常规水轮机的检修工艺研究

李朝晖 姜建勋

Research on Inspection and Repair Process of Conventional Turbine

LI Zhao-hui   JIANG Jian-xun

摘要：在水力发电中，水轮机发挥着重要的作用，为了保障水轮正常运行，充分发挥水轮机的功能，需要做好水轮机的检修工作。基于此，文章通过阐述水轮机检修准备工作和常规水轮机检修的重要性，分析水轮机常见的故障，同时针对故障提出相应的检修策略，最大限度排除水轮机潜在故障，为水轮机正常运行奠定基础和提供保障。

Abstract： In hydropower generation， the turbine plays an important role. In order to ensure the normal operation of the water wheel and give full play to the function of the turbine， it is necessary to do the maintenance work of the turbine. Based on this， the article analyzes the importance of turbine maintenance preparation and conventional turbine maintenance， analyzes the common faults of turbines， and proposes corresponding maintenance strategies for faults to eliminate the potential failure of turbines to the maximum， and lay the foundation and guarantee for the normal operation of turbines.

關键词：水轮机检修;检修工作;故障排除

Key words： turbine maintenance;maintenance work;troubleshooting

中图分类号：TV738                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）32-0215-02

0  引言

随着经济的发展，生活水平的提高，电力的重要性越来越明显。电力作为人们生产生活的重要能源，直接影响各行各业的正常发展。在我国，水力发电是火力发电之外的一种重要的发电形式，其中检修维护是保障水电站正常运行的基础。在水力发电中，常规水轮机是一种重要的机械设备，对其进行检修维护直接决定着水电站的健康运行与持续发展。在正式检修常规水轮机之前，应该做好相应的检修准备工作。在实际的水力发电中，常规水轮机检修工作效果直接影响水轮机的正常运转。基于此，需要深入研究分析常规水轮机的检修工艺，及时解决水轮机出现的各种问题，确保水轮机正常运行。

1  做好水轮机检修准备工作

1.1 制定完善的水轮机检修计划  在水力发电中，对常规水轮机进行检修是一项重要的工作，在进行正式检修之前，需要做好检修前准备工作，比如具、零部件等，同时根据实际检修情况，制定详细的检修仪器采购计划，准备好检修图纸等。认真阅读水轮机检修任务书，对需要检修的项目进行全面、详细的了解，预判水轮机检修难易程度，从整体上对水轮机检修进行把控。

1.2 做好检修前准备工作  首先，检修人员方面，需要综合评估水轮机检修人员的实际情况，结合检修人员的实际情况做好检修工作的分工，明确各自的职责。其次，记录水轮机的振动、摆度、瓦温等检修数据信息，尤其重点关注水轮机主阀静水开关的时间，导叶漏水量、导叶开关时间等参数信息。第三，检修手续，在进入正式检修环节前，检修人员需要做好检修指导书、工单等审批工作，办理好检修手续之后，方可开展检修工作，同时在检修现场放置指导书、工票等检修必需品。与此同时，需要做好交底工作，尤其是检修负责人要认真开展安全、技术、风险等方面的交底工作。另外，在检修现场，需要事先制定安全防护措施，避免检修过程中出现污染事故。

2  常规水轮机检修的重要性

2.1 确保水轮机正常运行  在水力发电过程中，通过对水轮机进行不定期的检修，在一定程度上可以有效规避故障。通过检修，可以事先发现水轮机潜在的故障，做到第一时间排除故障，及时恢复水轮机工作状态。在检修过程中，可以排除水轮机正常运行的安全隐患，确保水轮机正常运行，节省水轮机运行成本，充分挖掘水轮机的价值。

2.2 丰富检修人员的检修知识和提升检修技能  理论与实践可以相互促进。在水轮机实际检修中，不断有年轻检修人员的加入，这部分人员具有丰富的理论知识，但是缺乏检修经验，通过组织开展水轮机检修工作，让这些年轻的检修人员参实际检修工作，通过实践帮助他们积累检修经验，同时结合具体的检修故障和问题，组织大家一起讨论分析，在讨论中丰富大家的专业知识，不断丰富新人的检修专业技能。对于年轻的检修人员来说，借助检修实践，分析检修中遇到的实际问题，通过思考理论知识、向前辈请教等方式，分析水轮机运行参数，借助书籍、网络等查找和收集相关资料，找出问题原因和解决方法。无论是年轻的检修人员，还是具备检修经验的人员，需要高度重视检修工作，建立专业的检修队伍，通过“走出去”（到技能培训中心、水轮机厂家等地进行参观学习）、“请进来”（请专业人员来公司指导工作）等方式丰富水轮机检修专业知识和专业技能，提升检修人员的整体素质。

2.3 提升水轮机运行的安全性、可靠性  在水轮机运行过程中，随着运行时间的不断积累，各零部件会出现不同程度的磨损，引发各种各样的故障，通过检修可以事先发现水轮机潜在的故障，有效排除安全隐患，确保水轮机正常运行。对于水轮机来说，借助检修环节可以及时排除故障，有效降低水轮机故障造成的经济损失，提升水轮机运行的安全性和可靠性。

3  水轮机常见故障分析

在检修水轮机的过程中，需要针对水轮机的具体故障，需要采取相应的措施，通常情况下，水轮机的常见故障主要包括：

3.1 出力故障  对于水轮机来说，出力故障是一种比较常见的故障，通常情况下，在检修过程中也比较容易排除。所谓出力故障就是水轮机运行中，导叶开度保持原来状态，由于额定转速与机组转速存在一定的差异性，导致水轮机运转力度被严重削弱，这就是出力故障。通常情况下引发出力故障的因素主要包括以下几个方面：水轮机水头部分受到损坏、水电站尾水位上升等。

在水轮机运行过程中，如果水轮机的内部混入很多杂物，也会造成运转部分出现卡阻现象，进一步阻碍水轮机运转，削弱水轮机的运转力。在水流的带动下，水中大量的杂物会顺着进水口进入到水轮机内部，导致杂物拥堵在拦污栅上，阻塞拦污栅，造成水轮机运行不畅，使得水轮机出现出力故障。

3.2 轴承温度过高  水轮机运行过程中，受冷却水减少、中断、油质过低、油槽缺油、轴承座漏电等因素的影响和制约，使得水轮机轴承出现温度过高，进而引发一系列的故障。

3.3 振动  引发水轮机振动故障的原因主要是机械安装不协调、水力失衡等。

3.4 水轮机核心部件受损  造成这种故障的原因主要是机组承受负荷过大，导致机组过速，当机组过速超过一定限度，就会损坏水轮机内部的核心部件，引发相应的故障。

3.5 其他故障  在水轮机运行中，受外力因素的影响，导致油管路出现裂缝、螺杆损坏、电机烧毁等，导致水轮机出现油压降低、水轮机在电网以外独立运转等现象，造成水轮机出现供电负荷过大的现象。

4  常规水轮机的检修工艺

在水力发电中，水轮机能够稳定持续运行，需要借助水电机组的能量和空蚀指标来实现，这样才能充分发挥水轮机的整体功能。因此，在对水轮机过流通道进行优化调整时，需要充分利用先进的技术，提升过流通道的完整性和施工技术水平。由于水轮机内部零部件数量比较多，而且结构复杂，尤其是水轮机运行过程中，会出现不同程度的空化、磨损等。因此，需要全面、细致的检查和监测水轮机的运行状态，准确掌握运行参数，不断提高水轮机运行的时效性。所以，对水轮机进行检修非常重要。在实际运行过程中，如果忽视检修问题，水轮机组正常运行就会受到影响，严重影响水轮机的工作效率。

4.1 处理出力故障  水轮机运行过程中，发生出力故障，需要结合出力故障的实际情况，采取相应的措施，比较常用的处理措施，如果水轮机处于全负荷状态，需要对水轮机的负荷波动情况进行重点关注，同时是否超限进行检查。如果拦污栅出现杂物，这时需要彻底清理拦污栅里的污物，查看水轮机导叶的气蚀现象，如果导叶出现异常，需要及时处理，必要的情况下，可以更换相应的零部件。

4.2 处理轴承温度过高  水轮机运行过程中，如果出现轴承温度过高的现象，需要对冷却水的水流、水压等进行检查，同时要核实燃油系统的工作情况，燃油不足时，需要及时补充燃油（注意关注检查燃油质量）。同时，按照检修程序，对轴承进行不定期的检查，判定轴承响动是否存在异常现象，以及检测轴承的摆度水平等。

4.3 处理振动故障  通常情况下，水轮机振动故障一般是由机械安装不到位引起的，如果水轮机发生振动故障，需要拆卸对应的零部件并认真检查，检查完零部件没有问题后，按照顺序进行重新安装。如果质量失衡影响水轮机正常运行，导致水轮机发生离心惯性，增大了水轮机转动部位的缝隙，导致振幅增加。如果水轮机动力压力持续增加，对应的水轮机轴承推动力就会增大，接触部分的摩擦力也会增加，进而引发水轮机机组出现振动。当水轮机机组出现振动时，由于叶片因受力不匀发生振动，针对这一情况，需要拆卸机组转轮，检查叶片、平衡力等，彻底解决振动问题，在一定程度上让水轮机安全、正常运转。在实践中，如果水轮机发生振动问题，并且是由水力不均衡造成的，这时可以在尾水管部位设置补气管，进一步控制水压脉动，最大限度减轻管壁振动。如果水轮机振动是由杂物引起，需要关闭水叶，清除杂物，水轮机震動问题即可解决。

4.4 处理水轮机机组过速  为了让水轮机机组正常运行，避免出现过速故障，需要在水轮机中设置相应的阀门、过速限制器等环节，进一步控制水轮机回路。如果水轮机发生过速现象，在这种情况下，需要通过人工的方式关闭设备，解决过速问题。

4.5 处理油压过低问题  在水轮机运行过程中，如果油压降低，需要及时进行补气打压处理，确保油压处于正常状态。具体措施是检查回油箱的油位，补充油箱里的空气，调节油箱油液和气体比重，确保油液充分燃烧。如果水轮机出现油压降低故障，需要及时查看油压设备，及时排除故障。

4.6 处理负荷量超过限度  在水轮机内部，如果构件绝缘出现老化现象，就会削弱部件的强度，进而影响电压，在这种情况下，需要控制高温存在的时间，降低绝缘部件受损程度，必要情况下，更换绝缘部件，进一步解决水轮机负荷超限问题。

5  结论

在组织开展水轮机检修工作时，科学管理是基础，科学有效的管理是提高检修质量的关键，通过检修可以提高水电厂的运行效率，充分发挥水电厂的优势，因此，强化检修管理非常重要。在水力发电中，水轮机作为水电站发电的重要设备，如果出现故障，就会影响水轮机正常运行，造成一定程度的损失。基于此，需要通过检修的方式，排除水轮机存在的故障，最大限度地降低水轮机故障。在检修的过程中，检修人员需要秉持认真负责的态度，做好水轮机检修工作，同时不断积累自己的检修经验和检修技能，及时发现水轮机存在问题并进行处理，在一定程度上提升水轮机运行的安全性，充分发挥水轮机的作用，进而创造更大的价值。

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作者简介：李朝晖（1972-），男，湖南郴州人，大专，主要研究方向为水电机械检修。