提高水电厂设备运行可靠性的研究

（新疆和田乌鲁瓦提水力发电厂和田市848000）

提高水电厂设备运行可靠性的研究

杨正晖

（新疆和田乌鲁瓦提水力发电厂和田市848000）

中国经济正在蓬勃发展，人们对电能的需求也在快速增长，作为主要电能生产部门的水电厂的设备运行可靠性则对整个电力系统有巨大影响，很多电力生产事故都和水电厂设备故障有关，对提高水电厂设备运行可靠性的研究已经成为研究发电设备可靠性的重要内容之一。文章就基于提高水电厂设备运行可靠性的基本要求，研究提出若干具体途径，促进水电厂设备运行可靠性的进一步提高。

水电厂设备运行可靠性提高

为满足人们的电能需求，各大电力企业纷纷推进改革进程，致力于加强水电厂设备的管理及改造，努力实现容量大、设备先进、自动化程度高等目标，但随着水电厂设备的持续改进和优化，安全问题随之而来，水电厂设备运行可靠性对电力系统的影响不容小觑，提高设备运行可靠性越来越受到相关领域的关注，加强研究迫在眉睫。

1 提高水电厂设备运行可靠性的基本要求

（1）明确设备故障因素。

可靠性实际上是指一种产品能力，即产品在规定的条件下、时间内完成规定功能的能力，包括设备运行环境条件、任务时间、必须拥有的功能和技术指标。水电厂设备运行故障除了正常磨损因素之外，还包括设计制造遗留问题、检修管理质量不良这两项主要因素[1]。因此，水电厂设备运行故障影响因素具体包括制造质量问题、设计考虑欠佳等设计制造遗留问题，大多只能在运行环节被发现、在检修环节被消除，而检修质量不良主要包括安装时选用质量不好的备件，或由于检修时间紧迫而简化部分检修作业工序，或为节省成本选择在检修施工中偷工减料，或缺乏优质检修人才。所以要想提高水电厂设备运行可靠性，就必须弄清楚引发设备故障的因素，以便对症下药。

（2）掌握设备技术状态。

水电厂的每一台设备都具备各自的固定技术性能，其运行状态的好坏与水电厂生产能力有直接关系，为安全而有效地完成发电任务、提高工作效率，水电厂必须随时掌握设备技术状态，并采取巡回检查、维修、保养、改进设备技术状态等措施，保证设备可靠运行。如果不了解设备运行情况，那么这些措施也会变成无本之木、无源之水。如水电厂要定期鉴定设备质量，掌握其技术状态，发现其中的薄弱环节，深入分析设备的故障及其发生规律，制定切实可行的设备检修计划，达到预期经济效益。

2 提高水电厂设备运行可靠性的具体途径

（1）加强设备运行管理。

水电厂为更好地完成各项任务，保证安全进行生产工作，应保证设备始终处于良好运行状态，这就需要水电厂人员加强日常管理，重视维护、保养设备，引进先进技术、工艺提高设备的运行可靠性，从而提高使用设备的效率。如水电厂一方面要改善自身组织结构，即管理部门要在设备日常管理岗位安排专业技术知识水平较高、实践经验较丰富的工作人员，坚持精简实用的原则，保证管理队伍稳定，合理优化水电厂组织结构，提高设备运行可靠性。另一方面，水电厂要严格制定并执行设备运行管理制度，主要是设备检修制度，必须科学、合理、完善，而检修人员务必要依据规定时间开展定期检查工作，遵循“安全第一、预防为主、防治结合”的原则，在检查工作中按照自己的专业知识及经验认真检查，及时发现并解决水电厂设备运行的各种问题，保证设备维持可靠、安全的运行状态。

（2）科学制定检修计划。

按照国内当下的检修管理水平及水电厂设备运行实际状态，目前依旧贯彻计划检修、预防为主的方针，要求检修管理部门强化对水电厂设备检修计划的管理，按照水电厂实际情况做好调查与研究工作，力求制定科学的、切实可行的设备检修计划，尽可能缩短设备检修工期，提高设备运行可靠性。如水电厂设备检修计划一般包括年度检修计划、3年滚动规划，前者每一年都要编制一次，及时为水电厂大修设备提供备品、配件及材料，务必提前做好预订大宗材料、特殊材料、长加工周期的配件及配品等的准备工作；后者主要是对3年里的后2年需在设备大修中合理安排的特殊重大项目实施预安排，做好3年滚动规划，并按照年度检修计划进行编制。编制水电厂设备检修计划时应选择费用省、工期短、合理安排劳力物资的计划方案，如果水电厂的机组台数较多，可进行2台机组的重叠交叉大修，第1台机组检修后10～15天就开始检修第2台机组，如此就能解决起重、主机以及电焊等工种劳动力不足的问题，同时保证部分检修设备的均匀生产，缩短水电厂整体检修工作的工期，赶在汛期之前确保机组运行状态良好，避免发生一边检修一边弃水的现象。

（3）充分利用保护设施。

水电厂对电气自动化设备的应用有效促进了电力行业高速发展，但应用电气自动化设备的现状不容乐观，面临着无法保障电气自动化设备可靠性的问题，给水电厂的安全运转、正常生产埋下隐患，因此充分利用保护设施提高设备运行可靠性尤为关键。

湿度、温度对水电厂的电气自动化设备运行可靠性有显著影响，要想提高设备可靠性，就要降低外界因素的影响[2]。如设备维护人员可有机结合水电厂设备需求，科学改善电气自动化设备运行环境的湿度、温度，提高自动化元件的性能，延长使用寿命。一般情况下，水电厂电气自动化设备都拥有保护设施，包括设备散热设施、温度保护设施、湿度保护设施以及防腐设施、防污设施，充分利用这些保护设施能有效弱化外界因素对电气自动化设备运行可靠性的负面影响，保证正常运行设备。维护人员在安装设备保护设施之前务必要掌握设备使用环境以及水电厂的实际需求，结合现场情况适当增设安全保护设施，提高对设备保护设施的利用率。

在气候炎热的南方地区，维护人员需要添加设备热保护、通风保护以及防潮保护等设施；在气候寒冷的北方地区则要添加设备防寒保护设施[3]。如某水电厂发电时所使用的就是电气自动化设备，它采用三层系统，驱动处理能力较强，可把被控制对象设置成机组LCU、阀门LCU、公共设备LCU等，分别监督、管理控制对象。但该输电厂位于寒冷的北方，在冬季必须对电气自动化设备采用表面保温措施，弱化冷空气对设备运行可靠性的不利影响，提高设备反应效率及运行速度。

（4）及时发现并处理问题。

在水电厂设备运行可靠性的整体管理中，如果发生某一类故障的频率较高，就应综合分析该类故障的模式以及失效情况，细致研究部件的结构、材料选择、维护手法及整体强度、力学分析等因素，特别是失效部件的结构、材料、功能、力学分析等问题，务必要详实研究，找出该类故障模式的预处理措施及办法。具体如下：

①发现的问题。在机组正常自动停机风闸复归后，机组就会出现自传的现象，这就要求运行人员再次对机组进行加闸，才能使机组停下来，加闸时间要延长一定时间，风闸复归后，有时会自传有时则不会。2014年1月，在1号机组A级大修工作中，当顶盖吊出，顶盖和活动导叶分体后，发现24片活动导叶结合面存在严重的气蚀情况，有水流型、深坑型。

②原因分析。活动导叶结合面无密封装置，只有在导叶关闭时靠大、小头的金属结合面密封，正常情况下停机不关闭蝶阀，金属结合面在高水头长期冲击下，出现磨损，产生坑洼面，失去光洁度，从而加剧了结合面的气蚀现象，结合面间隙变大，导致机组正常停机分闸复归后，发生机组自传。另外，在机组大修时，对活动导叶回装过程中，导叶间隙调整达不到设计要求，也存在随着机组的运行时间延长，导叶在水作用力的情况下，间隙慢慢变大。

③解决方案。一是结合面气蚀处理，在导叶大头结合面气蚀部分采用CHS102型焊条进行堆焊，堆焊好后，上铣床校准同轴度及轴线水平，用铣床将堆焊部分铣到与原导叶结合面相同的水平度。二是由于立面间隙精度高，所以铣好的导叶大、小头结合面，要用钢丝轮打磨、羊毛轮抛光，并用钢板尺和塞尺测结合面的水平度，确保钢板尺与塞尺的间隙为零。三是活动导叶整体打磨、除锈，并刷高抗磨蚀聚氨酯漆。对导叶大、小头结合面的防腐漆，要刮掉或磨光机磨去，保证结合面精度。

（5）加强人员队伍建设。

加强人员队伍建设，提高设备检修人员、运行人员的技术水平，这是提高水电厂设备运行可靠性的又一有效途径。水电厂的主要工作就是操作设备、维护设备、检修设备、管理设备，需要人机协作，不仅设备要好，还需要一支技术过硬、素质高的运行、检修及管理队伍[4]。且随着新工艺、新技术在电力行业的广泛应用，电力企业设备可靠性要求越来越高，水电厂今后依旧有必要继续抓好人员队伍建设工作。不仅要提高设备设计水平、制造水平、安装水平，还要加强对人员的继续教育及培训，打造一支优质人员队伍，以便准确及时地掌握设备运行状态，科学制定检修计划，为电力企业经济效益的提高、水电厂设备的稳定安全运行等提供可靠的保障。

3 结语

为确保水电厂正常开展电力生产工作，提高设备运行可靠性是关键。随着水电厂设备自动化水平的不断提升，其可靠性的提高需要结合设备运行环境明确各项基本要求，在弄清楚故障因素的同时，及时而准确地掌握设备的技术状态，有目的、有计划地通过行之有效的途径加以管理，争取从管理、技术等层面全方位提高水电厂设备运行的可靠性，延长设备使用寿命，为电力事业的可持续发展服务。

[1]郭卉.提高水电厂设备运行可靠性的研究[J].低碳世界，2016，（09）：227-228.

[2]李宏宇.浅析中小型水轮机械主设备可靠性管理[J].科技与企业，2015，（07）：9.

[3]宋晋红，吴闽.可靠性管理在电厂的应用与成效分析[J].电子测试，2016，（24）：137-138.

[4]李健芹，罗志明.探究水电厂电气自动化控制设备的可靠性[J].通讯世界，2015，（20）：113-114.

2017-04-12）

杨正晖（1976-），男，陕西人渭南人,大学本科，工程师,从事水电厂运行维护管理工作。