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【摘要】水电机组由于启动、停机非常迅速,可在几秒钟内增减大量负荷,具有运行灵活、快捷等优点。而且它也是电力系统调节尖峰负荷、电网频率以及担负事故备用的最理想的电源类型。随着国民经济和科学技术的迅猛发展,水电机组的单机容量愈来愈大,结构也趋于复杂。在电站水头变幅增大、运行工况复杂的情况下,水电机组的不稳定现象不断增多,而水轮发电机组的检修技术也成为人们关注的焦点。本文作者结合多年来的工作经验,对三支点水轮发电机组的检修技术进行了论述,具有一定的参考意义。
【关键词】安全;设备检修;消除隐患
引言
作为国民经济基础产业的电力工业,对经济增长和社会发展起到重要的支撑作用,为保障国家经济的快速发展,加快推进建设资源节约型、环境友好型社会做出了重要贡献。改革开放以来,我国电力行业高速发展,截止到2010年末,全年全社会用电量41923亿千瓦时,发电设备总容量达到96219万千瓦,位列世界第二位。但随着我国经济高速发展,社会对电能需求持续增加,局部缺电限电现象时有发生,近十年全国发电机组全年利用小时数最高达到5455小时,2010年是4660小时。发电机组长期带负荷运行必然导致性能下降,强迫停运率将会逐渐增加并加大导致故障的可能性,影响电力系统可靠和安全。因此为提高机组寿命和运行可靠性,保证电力系统安全稳定运行,必须对整个电网的发电机组进行有计划、有组织、安全可靠的性能检修,既要保证机组合理的检修时间,更要确保系统出力满足电网需求,以确保发电和供电计划的顺利实施。
在电力系统规划设计和运行调度中,都必须重视并合理制定机组检修计划。电能具有无法储存必须随发随用的显著特点,使电力工业对系统可靠性有非常高的要求,因此发电机组检修将对电力系统带来重大影响。随着我国电力工业发展和电网规模日益扩大,系统内的机组数量大、种类繁多,安排机组检修计划需考虑更多条件和约束,靠传统经验的粗放式安排检修势必无法满足现实需求,检修计划安排会对电网多个方面造成影响:首先对系统可靠性的影响,当机组计划检修期间,系统出力将减少,可能带来系统供电无法满足需求的风险,尤其对电能不足区域和用电高峰期这个问题更加突出;其次是对经济效益的影响,例如机组检修期间少发电能的损失,检修设备人员的花费以及为保证系统可靠性增加备用容量的投资等。因此若机组检修计划安排不当不仅造成资源和花费的消耗,更重要的是会影响电力系统安全可靠的运行,传统的检修计划安排方式己经无法满足需求。
1.水电机组检修特点
长期以来,我国水电行业大多数采用以计划检修为主,同时结合故障检修的模式,其优势在于通过人力、物力、资金安排的计划性来保持供电的基本稳定性。计划检修模式对比早期的事故检修,虽有一定的进步,但在实行过程中仍显得比较保守,并且存在诸多缺点。
(1)缺乏科学性。当前水电厂计划检修大多是首先依据各水电机组不同的制造工艺和安装过程,结合水电厂现场运行情况进一步统筹规划,安排固定的检修周期后写入流程,由操作人员参照设备检修规程按时执行。这种体制面对出现故障的机组设备能够保证进行及时必要的维修,但同时也不可避免的会对运行状况良好的机组设备按照规程进行维修,必然造成这些设备在检修后反而出现故障率增加或者越修越坏的现象。
(2)缺乏经济性。水电机组设备结构复杂,对生产制造工艺有较高要求,因此各个零部件之间的连接十分牢固,若经常拆卸和安装,将不可避免的对相关零部件产生非运行过程的损耗,从长期角度看对设备使用寿命有不小的影响。计划检修这种无论设备状况好坏,到期必修的方式,若碰到状况良好的机组,将无形中增加不必要的设备维护费用,加速设备损耗,缩短使用寿命;另一方面,部分故障设备因检修周期未到不能及时处理,只有发生事故后才能进行抢修,降低了运行可靠性,并且容易造成经济损失。
相比计划检修,状态检修通过评估设备状况,明确了检修目标,提高了设备可用率,同时降低了维护费用,能够为水电厂稳定高效运行提供技术保障。
(1)提高设备安全性。实施状态检修,可以较早识别机组设备运行过程中出现的问题,及时有效制定和修改检修计划。一方面可避免问题的进一步放大导致重大事故发生,另一方面可使设备的整体故障率下降,提高设备安全性。
(2)提高设备的利用率。计划检修在检修周期来临后,无论设备是否出现故障,必须按照规程中制定的检修登记进行操作,可能给本来运行稳定的机组造成不必要的外界干扰。而对于状态检修,无需机械式的操作计划,使检修工作更具针对性,减少停机次数,最大限度的利用设备的磨损裕量,提高设备利用率。
(3)提高企业效益。实施状态检修,不仅减少了设备发生重大故障的概率,同时可推迟主要设备大修时间,提高机组发电效率,节省人力物力,以达到降低企业生产成本并增加效益。
(4)延长设备寿命。实施状态检修后,相比计划检修的按部就班式检修体制,将减少检修频率,降低检修程度,使零件非运行损耗降到最低,延长设备使用寿命。
2.卧轴布置三支点机组特点
支点机组是卧轴布置机组中最为典型的一种。三支点机组一共布置了三个径向轴承,水轮机主轴上布置一个径向轴承:水导径向轴承;发电机主轴上布置两个径向轴承:前导轴承和后导轴承。推力轴承布置在最靠近水轮机的水导径向轴承同一只油箱中。水轮机主轴与发电机主轴用刚性联轴器连接,飞轮夹装在水轮机法兰盘与发电机法兰盘中间。
三支点机组轴承均采用支座式滑动轴承,推力轴承与水导径向轴承安装在同一只轴承座内。机组的三个径向轴承、一个推力轴承保证了转动系统的稳定转动。与其他卧轴机组比,对两轴的同心度要求高,安装检修难度相对较大。但由于刚性联轴器允许传递功率较大,适用于500kW以上的机组。因此,这种布置方式在水电站中被广泛采用。
3. 水轮发电机组的检修流程及机组检修中常见问题和原因
3.1水轮发电机组的检修流程。
3.1.1 检修前期的准备阶段。检修前的准备工作是非常重要的,一般情况下药查找该水电站的各项前期的检修记录和报告,还要将这次检修的具体步骤和环节制定出一个合理的计划。
3.1.2 检修中期的处理阶段。检修执行阶段一定要按照检修的计划和方案严格的实施,才能达到预计的检修效果,当然,在检修过程中也会遇到各种突发状况,这要求我们备有相关的应急预案。
3.1.3 检修后期的试验阶段。完成整个检修过程后,要先记录本次检修的结果,然后将各个部件重组,在水电站正式使用前,一定要做好相关的试验,以免在检测中有疏忽的问题遗留于将要直接投入使用的水电站。
3.2三支点机组检修中常见问题及原因。检修中常见问题。由于三支点卧式水轮发电机组独特的结构特点,导致检修过程中难以正确把握机组各项技术标准和工艺要求。检修中遇到的问题主要有:三个导轴承温度不均,某个导轴承“瓦温过高”;质量相对差的机组,在空载运行时某个导瓦温就超过60℃;有的机组则在带负荷过程中或满负荷连续运行过程中瓦温逐渐升高,有的则随着环境温度的升高或运行时间的增加而升高。这类技术隐患如不找出根源,而只进行单一的导瓦研刮处理,三个导轴承温度还将轮番交替上升,难以达到理想效果。
【关键词】安全;设备检修;消除隐患
引言
作为国民经济基础产业的电力工业,对经济增长和社会发展起到重要的支撑作用,为保障国家经济的快速发展,加快推进建设资源节约型、环境友好型社会做出了重要贡献。改革开放以来,我国电力行业高速发展,截止到2010年末,全年全社会用电量41923亿千瓦时,发电设备总容量达到96219万千瓦,位列世界第二位。但随着我国经济高速发展,社会对电能需求持续增加,局部缺电限电现象时有发生,近十年全国发电机组全年利用小时数最高达到5455小时,2010年是4660小时。发电机组长期带负荷运行必然导致性能下降,强迫停运率将会逐渐增加并加大导致故障的可能性,影响电力系统可靠和安全。因此为提高机组寿命和运行可靠性,保证电力系统安全稳定运行,必须对整个电网的发电机组进行有计划、有组织、安全可靠的性能检修,既要保证机组合理的检修时间,更要确保系统出力满足电网需求,以确保发电和供电计划的顺利实施。
在电力系统规划设计和运行调度中,都必须重视并合理制定机组检修计划。电能具有无法储存必须随发随用的显著特点,使电力工业对系统可靠性有非常高的要求,因此发电机组检修将对电力系统带来重大影响。随着我国电力工业发展和电网规模日益扩大,系统内的机组数量大、种类繁多,安排机组检修计划需考虑更多条件和约束,靠传统经验的粗放式安排检修势必无法满足现实需求,检修计划安排会对电网多个方面造成影响:首先对系统可靠性的影响,当机组计划检修期间,系统出力将减少,可能带来系统供电无法满足需求的风险,尤其对电能不足区域和用电高峰期这个问题更加突出;其次是对经济效益的影响,例如机组检修期间少发电能的损失,检修设备人员的花费以及为保证系统可靠性增加备用容量的投资等。因此若机组检修计划安排不当不仅造成资源和花费的消耗,更重要的是会影响电力系统安全可靠的运行,传统的检修计划安排方式己经无法满足需求。
1.水电机组检修特点
长期以来,我国水电行业大多数采用以计划检修为主,同时结合故障检修的模式,其优势在于通过人力、物力、资金安排的计划性来保持供电的基本稳定性。计划检修模式对比早期的事故检修,虽有一定的进步,但在实行过程中仍显得比较保守,并且存在诸多缺点。
(1)缺乏科学性。当前水电厂计划检修大多是首先依据各水电机组不同的制造工艺和安装过程,结合水电厂现场运行情况进一步统筹规划,安排固定的检修周期后写入流程,由操作人员参照设备检修规程按时执行。这种体制面对出现故障的机组设备能够保证进行及时必要的维修,但同时也不可避免的会对运行状况良好的机组设备按照规程进行维修,必然造成这些设备在检修后反而出现故障率增加或者越修越坏的现象。
(2)缺乏经济性。水电机组设备结构复杂,对生产制造工艺有较高要求,因此各个零部件之间的连接十分牢固,若经常拆卸和安装,将不可避免的对相关零部件产生非运行过程的损耗,从长期角度看对设备使用寿命有不小的影响。计划检修这种无论设备状况好坏,到期必修的方式,若碰到状况良好的机组,将无形中增加不必要的设备维护费用,加速设备损耗,缩短使用寿命;另一方面,部分故障设备因检修周期未到不能及时处理,只有发生事故后才能进行抢修,降低了运行可靠性,并且容易造成经济损失。
相比计划检修,状态检修通过评估设备状况,明确了检修目标,提高了设备可用率,同时降低了维护费用,能够为水电厂稳定高效运行提供技术保障。
(1)提高设备安全性。实施状态检修,可以较早识别机组设备运行过程中出现的问题,及时有效制定和修改检修计划。一方面可避免问题的进一步放大导致重大事故发生,另一方面可使设备的整体故障率下降,提高设备安全性。
(2)提高设备的利用率。计划检修在检修周期来临后,无论设备是否出现故障,必须按照规程中制定的检修登记进行操作,可能给本来运行稳定的机组造成不必要的外界干扰。而对于状态检修,无需机械式的操作计划,使检修工作更具针对性,减少停机次数,最大限度的利用设备的磨损裕量,提高设备利用率。
(3)提高企业效益。实施状态检修,不仅减少了设备发生重大故障的概率,同时可推迟主要设备大修时间,提高机组发电效率,节省人力物力,以达到降低企业生产成本并增加效益。
(4)延长设备寿命。实施状态检修后,相比计划检修的按部就班式检修体制,将减少检修频率,降低检修程度,使零件非运行损耗降到最低,延长设备使用寿命。
2.卧轴布置三支点机组特点
支点机组是卧轴布置机组中最为典型的一种。三支点机组一共布置了三个径向轴承,水轮机主轴上布置一个径向轴承:水导径向轴承;发电机主轴上布置两个径向轴承:前导轴承和后导轴承。推力轴承布置在最靠近水轮机的水导径向轴承同一只油箱中。水轮机主轴与发电机主轴用刚性联轴器连接,飞轮夹装在水轮机法兰盘与发电机法兰盘中间。
三支点机组轴承均采用支座式滑动轴承,推力轴承与水导径向轴承安装在同一只轴承座内。机组的三个径向轴承、一个推力轴承保证了转动系统的稳定转动。与其他卧轴机组比,对两轴的同心度要求高,安装检修难度相对较大。但由于刚性联轴器允许传递功率较大,适用于500kW以上的机组。因此,这种布置方式在水电站中被广泛采用。
3. 水轮发电机组的检修流程及机组检修中常见问题和原因
3.1水轮发电机组的检修流程。
3.1.1 检修前期的准备阶段。检修前的准备工作是非常重要的,一般情况下药查找该水电站的各项前期的检修记录和报告,还要将这次检修的具体步骤和环节制定出一个合理的计划。
3.1.2 检修中期的处理阶段。检修执行阶段一定要按照检修的计划和方案严格的实施,才能达到预计的检修效果,当然,在检修过程中也会遇到各种突发状况,这要求我们备有相关的应急预案。
3.1.3 检修后期的试验阶段。完成整个检修过程后,要先记录本次检修的结果,然后将各个部件重组,在水电站正式使用前,一定要做好相关的试验,以免在检测中有疏忽的问题遗留于将要直接投入使用的水电站。
3.2三支点机组检修中常见问题及原因。检修中常见问题。由于三支点卧式水轮发电机组独特的结构特点,导致检修过程中难以正确把握机组各项技术标准和工艺要求。检修中遇到的问题主要有:三个导轴承温度不均,某个导轴承“瓦温过高”;质量相对差的机组,在空载运行时某个导瓦温就超过60℃;有的机组则在带负荷过程中或满负荷连续运行过程中瓦温逐渐升高,有的则随着环境温度的升高或运行时间的增加而升高。这类技术隐患如不找出根源,而只进行单一的导瓦研刮处理,三个导轴承温度还将轮番交替上升,难以达到理想效果。