī)主要的手段為使用密封技術(shù),這種技術(shù)可以使檢修快速有效。
靜態(tài)檢修技術(shù)就是以靜態(tài)的方式完成檢修過程,這樣既可以確保檢修過程中的檢修安全,又可以節(jié)約能源,達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。通過不同的接線方式逐段找到系統(tǒng)出現(xiàn)的故障,用靜態(tài)檢修技術(shù)檢查系統(tǒng)故障,提高了系統(tǒng)的安全運(yùn)行率,加快了檢修系統(tǒng)的速度。由于其可以有針對(duì)性地檢查出某段的具體問題,所以可以在節(jié)約時(shí)間和資金的前提下,完成系統(tǒng)的故障檢修,同時(shí)降低了工作人員的工作量,優(yōu)化了檢修過程,并且提高了系統(tǒng)的安全性。
在水電站機(jī)械設(shè)備檢修的過程中,通過計(jì)算機(jī)設(shè)備來進(jìn)行專家檢測(cè),依靠計(jì)算機(jī)來檢測(cè)勵(lì)磁系統(tǒng)的故障問題,這樣可以快速地分析數(shù)據(jù),完成整體的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。根據(jù)計(jì)算機(jī)分析的數(shù)據(jù),可以預(yù)估設(shè)備的使用時(shí)長和設(shè)備的健康情況,這樣可以更加系統(tǒng)地評(píng)估故障問題,提升工作效率。
任何設(shè)備都會(huì)有損耗,所以要定期檢修,這樣才會(huì)提高檢修效率。如果因?yàn)閾?dān)心資金的消耗而放棄檢修,長此以往,工作效率會(huì)大大降低,水電站所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)電效益也會(huì)大大降低,所以要定期對(duì)設(shè)備檢修,及時(shí)更換老化或受損零件,防止因?yàn)樵O(shè)備損害而造成巨大損失;并且在一定程度上,還提高了水利站的安全性,保護(hù)了人民的安全。以察汗烏蘇水電站為例簡(jiǎn)要說明。察汗烏蘇水電站位于新疆維吾爾自治區(qū),是我國電力體制改革后在新疆開工建設(shè)的第一個(gè)水電項(xiàng)目。由于該水電站不僅具有水電站原本的發(fā)電作用,還有防洪的作用,所以對(duì)察汗烏蘇水電站的檢修工程極其重視。對(duì)于察汗烏蘇水電站的檢修要從多個(gè)方面來進(jìn)行,因?yàn)樵谝欢ǔ潭壬?,察汗烏蘇水電站不僅影響著電力傳送,還對(duì)于新疆人民的生命安全起著巨大的作用,所以對(duì)察汗烏蘇水電站的定期檢查就顯得極為重要。
察汗烏蘇水電站的檢修案例分析:
察汗烏蘇水電站1號(hào)機(jī)組B修推力甩油處理過程中,常常會(huì)出現(xiàn)所謂的阻油現(xiàn)象,這就需要進(jìn)行檢測(cè)和維修,采取靜態(tài)檢修過程,發(fā)現(xiàn)是油旋轉(zhuǎn)過程中和加熱器產(chǎn)生了碰撞,導(dǎo)致所謂的阻油現(xiàn)象。與此同時(shí),專家對(duì)機(jī)器進(jìn)行了檢修,檢測(cè)出測(cè)量鏡板與推力頭同心度發(fā)生較大偏差。由于在加墊調(diào)整軸線過程中上下起落造成鏡板與推力頭同心度不均勻,造成機(jī)組運(yùn)行時(shí)鏡板帶動(dòng)油旋轉(zhuǎn),造成偏心液壓泵作用,使油槽內(nèi)部增壓,使油上竄。這些問題的發(fā)現(xiàn)都告訴我們要對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)檢修,這樣才能保證水電站的正常運(yùn)行。減少故障率和大幅度維修次數(shù),降低水電站在運(yùn)行過程中的危險(xiǎn)性,會(huì)使工作效率和經(jīng)濟(jì)效益大大提高。
機(jī)器設(shè)備的日常維修應(yīng)按具體計(jì)劃進(jìn)行,既要保證施工的有序性,又要保證維修過程中沒有疏漏。另外,必須預(yù)防設(shè)備可能出現(xiàn)的故障。預(yù)防工作應(yīng)以相關(guān)制度的要求為標(biāo)準(zhǔn),限制和規(guī)范檢修程序,維護(hù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守制度,規(guī)范自己的工作。在設(shè)備保養(yǎng)方面要注重開展預(yù)防工作,對(duì)日常保養(yǎng)要認(rèn)真負(fù)責(zé),保養(yǎng)記錄要及時(shí)存檔,保養(yǎng)人員要對(duì)因保養(yǎng)措施不當(dāng)而造成的錯(cuò)誤負(fù)直接責(zé)任,從重罰處。
由于發(fā)電機(jī)組故障而造成的損失是巨大的,不但影響電力生產(chǎn),而且會(huì)引起安全事故。所以,我們不能忽視設(shè)備的故障。不能因?yàn)槭切栴},就不給予足夠的重視。小問題會(huì)逐漸發(fā)展成更嚴(yán)重的問題,而想要修復(fù)問題,就需要更多的人力物力,所以在日常維護(hù)上還是要認(rèn)真負(fù)責(zé)為好。要做好維修工作,必須對(duì)相關(guān)維修人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。如氫發(fā)生器在運(yùn)行過程中,控制倉內(nèi)溫度不斷升高,導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障,影響正常運(yùn)行。針對(duì)這一情況,通過對(duì)數(shù)據(jù)的認(rèn)真分析,最后決定對(duì)冷卻方式進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,從而有效地控制坯料溫升。
水力發(fā)電站的日常工作中,需要完善的管理體系來保證水電廠正常運(yùn)行,這是一種節(jié)約資源、維護(hù)設(shè)備非常有效的方法。檢修管理必須到位,合理安排檢修工作,以避免檢修過程中有所遺漏。水電站一般都建在偏遠(yuǎn)地區(qū),由于信息閉塞,對(duì)一些相關(guān)管理文件的修訂或更新在實(shí)際執(zhí)行中往往知之甚少。缺乏有效的管理,阻礙了維修工作的順利進(jìn)行,設(shè)備維修不及時(shí),在運(yùn)行中易發(fā)生故障,對(duì)能源行業(yè)的發(fā)展極為不利。
各種發(fā)電技術(shù)要求匹配不同的維修技術(shù)。但是,目前發(fā)電設(shè)備的相應(yīng)維修過程十分復(fù)雜,維修時(shí)間長。所以,斷電維修阻礙了發(fā)電的順利進(jìn)行,很不適合電力生產(chǎn)。這就要求檢修技術(shù)不僅要?jiǎng)?chuàng)新,而且要更新傳統(tǒng)的發(fā)電方式。其前提是發(fā)電效率高,不易發(fā)生機(jī)械故障,而且維修過程必須簡(jiǎn)單、易操作,不需花費(fèi)大量時(shí)間,且不影響電力行業(yè)的順利生產(chǎn)。
日常的機(jī)械設(shè)備檢修工作中,要注意重點(diǎn),尤其是在機(jī)械聯(lián)軸器部位的詳細(xì)檢修上。連接件是水輪機(jī)能量系統(tǒng)的重要組成部分,在日常使用中,由于機(jī)械部件的工作磨損和振動(dòng),會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。同時(shí)其外部環(huán)境的影響也不容忽視,各暴露部位都要進(jìn)行防腐處理,以保證日常保養(yǎng)工作的順利進(jìn)行。水電站機(jī)械全部采用電力作為能源,供電安全是關(guān)鍵。觸電事故的嚴(yán)重性是非常大的,所以做好機(jī)械設(shè)備的絕緣處理非常重要。
綜上所述,想要維護(hù)水電站的正常運(yùn)行就需要定期檢修,這對(duì)于水電站的發(fā)展具有極其重要的意義,所以要建立完善的檢測(cè)管理制度,將使得檢測(cè)更加有效,提高經(jīng)濟(jì)效益;要培養(yǎng)高素質(zhì)檢修人才,促進(jìn)我國的檢修技術(shù)全面發(fā)展,在保證經(jīng)濟(jì)利益和生產(chǎn)效益的前提下,完成對(duì)設(shè)備的維護(hù)和檢修。為了保障水電站的可持續(xù)利用,在降低成本的情況下,也要保證設(shè)備完好,就需要定期檢查,當(dāng)查出故障的時(shí)候,及時(shí)維修,避免造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。