王玉娟

【摘要】設(shè)備機(jī)組的安全運(yùn)行，直接關(guān)系到水電廠整體運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此水電廠工作人員對設(shè)備機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行非常重視。水輪發(fā)電機(jī)組是水電廠中非常關(guān)鍵的設(shè)備，因此對其安全運(yùn)行，工作人員更加關(guān)注。本文主要從軸系運(yùn)行故障角度來對水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性以及容易引發(fā)的故障進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)樗姀S的安全運(yùn)行提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】水輪發(fā)電機(jī)軸系；穩(wěn)定性好；故障

因?yàn)楝F(xiàn)階段我國大力發(fā)展水電事業(yè)，因此各大水電廠都在增加機(jī)組投入，但是因?yàn)樵O(shè)計(jì)制造、運(yùn)行等方面存在著一定的缺陷，而且由于機(jī)組設(shè)備容量越來越大，尺寸也明顯增大，這就使得各個部件之間的剛度明顯削弱，所以機(jī)組運(yùn)行時常發(fā)生故障，綜合多種故障分析，水輪發(fā)電機(jī)組最容易發(fā)生故障的部位就是軸系系統(tǒng)，本文也正是以此為重點(diǎn)對其研究。

一、水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求

第一，水輪發(fā)電機(jī)組在安裝期間，安裝人員要保證機(jī)組中心準(zhǔn)確無誤，必須保證幾組每一個固定部件都保持在相同的垂線上，換言之就是在公差范圍內(nèi)的同心，尤其是要注意旋轉(zhuǎn)中心以及機(jī)組中心兩者相互重合，確保幾組中每一個部位之間存在的縫隙以及氣隙都始終處于均勻的狀態(tài)，這樣就可以最大程度的降低水輪機(jī)水力干擾，也不會對發(fā)電機(jī)電氣造成任何的干擾。第二，水輪發(fā)電機(jī)組軸線調(diào)整時，工作人員要對盤車進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，同時保證定位機(jī)組中的旋轉(zhuǎn)中心要在指定的位置不會出現(xiàn)任何的差錯，同時工作人員要保證軸系運(yùn)行過程中，擺度值以及方法都要確定好，以此保證軸系運(yùn)行的垂直度達(dá)到要求，直線度符合標(biāo)準(zhǔn)。

第三，所選的軸線質(zhì)量必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣才能夠從根本上保證旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量合乎要求。正常情況下，機(jī)組軸系運(yùn)行過程中，既要與旋轉(zhuǎn)體保持同心，還要與導(dǎo)軸承保持同心，因此導(dǎo)軸承的軸線質(zhì)量也必須達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

二、水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組軸系運(yùn)行故障及其解決措施

水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的前提條件概括起來主要有兩點(diǎn)，一點(diǎn)是機(jī)組運(yùn)行先天條件要達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，比如機(jī)組選型要正確，設(shè)備設(shè)計(jì)必須滿足安全可靠的要求，整個工藝要非常先進(jìn)，可以避免軸系運(yùn)行故障，安裝水平要高等；另一點(diǎn)是機(jī)組運(yùn)行后天條件要滿足于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，比如設(shè)備狀態(tài)要進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，運(yùn)行維護(hù)管理要與機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng)。這兩個條件必須同時具備，除了幾類重大故障，其他類型的故障都是由于上述兩個條件不滿足要求而引起。因?yàn)闄C(jī)組運(yùn)行故障分析具有一定的困難性，而且層次分明，所以在對故障進(jìn)行預(yù)測分析時，分析人員必須預(yù)先對故障類型加以了解，明確故障機(jī)理，由此正確判斷故障以及相應(yīng)的性質(zhì)，這樣才可以采取針對性的措施。

1、機(jī)組軸系運(yùn)行故障

1.1機(jī)組軸系與導(dǎo)軸承故障

1.1.1導(dǎo)軸承故障。這主要表現(xiàn)在三方面：第一，軸承間隙不均勻，如間隙未能正確調(diào)整，軸線發(fā)生明顯偏移，徑向負(fù)荷存在著嚴(yán)重的不均勻情況；第二，支持部件受到了明顯損壞，如抗頂螺栓壓塌無法正常使用，鉻缸墊破損影響使用；第三，軸承瓦面出現(xiàn)了明顯破損，如疲勞老化情況比較嚴(yán)重，潤滑效果不佳，油質(zhì)污染嚴(yán)重，水質(zhì)量未能達(dá)到要求，軸電壓受到了非常大的影響。1.1.2機(jī)組軸系故障。該類故障主要表現(xiàn)在很多方面，其中比較重要的有如下幾點(diǎn)：第一，軸線彎曲，卡環(huán)厚度不平均，主軸出現(xiàn)了明顯的彎曲，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中心未能得到對中；第二，轉(zhuǎn)動部件出現(xiàn)出現(xiàn)了不平衡問題，如轉(zhuǎn)子質(zhì)量以及主軸質(zhì)量不平衡等；第三，機(jī)組不對中，如軸系水平未能進(jìn)行良好的調(diào)整，軸承間隙并不平均等；第四，旋轉(zhuǎn)部件相互之間碰磨，如轉(zhuǎn)動與固定部件由于空隙不平均出現(xiàn)了碰磨的情況，設(shè)備部件某些方面存在著缺陷。

1.2機(jī)組軸系統(tǒng)運(yùn)行故障

1.2.1水輪機(jī)及過流部件故障。這主要表現(xiàn)在三方面：第一，水輪機(jī)故障，如轉(zhuǎn)輪質(zhì)量未能達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)葉輪葉開口大小不一，轉(zhuǎn)輪葉片時常發(fā)生振動，轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)了磨損以及空蝕的問題；第二，主封以及迷宮環(huán)出現(xiàn)了故障，如主封無法正常發(fā)揮功能，迷宮環(huán)受到嚴(yán)重?fù)p壞，軸系出現(xiàn)了偏心的問題；第三，尾水振動故障，如空隙磨損比較嚴(yán)重，引水系統(tǒng)出現(xiàn)了比較嚴(yán)重共振問題。1.2.2推力軸承運(yùn)行故障。該故障類型有很多，其中比較典型的有如下幾種：第一，油膜厚度故障，如軸電壓突然上升，軸瓦明顯變形；機(jī)組難以穩(wěn)定運(yùn)行等；第二，支撐結(jié)構(gòu)故障，如運(yùn)行負(fù)荷未能保持平均狀態(tài)，壓板出現(xiàn)了變形；第三，潤滑油故障，比如油性指標(biāo)受到了非常明顯的破壞，污染程度比較大，濃度也遭受了破壞。

2、解決對策

第一，積極預(yù)防。水電廠工作人員要在水輪發(fā)電機(jī)組正式運(yùn)行之前，要對進(jìn)行建模實(shí)驗(yàn)，以此保證軸系運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的動力效應(yīng)符合要求；另外，要正確選型，科學(xué)合理的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；構(gòu)建機(jī)組故障模型，以此確保機(jī)組性能符合要求，特別是規(guī)模比較大的機(jī)組，必須預(yù)先構(gòu)建故障模型。第二，做好監(jiān)測與診斷工作。工作人員首先要對機(jī)組運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)加以監(jiān)測，以此能夠隨時了解機(jī)組運(yùn)行是否處于正常狀態(tài)；工作人員要對設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)測，并作出正確的判斷，尤其是對潛在故障定要在第一時間做出判斷，這樣才能避免問題的出現(xiàn)；領(lǐng)導(dǎo)者要對設(shè)備維修進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)，并依據(jù)設(shè)備狀態(tài)作出正確的決策。第三，采用及時恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞健＜皶r處理，適時處理，有效處理是對機(jī)組運(yùn)行設(shè)備故障性質(zhì)、原因、程度和部位采取相應(yīng)措施來控制、消除故障重現(xiàn)，發(fā)展及減振的具體實(shí)施處理方式。對那些影響較大，危害嚴(yán)重突發(fā)故障，應(yīng)及時停機(jī)處理，使之達(dá)到符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)有效處理結(jié)果：對那些異常問題，可改變運(yùn)行條件，采取相應(yīng)措施，能緩沖機(jī)組設(shè)備的危害性或事故擴(kuò)展艾延，可以借設(shè)備檢修期間進(jìn)行適時、有效處理；對那些設(shè)備缺陷、潛伏性的事故苗頭或故障，應(yīng)在機(jī)組設(shè)備檢測或在線監(jiān)測的基礎(chǔ)上，預(yù)測分析故障原因、趨勢、發(fā)展，采取適時、有效處理方式。同時還應(yīng)根據(jù)設(shè)備的具體故障類型，采取相應(yīng)的對策進(jìn)行有效的處理。

三、結(jié)語

綜上所述，可知水輪發(fā)電機(jī)軸系運(yùn)行穩(wěn)定能夠基本保證水輪機(jī)發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此對軸系運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)各類故障進(jìn)行分析研究有著非常大的現(xiàn)實(shí)意義。工作人員要對機(jī)組軸系運(yùn)行非常熟悉，尤其是要對其軸系統(tǒng)之間保持的關(guān)系進(jìn)行了解，懂得機(jī)組軸系運(yùn)行可能出現(xiàn)的各類問題，這樣對制定預(yù)防方案以及實(shí)施監(jiān)測有著參考作用。

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