简析水利水电工程机电设备运行异常处理

2024-04-05陈志飞

中国设备工程 2024年4期

陈志飞

（中国水利水电第一工程局有限公司，吉林长春 116041）

1 水利工程机电设备运行管理工作的必要性

水利工程机电设备是保障工程正常运行的关键部分，其稳定运行直接影响工程的安全和效益，运行管理工作能确保机电设备正常运转，及时发现并排除故障，防止出现停工和生产的损失。合理调整设备的运行参数和工作状态可以提高设备的运行效率，降低能源消耗和维修成本，提高水利工程的经济效益。进行机电设备运行管理工作还可以延长设备的使用寿命，定期的保养和维修可以延缓设备的老化和磨损，减少设备的损坏和损失。

2 水利工程中机电设备运行过程中的异常问题

2.1 机电设备发生故障

设备老化、材料疲劳、设计缺陷或错误的操作等都会让水利水电工程的机电设备无法正常运行，其具体表现为设备突然停止工作或无法启动，比如，机械设备的传动部件可能损坏或磨损、电子设备的电路板可能烧毁或损坏，影响供水、排水、发电或其他重要功能的实现。除了停止工作或无法启动，机电设备的故障还可能导致性能下降或不稳定。例如，某些机电设备可能在故障发生后仍然可以继续运行，但其性能可能受到影响。这可能表现为设备输出功率下降、效率降低或工作速度减慢等。

2.2 能源供应不稳定

水利工程通常依赖电力供应来驱动机械设备和执行各种操作，由于电网故障、自然灾害或能源供应链中的问题，会导致设备运行所需的能源不稳定，造成机电设备运行中断或效率下降，进而对水利工程的正常运行造成严重影响。如果能源供应突然中断，例如，由于停电或电力线路故障，机电设备将无法继续正常运行，让水利工程的生产活动停止，进而影响供水、发电或灌溉等关键功能，或导致电压波动或电力质量下降，机电设备的电子元件和传动系统可能受到损坏，从而需要更频繁的维修和投入更高的维护成本。

2.3 动力电缆受损

动力电缆在水利工程中扮演着重要的角色，用于传输电力供应到机电设备以驱动其正常运行，然而，由于机械磨损、鼠类咬嚼、外力撞击或环境因素等各种外在原因，动力电缆可能会受到损坏。这将导致设备停机或无法启动，从而影响水利工程的正常运行，例如，泵站的电力供应受损可能导致泵无法提供足够的水压，影响供水系统的运行。类似地，发电机组的电力供应受损可能导致电力输出不稳定或停止发电，影响水利工程的能源供应。当电缆的绝缘层受损或磨损时，可能导致电线暴露在外，增加触电风险，这会对维护人员和操作人员的安全构成威胁。另外，电缆受损还可能导致短路、漏电和电压波动等电气故障，进一步影响机电设备的正常运行和性能稳定性。

2.4 冷却系统异常

当冷却系统发生故障时，无法提供足够的冷却介质或循环流体，导致设备过热，让机械部件出现膨胀、润滑不良或热损伤的情况，从而影响设备的正常运行。例如，在涡轮发电机组中，冷却系统异常可能导致发电机组过热，降低其发电效率或甚至引发设备损坏。此外，冷却系统异常还可能导致冷却介质泄漏或流量减少，造成冷却系统无法保持正常的循环和压力，进而影响机电设备的冷却效果。流量减少也会导致冷却能力下降，无法及时将设备产生的热量带走，导致设备温度升高。

2.5 防雷装置异常

防雷装置是一种用于保护水利水电工程的机电设备免受雷击的装置，其主要功能是通过接收和分散雷电冲击。防雷装置本身可能存在设计或制造缺陷，导致其无法正常工作，由于长时间的使用和环境因素的影响，其零部件可能会老化、腐蚀或损坏，不正确的安装、维护不到位或者外部的人为破坏也可能导致防雷装置出现异常。导致防雷装置可能完全失效，无法起到分散雷电冲击的作用，从而使机电设备暴露在雷电风险下。其次，防雷装置可能出现过度放电的情况，导致设备受到电击或过电压的影响，可能引发设备损坏或烧毁，也可能出现误报警的情况，即在没有真正雷电冲击的情况下，装置错误的触发报警信号，导致误操作和资源浪费。

2.6 设备电缆线破损

由于长期的使用、环境因素或者人为原因，出现电缆外皮被划破、内部导线断裂或接头松动等情况。这些问题会导致电缆线的电气连接中断，从而影响水利水电工程的机电设备正常工作。例如，如果一根控制某个阀门的电缆线发生破损，那么阀门可能无法打开或关闭，进而影响整个水利系统的正常运行。为了解决设备电缆线破损的问题，必须及时采取措施进行修复或更换。首先，需要对破损的电缆线进行仔细检查，确定具体的损坏情况和位置；然后，根据情况可以选择进行电缆线的修补或更换工作，如果电缆线的破损较为严重或无法修复，那么就需要彻底更换整根电缆线。

2.7 闸门运行异常

闸门在水利工程中被广泛应用于控制水流的流量和水位，以及调节河道的水位。然而，由于长期使用、机械故障或者操作失误等原因，闸门的运行可能会出现异常情况，导致无法正常开启、关闭或调节水流。闸门运行异常表现为闸门无法完全关闭或打开，或者在调节水位时无法保持稳定，主要源自闸门的结构损坏、液压或电动机械系统故障，或者操作人员的错误操作，无论是哪种情况，这都会导致水利工程中的水位控制和水流调节出现问题，影响周边地区的灌溉、供水或排水等需求。

3 处理常见异常问题的方法

3.1 定期进行设备检查和维护

设备检查应包括外观检查、功能测试和性能评估，其中外观检查可以观察设备的表面状况，查看是否存在明显的损坏、腐蚀或泄漏等问题；功能测试可以通过操作设备，检验其各项功能是否正常运行；性能评估则需要测量设备的关键参数，如温度、压力和流量等，以确保其工作在安全范围内。在设备检查过程中，如果发现异常情况，应及时进行维护和修复，做好清洁设备、更换磨损部件、紧固松动连接和润滑设备等工作，或进行设备的部分或整体更换。维护工作应由专业的技术人员进行，并记录维护的时间、内容和结果，以便追踪设备的维护历史和效果。

3.2 建立设备故障监测系统

该系统通过实时监测设备的运行状态和性能参数，可以提前发现异常情况，及时采取措施进行修复，从而避免或减少设备故障对工程的影响。设备故障监测系统应包括传感器、数据采集设备和监控软件等组成部分，传感器可以安装在设备的关键部位，监测温度、压力、振动、电流等参数；数据采集设备负责将传感器获取的数据进行采集和存储，并传输到监控软件中进行分析和处理；监控软件则负责实时监测设备的状态，根据预设的阈值进行数据分析和报警处理。一旦系统检测到设备运行异常，比如，温度过高、压力异常或振动超过预设范围，系统会立即发出警报，通知相关人员进行处理，这样可以及时采取措施，防止设备故障的进一步恶化，保障工程的正常运行。此外，设备故障监测系统还可以对设备运行数据进行长期分析和统计，为工程人员提供参考和决策依据，通过对设备运行数据的分析，可以识别出设备的潜在问题和趋势，提前进行维护和修复，避免计划外的停机和故障。

3.3 建立备用设备或备件库存

备件选型应根据设备制造商的建议和工程的实际情况，选择适合的备件规格和型号，库存量的确定则需要考虑设备故障的可能性、修复时间和成本等因素。在建立备用设备或备件库存时，还需要注意储存和管理的规范，备件应储存在干燥、通风且防尘的库房中，避免暴露在湿度和恶劣环境下。备件的存放应按照规定的标识和分类进行，以便于快速检索和使用。同时，定期对备件进行检查和保养，确保其质量和可用性。当设备出现故障时，通过备用设备或备件库存可以快速替换和修复，水利水电的机电设备维修人员可以迅速取出备件，进行更换或修理，以最短的时间恢复设备的正常运行。这样可以避免因设备故障而导致的生产中断和损失。

3.4 使用防护套管或护套保护电缆

防护套管是一种外部管状保护装置，可以套在电缆外部，它通常由塑料、橡胶或金属等耐磨、耐腐蚀的材料制成，能够抵御潮湿、化学物质和物理损伤，有效地保护电缆免受这些威胁，在安装过程中，防护套管应正确选择尺寸和材料，以确保与电缆的贴合度和保护效果。护套是一种包裹在电缆外层的保护层，具有较高的耐磨、耐腐蚀和抗拉强度，它可以有效地保护电缆免受外界环境的损害，延长电缆的使用寿命，通常由聚氯乙烯（PVC）、交联聚乙烯（XLPE）或聚酰胺（PA）等材料制成，具有良好的耐候性和绝缘性能。通过使用防护套管或护套保护电缆，可以有效地防止电缆受到潮湿、化学物质和物理损伤的影响，这种保护措施可以减少电缆的维修次数，降低设备故障的风险，提高工程的可靠性和稳定性。在选择和安装防护套管或护套时，应根据工程的具体要求和电缆的特性进行合理的选择，确保其具有良好的保护效果和适应性。

3.5 科学维护冷却系统

通过科学维护冷却系统，可以有效预防和解决冷却系统相关的故障和问题，确保设备的正常运行，它可以有效地去除积聚的污垢和沉淀物，保持良好的冷却效果，检查冷却系统的管道、阀门和泵等关键部件，确保其正常运行和紧固，维护工作涵盖了更换冷却剂、检查冷却塔和换热器的性能等方面。水质的不良状况会导致冷却系统内部的腐蚀和堵塞，降低冷却效果。因此，应定期检测和调整冷却系统中的水质，保持其在规定范围内的正常状态。

3.6 完善防雷报警系统

防雷报警系统应包括雷电监测设备、数据采集设备和报警控制系统等组成部分，雷电监测设备可以安装在工程场地或设备附近，用于实时监测雷电活动的强度和距离；数据采集设备负责采集和传输雷电监测设备获取到的数据，传输到报警控制系统中进行分析和处理；报警控制系统则负责根据预设的阈值和规则，判断是否发出报警信号，并触发相应的防护措施。通过完善防雷报警系统，工程人员可以及时获得雷电活动的监测数据和警报信息，当系统检测到雷电活动超过设定的阈值，会立即发出警报信号，通知相关人员进行相应的防护措施，减少雷电对设备的损害和故障风险。

4 水利工程机电设备运行异常问题的解决措施

4.1 明确机电设备的操作流程

熟悉设备的各个部件和功能，有助于快速定位问题所在，在操作设备时，要注意观察设备的工作状态，留意是否出现异常现象或异常声音。发现设备出现异常时，要及时停止设备运行，以免进一步损坏设备或引发其他安全问题。仔细查看设备的操作手册或技术资料，了解设备的常见故障及解决方法。有时，设备的异常可能是由于设备本身故障引起的，需要进行维修或更换部件。

4.2 构建安全管理的完善体系

应建立水利水电机电设备的巡检制度，定期对机电设备进行全面检查和维护，及时发现和解决潜在问题，确保设备的安全运行。其次，加强人员培训和管理是至关重要的。通过组织专业培训，提升操作人员的技能水平和安全意识，使其能够熟练操作和维护机电设备，并正确应对异常情况。并且建立健全的安全管理制度，明确责任和权限，杜绝违规操作和事故发生。同时，加强设备数据管理，建立设备档案，记录设备的运行情况、维护记录和故障处理情况，为设备异常问题的分析和处理提供依据。

4.3 加强对相关人员的专业培养

通过实际操作、模拟训练等方式，能有效提高相关人员的操作技能和应变能力，使其熟练掌握机电设备的操作方法和维护技巧，能够快速准确地应对设备异常情况，并采取必要的修复和保养措施。此外，加强团队合作和沟通能力的培养也非常重要，在水利水电工程中，经常会涉及相关人员需要协同工作的情况，因此，培养团队合作和沟通能力，使各个环节的人员能够紧密配合，并共同制定解决方案，有助于提高处理异常问题的效率和准确性。