水力发电厂水轮机异常故障以及处理

相继良

摘    要：现阶段，在我国的水力发电工程建设中，水轮机扮演着十分重要的角色，其应用具有转化率高、运行成本低的优势，对水力发电厂的发展具有重要的推动作用。但是，水轮机在运转过程中，极易受到泥沙等因素的影响，出现异常现象，大大降低了水轮机的工作效率。因此，对水轮机异常故障出现的原因及处理措施进行探析十分重要。基于此，本文首先对水轮机的运转进行简要介绍，随后对水轮机应用过程中常见的故障及其诱因进行探析，Z后就水轮机的常见故障提出相应的解决措施，以此供相关人士参考交流。

关键词：水轮机；异常故障；转轮；处理方法

1　引言

随着社会的快速发展，人们的日常生活以及工业生产活动等的用电量不断增加，导致我国供电网络处于十分紧张局面。在此背景下，水力发电的重要性越来越突出，水力发电厂也得到了一定程度的发展，近年来我国的水力发电厂的建设规模也在不断壮大。水轮机作为水力发电工程中重要的应用设备，其运转效率直接影响着水力发电厂的发展。但是，由于各种因素的影响，水轮机在实际运行中常会出现异常故障，对水轮机故障出现的原因以及处理措施进行探究，对提升水轮机的运转效率，促进水力发电厂的发展具有重要意义。

2　水轮机简述

社會经济的快速发展，使得人们的日常生活以及工业生产所用的电量大有增加，我国供电网络出现了紧张的局面。传统的火力发电已经难以满足人们的用电量要求，与此同时，火力发电是以宝贵的石油等不可再生资源作为发电原料的，不仅发电成本高，其对环境造成的污染也十分巨大。在此背景下，开发新能源作为新型发电方式，水力发电也因此应运而生。水力发电的出现，不仅缓解了我国供电网络的紧张局面，而且有效节约的石油等资源，同时减缓了环境污染的紧张局面，实现了对传统火力发电缺点的改进。

在水力发电工程中，主要应用到的机械设备就是水轮机，其构成部件主要是转轮、导叶、蜗壳、尾水管以及导水控制机构等[1]。在水轮机的运转过程中，各部件功能的紧密配合是实现水轮机稳定运行的基础，同时也是实现发现目的的关键所在。但是，在水轮机的实际运行过程中，难免会有故障的出现，这不仅会给水轮机运行效率造成严重的影响，还会给水力发电厂的水力发电任务造成严重的阻碍。因此，对水力发电厂水轮机的常见故障进行探析，探究有效解决故障的方法十分关键。

3　水轮机常见的异常故障发生的原因

3.1  水轮机振动故障

水轮机在运转过程中会产生一定的振动，安全范围内的振动频率不会对水轮机的运转造成影响，但一旦水轮机的振动频率超出安全范围，或者震动不稳定，就意味者水轮机的某个部件出现了异常故障。这种异常振动的出现，不仅会使得水轮机的使用寿命大大缩短，还会降低水力发电厂的生效率，甚至还可能引起其他设备的共振，给水力发电厂造成严重的经济损失。为有效探究解决水轮机异常振动故障的方法，需要对故障出现的原因进行探究。

当前已知的引发水轮机异常振动故障发生的原因主要有三个：个是水轮机的尾水管出现异常，这主要是因为水轮机的尾水管受到不均匀外力的冲击，引起不稳定流体的产生，进而给整个水轮机的系统运行造成影响[2]。第二个重要原因是流通管的错误安装，这使得水轮机的转轮出现空蚀现象，Z终导致水体在进入系统时，流通管难以保持稳定，Z终引起水轮机的异常振动。第三个原因是水轮机的转动部件的重量不平衡，主要是由于转轮在补焊后导致的叶片重量不均匀，甚至出现局部变形情况，Z终导致水轮机运转中的不正常振动。

3.2  转轮异常损耗

在水轮机进行水力发电过程中，容易受到水体中泥沙等的影响，造成转轮的异常损耗，并且泥沙量的多少会直接影响转轮的损耗程度。一般情况下，在水体用于水力发电前会经过一定的处理，以减少水体中的泥沙含量，以降低对水轮机转轮的损耗。但是，经过处理的水体一般还会含有一定量的泥沙，当这些水流经过水轮机时，就会给水轮机的管道造成一定程度的磨损，引发水轮机管道的变形等，久而久之还会导致转轮损坏，影响水轮机的正常运转。除此之外，水体中含有的泥沙还可能会加剧气蚀对水轮机转轮的损害，引发水轮转轮的多重破坏，严重降低水轮机的运转效率。

3.3  转轮运行时的常见故障

转轮作为水轮机的核心部件，在运行过程中也极易出现异常故障，引发这些故障的原因主要有两个。首先，是转轮的气蚀失效[3]，引发气蚀失效的原因有多种，其中Z主要的就是其出厂时的性能指标为达到标准要求。另外一个诱发转轮运转异常故障的原因就是转轮断裂。引起转轮断裂故障的主要?因是，转轮在长期运转中受到腐蚀，导致轮叶薄?，水轮机在运转中产生的振动容易导致转轮的断裂。

4　解决水轮机常见故障的有效措施

4.1  合理控制轴承瓦温度

水轮机的轴承瓦温度过高会在大概率上引发水轮机异常故障的出现，对轴承瓦的温度进行合理控制是保障水轮机正常运转的重要手段[4]。一般情况下，在水轮机的长期运转过程中，轴承瓦的温度会有所上升，要根据不同情况采取不同的措施对轴承瓦温度过高的问题进行解决。如果轴承瓦的温度是急骤上升的，同时还伴有水轮机振动幅度加大的现象，那么就应该采取紧急停机处理，并且对水轮机的油水管路、冷却水系统、测温系统等进行详细排查，对故障出现部位进行维修或零件更换。如果温度的上升速率较为缓慢，且机组的振动幅度处于正常范围内，则可以在不停机的情况下对有位、测温系统、冷却水流量等进行故障排查与维修，以此实现对轴承瓦温度的有效控制。

4.2  拆除水轮机内部的紫铜垫

水轮机振动故障的出现，大都是由零部件出现故障多引发的，此时水轮机一般处于带负荷的工作状态。在这种情况下，则应该首先对水轮机的零部件进行检查，主要排查转轮以及螺钉等部件是否出现异常，面对叶片脱落现象，则应该立即停机对其进行维修，以保障系统运转的稳定性及安全性。

此外，还可以采取对设备重新盘车的方法实现对水轮机振动频率的有效控制。在此过程中，可以拆除水轮机内部的紫铜垫，以保障水轮机运转的稳定性。同时，在对零部件进行移除处理时，要注意对零部件的保护，并且要对其他设备的位置及角度进行严格控制，避免其它设备共振现象的出现。

4.3  对水轮机进行重新组装

在水轮机故障出现后，必须对故障进行及时的排查和处理，并且在处理完成后对水轮机进行重新组装。在水轮机的重装过程中，技术人员需要注意严格按照安装说明书进行，同时对设备之间的距离进行严格控制，以减少设备间共振现象的出现。此外，在机械的重装完成后，要对设备进行专业的性能检测，以保证设备的安装质量，确保设备的正常运转，相关人员还应该对设备的运转数据进行记录，为后续检修工作的进行提供数据参考。

5　结束语

振动故障作为水轮机运转中Z为常见的故障，其出现不仅会严重降低水轮机运转的效率，同时还会大大缩短水轮机的使用寿命，甚至还会给整个水力发电系统造成严重的负面影响。为实现资源有效利用率的提升，降低由于水轮机运行故障给水力发电厂带来的经济损失，就需要对水轮机常见故障出现的原因进行研究，并且以研究结果为依据提出相应的解决措施，以此保障水力发电厂水轮机的稳定运转，促进我国水力发电工程的建设和发展。

参考文献：

[1] 张青山.水力发电厂水轮机振动异常故障和处理方法探讨[J].中国科技投资，2017（13）：195.

[2] 苏伟.关于水轮机的转轮故障以及处理方法分析[J].化工管理，2017（30）：181.

[3] 王少愚.水力发电厂电气运行常见故障及处理措施研究[J].电力系统装备，2019（17）.

[4] 戴俊.水轮机运行中的故障分析及处理措施[J].中国化工贸易，2017（36）：205.

来源：《装饰装修天地》2020年20期