浅谈水轮发电机组的检修与改造

李建新

【摘 要】计算机监控技术在水电站发挥了重要作用，对机组设备进行有效监控，为检修提供了参考依据。为了保障水轮发电机组的长期有效运行，还需加强对机组的技术改造工作。基于此，本文主要分析了水轮发电机组的检修方式，研究了水轮发电机组技术改造。

【关键词】水轮发电机组；检修；改造

【中图分类号】TK73 【文献标识码】A

1水轮发电机组的检修分析

1.1定期检修

所谓的定期检修，是指在固定时间间隔内进行机组设备的检查，以保障设备的正常运行。事实上，定期检修制度是以大量机组运行积累资料为基础，经过科学地分析和研究，总结出机组运行发生故障的时间间隔，并以此为周期，进行机组设备检查的一种制度。就水轮发电机组来说，其一般安排在枯水季节进行检修，该时间段可以利用较短的时间来降低已损失机组的发电损失量，在机组检修过程中，需要拥有充足的备用电容量，才能保障检修的完成。另外，定期检修的时间相对比较充足，综合考虑了各种情况，有利于检测水轮发电机组不易察觉的缺陷（机械联接螺栓断裂、气蚀磨损程度等）并进行有效处理，从而保障水轮发电机组的有效运行。当丰水期机组出现缺陷时，会在一定程度上增大发电损失，而此时难以进行检修，因此要另行安排时间。为了保障获取更大的经济效益，一般小故障和缺陷可将其留待枯水期进行定期检修和处理；丰水期应尽量保障机组的连续运行，满发多发电，从而保障机组的正常运行[1]。总之，定期检修是一项有目标、有计划的检修工作，但常常难以掌控运行设备的损坏程度、检修周期和更换周期。

1.2状态检修

就水轮发电机组状态检修而言，其是借助计算机监控专家系统，全面监测、记录、分析和预测水轮发电机组的运行情况和相关参数；倘若发现设备运行异常，系统会科学合理地判断设备异常情况，并为水轮发电机组检修提供可靠的信息依据，从而进行有针对性的故障检修，进而确保机组安全稳定的运行。就计算机监控专家系统来说，在计算机传感元件可靠、检测数据真实准确的条件下，其可以准确判断出故障的位置，且对机组的安全运行不造成影响。

为了实现水轮发电机组的状态检修效果，应先明确设备状态检修的标准，只有确定了标准，才能进行相应的判断，确定设备是否需要检修。在明确和制定水轮发电机组的状态检修标准时，应规定各个设备的各项参数或指标。比如判断机组振动水平和是否需要检修的标准有两个，即设备的单向指标和综合指标。其中，单项指标可以表示设备状态的基础情况，其需要对各个设备进行逐一制定；综合指标是指一台设备（或元件）或者复合设备的多项指标，比如机组的轴承、空蚀和振动等。

当正确认识和判断了引起机组状态变化的原因、机理等，应采用自动检修的方式进行水轮发电机组的检修。具体来说，由状态诊断专家对设备的状态进行系统分析，并对是否需要检修进行明确。在自动检修过程中，状态诊断专家系统的完善是非常重要的，其可以确定检修的必要性、内容和工艺，该方法也是水电站常用的一种方法。

1.3状态检修与定期检修的结合

不管是定期检修方式，还是状态检修方式，都是保障水轮发电机组发挥作用的重要方式，从而为企业和社会创造更多的效益。现阶段，水轮发电机组在检修的过程中，定期检修和状态检修都有所涉及，并且有一大部分水电站水轮发电机组已配置了计算机监控系统，但受各种因素的影响，状态检修还没有达到理想的效果，运行可靠性还未达到设计要求，特别是一些水电站机组中的部分传感元件故障率较高、环境适应能力较差等，可靠性有待提升。就水轮发电机组来说，有着大机组和小机组之分，从机组开停对电网的影响程度来看，小机组的影响要小于大机组，所以小机组实行状态检修比较容易实现；大机组的检修则需要结合定期检修和状态检修两种方式，不仅可以通过状态检修来确定故障发生的原因，而且可以减少定期检修次数、使得定期检修周期延长。

2、水轮发电机组技术改造研究

为了实现机组效率和可靠性、安全性的提高，則需要不断地对水轮发电机组进行技术改造，通过新工艺、新技术来提高机组的性能，延长设备的使用寿命。只进行单个设备的改造是以前的机组改造形式，随着科学技术的不断发展，现阶段是以水轮发电机组为一个单元，对机组整体进行技术改造，主要包括机组的主设备、附属设备、自动化元件等。实际上，随着水电站的多年运行，水轮发电机组运行检修积累了丰富的经验。为了保障水轮发电机组的高效率，技术改造是一条重要的途径。在技术改造前，则需要收集、整理和分析机组的原始资料，从而为改造工作打下基础，特别是要对机组运行的问题、故障进行认真总结。

2.1早期水轮发电机组的技术改造

就早期建成的水电站来说，机组运行过程中存在的问题如下：一是水轮机制造质量不高、技术落后、性能较差，部分小型水电站的水轮机存在质量缺陷，且长期带病运行，给水电站的安全运行埋下隐患；二是部分水电站位于多泥沙的河流上，使得水轮机受到严重的磨蚀破坏，甚至有些水轮机无法正常开机或者停机；三是有些水轮发电机建成较早，运行年限较长，部分零件老化现象严重，比如定子和转子的绝缘老化现象，易导致接地故障的发生，对机组安全运行有着不利的影响；四是水轮机与电气设备存在不配套的问题。只有查清问题出现的原因，才能更好地进行针对性的技术改造，将技术改造的效果发挥到最大[2]。在探究问题原因时，要全面考虑水轮发电机组构件的情况，比如机电设备状况、来水量和弃水量、水头的情况、施工建筑物情况等。

2.2现有水轮发电机组的技术改造

就现有水轮发电机组的技术改造而言，需遵循经济合理性、技术先进性等原则，根据水轮发电机组的实际情况，进行科学合理地优化设计。具体来说，对于原设计变化不大，但相关设备性能不高、陈旧的水电站，应进行增容或更新改造，从而提高设备的运行效率和使用性能；对于流量、水头比原设计减少了的水电站，应采用减容改造的方式，即以实际运行水头和流量为基础，适当地减小额定输出功率，降低水轮机的额定水头，并对转轮进行重新设计或者采用新型转轮，从而使得水轮机的运行达到最优化，发电量得以增加；对于流量、水头比原设计增大了的水电站，应采用增容的改造方式，以提高机组的运行效率；对于处在多泥沙的水电站，应对泥沙磨损问题进行考虑，在改造的过程中应加入抗磨损措施，从而保障水电站的正常运行[3]。

2.3机组技术改造过程中应注意的问题

另外，因水轮机在机组中占据原动机地位，其运行效率的高低对整个机组的运行效率有着显著的影响，再加上其影响参数较多，因此在改造过程中，应注意改造的主次关系。在机组技术改造过程中，应先进行水轮机的技术改造，之后进行发电机、机电设备、水工金属结构等的技术改造，从而实现机组的整体改造。另外，还要对技术改造前后进行性能对比测试，并对机组进行起动验收，待验收合格后，才可进行试生产运行。当机组试生产合格，不存在遗留问题时，才能进行最终的竣工验收，从而保障机组运行的高效性、安全性。

3、结束语

总之，水轮发电机组的检修方式主要有定期检修、状态检修以及两者相结合的检修方式，其中，状态检修效果明显。为了进一步提高机组的运行效率，则需要对机组进行技术改造，在改造过程中要收集和整理原始资料、查清问题原因，从而对机组设备进行改造。

【参考文献】

[1]佚名.水轮发电机组的检修要点及措施研究[J].技术与市场，2018，25（10）：210+212.

[2]丰德强.浅谈水轮发电机组的状态检修[J].低碳世界，2015（8）：59-60.

[3]彭毅.水轮发电机组检修新工艺的应用[J].四川水泥，2016（9）：306-306.