新疆石河子发电厂水轮发电机组的运行与维护

绪论1.1选题的背景水利发电站是我国继火力发电站之后最主要的发电站形式，在我国电力生产行业中占据重要地位。保证水利发电站的正常运行对于维持国民生产的稳定有着重要意义。因此水电站的管理人员必须要以正确合理的方式来运行水轮发电机组，并定期对水电站的所有设备设施进行维护检修。一旦发现有运行异常或故障现象时，就要立即采取措施进行维修，且要保证一次维修到位，不得使其再次发生同样的运行故障只有这样，才能最大程度的提高水轮发电机组的运行效率，提高水电站的生产效益[1]。1.2选题的意义水电是一种清洁、可再生的能源，但水电站的运营，三分靠建设，七分靠管理。在水电站的运营管理中，除了要做好水电站的水工管理及优化调度外，还需加强水电站的设备管理，才能保证电站高效运行。安全生产是保障，真正落实安全生产以“预防为主”的方针，保证电力设备的安全运行，就必须在事故发生之前发现事故苗头，消除事故隐患。任何设备事故的发生，都有一个从量变到质变的过程，经历从设备正常、事故隐患再到事故发生这3个阶段，水电站运行中的设备更为显著。从设备运行正常到事故的渐变过程，是个量变的积聚过程，在这个过程中，设备都表现出量的变化，设备的量变都有具体特征[2]。水利发电站是我国继火力发电站之后最主要的发电站形式，在我国电力生产行业中占据重要地位，对于来说也是非常重要的，已经将公司百分之70的资源投入在水力发电项目上，不管是从环保角度还是提供能量供给减少能量缺口等，都具有非常重要的意义。因此水电站的管理人员必须要以正确合理的方式来运行水轮发电机组，并定期对水电站的所有设备设施进行维护检修。一旦发现有运行异常或故障现象时，就要立即采取措施进行维修，且要保证一次维修到位，不得使其再次发生同样的运行故障只有这样，才能最大程度的提高水轮发电机组的运行效率，提高水电站的生产效益[3]。1.3研究现状国外针对发电站发电机组的运行与维护主要集中在运行方式以及运行过程中的保障等方面。结合水利发电站的实际工作概沉可知其中的水轮发电机组在实际的工作中有养自身独特的运行方式，国外针对水电站的维护进行了非常多的自动化管理的尝试，尤其德国在水电站自动化维护方面走在世界前列，他们开发了非常多的针对水电站的自动化设备，基本已经实现无人值守的状态，为水利发电站工作效率的提高带来了重要的保障作用[4]。国内针对水轮发电机的研究主要集中在负荷试验方面，针对不同的发电机组进行负荷的测定并进行维护等方面的统计，最后以实现对电机组电气性能的全程把控。水轮发电机组试运行过程中的带负荷试验，为了保证水轮发电机组投入使用后的止常工作，需要开展试运行带负荷试验。试验中采用加大负荷的方式，对小负荷、一般负荷、较大负荷及满载负荷工作状态下水轮发电机组的稳定运行进行综合地评估，及时地处理不同负荷下机组的水力功能特性、电气性能等存在的问题进行有效地处理，消除后期机组止常运行中可能存在的安全隐患。与此同时，在对试运行开展甩负荷试验时，必须按照额定负荷下的25%，50%，75%、100%的顺序逐渐地加大负荷，确保试验开展的有效性及试验结果的准确。甩负荷试验中水轮发电机组转速上升的最大值应小于允许值。试验中技术人员也应加强对机组机械性能、水力性能及电气性能的全程把控，并做好相关的记录工作[5]。1.4本文主要研究内容本文首先对水轮发电组维护的背景、意义等进行了论述，并分析了国内外的相关研究现状；接着对新疆石河子发电厂水轮发电机组运行中存在的主要问题进行了分析；文章的第三部分，分析了新疆石河子发电厂发电机组运行中的监视问题；并在文章的最后提出了新疆石河子发电厂发电机组的维护要点。

2新疆石河子发电厂水轮发电机组运行中存在的主要问题2.1水轮发电机组运行方式介绍结合水利发电站的实际工作概况，可知其中的水轮发电机组在实际的工作中有着自身独特的运行方式，为水利发电站工作效率的提高带来了重要的保障作用。结合水轮发电机组组成结构的功能特性，可知起主要的运行方式包括：（1）从工作负荷的角度来看，主要分为单机运行与并网运行方式；（2）从调速器控制角度来看，可分为手动运行与自动运行方式。相对而言，并网运行方式在水轮发电机组运行中使用较为普遍。当水轮发电机组采用并网运行方式完成相关的生产计划时，需要结合实际工况的具体要求进行必要地改变，并通过发挥各种控制设备的切换作用，确保水轮发电机组能够长期处于稳定、高效的工作状态。在可靠的切换模式工作过程中，为了保证水轮发电机组的运行安全，需要充分地考虑行业标准的操作规程，降低设备使用中的故障发生率。与此同时，技术人员在设置机组运行过程中的调速器永态转差系数时，应充分地考虑机组工作负荷的相关限制，加强对整个发电系统组成结构的正确认识[6]。当水轮发电机组采用单机带孤立负荷的运行方式时，可采用一台机组承担所有的工作负荷。此时，为了保证水轮发电机组的工作效率，技术人员应完善励磁装置及调速器的自动调节功能，最大限度地满足使用者的各种负荷要求，维持机组工作过程中的电压稳定性。某水轮发电机基本参数见表2.1。表2.1某水轮发电机基本参数总容量SN/KVA额定功率PN/MW额定转速nN/r/min飞逸转速nN/r/min屈服点s/kgf/min2111000120160330302.2水轮发电机组试运行过程中的带负荷试验为了保证水轮发电机组投入使用后的止常工作，需要开展试运行带负荷试验。试验中采用加大负荷的方式，对小负荷、一般负荷、较大负荷及满载负荷工作状态下水轮发电机组的稳定运行进行综合地评估，及时地处理不同负荷下机组的水力功能特性、电气性能等存在的问题进行有效地处理，消除后期机组止常运行中可能存在的安全隐患。与此同时，在对试运行开展甩负荷试验时，必须按照额定负荷下的25%，50%，75%、100%的顺序逐渐地加大负荷，确保试验开展的有效性及试验结果的准确J胜。甩负荷试验中水轮发电机组转速上升的最大值应小于允许值。试验中技术人员也应加强对机组机械性能、水力性能及电气性能的全程把控，并做好相关的记录工作。2.3新疆石河子发电厂水轮发电机组运行中存在的主要问题2.3.1定子绕组绝缘的老化新疆石河子发电厂水轮发电机组从首次投入运营已有将近40年的历史，在新疆石河子发电厂之中存在着很多新旧发电机组共存的情况，这也就为新疆石河子发电厂的运行与维护提出了很大的挑战。其中定子绕组绝缘的老化是石河子发电厂中一个常见的问题，作为水轮发电机组的重要组成部分，定子绕组绝缘在长期的使用中容易出现老化现象，间接地降低了定子绕组绝缘的工作性能。石河子发电厂的发电机组中，很多还没有来得及替换的发电机组之中多多稍稍都有这样的问题，像定子绕组绝缘的受热老化、机械老化及电老化，都会给水轮机组的止常运行埋下较大的安全隐患。在石河子发电厂定子绕组受热老化故障排除的过程中，应加强对定子绕组绝缘使用中温度的实时监测，将构件止常工作中的温度控制在合理的范围内;针对定子绕组丝缘的机械老化，应采取减少电磁振动的措施，优化构件的工作性能;对于定了绕组绝缘使用中的电老化，应采取有彭的措施及时地消除绝缘内部的空气，并增强槽部防晕结构的安全稳定性[7]。2.3.2设备老化难以确保定子接地新疆石河子发电厂中定子的接地问题也是高发故障之一，由于部分设备的老化，对于石河子发电厂来说确保设备的有效接地，对于延长定子绕组的使用寿命就非常有必要。石河子发电厂的发电机组运行过程中发生单相接地故障时，技术人员应及时地对故障发生的原因进行分析，采取必要的措施排除故障。一般情沉下，定子绕组发生故障时最长的运行时间不应超过2h。与此同时，当定子绕组内部发生故障时，技术人员应及时地采取减负荷停机的措施排除故障。除此之外，由于水轮发电机组使用中单相接地故障发生次数的增多，容易造成定子绕组短路故障的出现，影响养机组运行中的电气性能可靠性。因此，技术人员应结合专业技术手段的优势，实现定子绕组单相接地的有效保护[8]。2.3.3灭火装置老化存在安全隐患结合石河子发电厂的具体情况可知，发电机灭火的预防措施主要采用的是用水灭火的方式，然而由于设备老化石河子发电厂的很多灭火设备目前都缺乏检查。一旦发生火灾，需要技术人员通过手动操作及时地消除发电机使用过程中出现的火灾安全隐患。当发现发电机使用中出现火苗时，应及时地开展灭火作业，并通过关闭灭火装置的渗漏排水阀，启动消防泵的方式，及时地排除发电机使用中的这类故障。同时，当灭火作业完成后，需要佩戴防毒面具进入设备工作现场，确保安全隐患的彻底排除[9]。在对发电机性能可靠性评估的过程中，由于供水阀及排水阀的试验流程复杂，一定程度上影响了发电机检修工作效率。某水轮发电机组的总体结构示意图如图2.1所示。图2.1发电机组的总体结构示意图2.4本章小结本章主要对水轮发电机组运行方式介绍、水轮发电机组试运行过程中的带负荷试验等进行了介绍，并对新疆石河子发电厂水轮发电机组运行中存在的主要问题进行了分析。

3水轮发电厂发电机组运行中的监视发电厂运行中的监视，是避免发电厂故障、保障电厂正常生产的重要工作，具体监视的流程和内容如下。3.1发电机组基本情况由于水电站多数处在远离城市的地方，通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求：电机参数需要仔细选择；对转子的转动惯量要求较大。为了电力输出的稳定性，保障居民的生产、生活等，需要长期对发电机组进行维护，但在日常中主要是以监视为主。具体监视的步骤与情况，如下：3.2发电机组运行中的监视水电虽然是一种清洁、可再生的能源，但水电发电站却时刻需要细致、有效的管理，因为任何事故的发生在早期都是有一定证照的，实际上再水电站的监视运行之中，也是这个道理。在发电站运行的过程中对于发电站的水流流量、流速、发电机组的运行状态、设备的健康状态等都要时刻进行监视。虽然目前在国内的大型电站中很多已经实现了自动化、并提出了无人值守的概念。但是在很多关键的岗位还是需要人工进行值守，对发电站内的所有设备、运行设备进行监控。进而确保电厂各系统之间的稳定与安全，保障生产环境。电厂一旦出现事故都可能非常严重，因为会影响非常多的居民、工厂的正常供电，对社会影响巨大[10]。因此对于发电机组运行过程之中各项参数的分析与研究就非常重要，观察各类特征值在隐患出现时就及时的进行解决，避免故障的升级。总的来说运行过程之中的监视主要包括以下几个方面的内容：3.2.1看首先是要对发电机组在正常运行过程之中的励磁电压、励磁电流等特征值进行研究，并判断定子电流在不在正常范围内。从而避免发电机因为过载、缺相、发电机定子、励磁系统等原因，或者发电机外部输出电路的故障而影响发电机的正常生产[11]。3.2.2听声音也是一个常用的判断标准，在机械的很多维修之中都有通过倾听声音是否正常来进行判断的。比如对发电机的外壳进行轻微的敲击，通过反馈的声音我们可以来判断发电机外壳各处的螺丝是否安装紧固，如果一旦松动或有共振声音。这时就必须立刻对螺丝进行紧固，以避免故障继续发展。而通过经验可以知道，发电机正常工作的时候所产生的噪声是均匀一致的，在发电机生产的过程之中如果出现别的声音，则需要立即对故障原因进行查明，并立即进行检修[12]。3.2.3闻在发电机的运行过程之中，工作人员还需要留意对气中的味道，因为电气设备的故障一般会伴随着机械损伤或者线路的发热老化等问题。一旦在检查的过程之中闻到了异味，要立即对附近的发电机组进行彻查，以排除故障原因，防止事故的严重化[13]。3.2.4查在运行中，工作人员必须对发电机经常检查，按运行工况酌情定时检查。查发电机温度和发电机轴承温度是否正常，可提取轴承温度、冷却系统表计为依据，看发电机温度是否正常，与过去相比是否有大的变化，是否有过热或局部过热。运行值班是一个重要岗位，是设备运转最直接的角色，固然对故障处理的及时性具有重要意义，而电气设备和水机设备故障是事故的前兆，预告故障报文、预告语音告警，值班人员就知道出现了何种故障。如:某机组运行中轴承油位低发告警讯号，经现场检查证实后，应通知维护专责人员立即采取措施处理[14]。3.3本章小结本章主要对发电机组运行中的监视进行了研究与分析，包括看、听、闻、查等的具体内容和操作方法。

4新疆石河子发电厂发电机组的维护要点4.1基本维护工作4.1.1定期对所有的设备进行严格地检查利用定期检查及巡回检查的方式，及时地消除石河子发电厂水轮发电机组相关设备的隐患，促使石河子发电厂机组能够长期处于稳定的工作状态。具体的检查要点包括：（1）将石河子发电厂水轮发电机组运行过程中的相关参数控制在合理的范围内，对于超出规定范围的参数进行及时地纠正；（2）对石河子发电厂机组一次回路与二次回路的连接处安全性能进行综合地评估，确保这些区域工作电流、电压的稳定性；（3）采取有效的措施对石河子发电厂发电机进行异味检查，加强对发电机使用过程中的振动检测；（4）加强对石河子发电厂水轮发电机组运行过程中的轴承温度实时把控，优化机组的服务功能[15]。4.1.2加强信息化技术的有效使用结合石河子发电厂水轮发电机组各部分组成结构的功能特性，选择可靠的信息化技术对机组的正常运行进行全程把控，最大限度地降低水轮发电机组的故障发生率。在可靠的信息化技术支持下，构建出功能完善的信息监控系统，对石河子发电厂水轮发电机组不同工作时段的实际概况进行实时地分析，加强各类故障有效处理的同时全面提升水轮发电机组的维护水平，为机组的正常运行提供可靠地保障。4.1.3巡回检查记录1)定时记录石河子发电厂水轮发电机组的各项运行参数，运行参数必须在规程规定的允许范围之内。2)检查一次回路、二次回路各连接处的接触有无发热、变色情况，电压、电流互感器有无异常声响，油断路器的油位、油色是否正常，有无漏油。3)水轮机、发电机有无不正常的声音，运行中的正常声音是均匀的“嗡嗡”声，如果有不正常声音，则应立即查明原因并予以排除。4)检查发电机有无异常气味(如焦臭味)，振动、摆度是否过大。5)检查发电机本体以及轴承温度是否有过热或局部过热现象。6)检查各部电刷，只允许有少量的火花运行，如超过一定范围应按电刷冒火故障进行维修。7)主轴及导叶套无严重漏水现象，剪断销正常且无破损。8)油、水、气系统无漏油、漏水、漏气及阻塞等现象，各轴承油位、油色、温度正常等。4.1.4熟悉设备状态掌握设备运行规程石河子发电厂水电厂日常维护工作中，设备的定期切换和试验十分重要。石河子发电厂水电厂内有部分设备要定期切换，如:空压机、油泵、水泵的主用和备用轮流切换运行，储气罐的定期排污，滤水器的定期切换冲洗等;蓄电池的定期充放电工作必须专人跟踪，再如厂站透平油、绝缘油的定期取样化验，石河子发电厂的运行人员应配合专责试验人员等，辅助设备的正常运转成了主机正常运转的后备保证。为了做好运行管理和安全发供电工作，必须定期对运行工作进行分析，安全是生产的基础，设备运行、操作和执行运行各项制度规程的情况，特别是对出现的事故和故障，具有针对性的进行专题的认真分析总结.对事故分析要做到”四不放过”(事故原因不明不放过，事故责任不明不放过，事故防范措施未制定不放过，责任者没有受到教育不放过。)，吸取教训，明确责任，赏罚分明，总结经验是防范事故的有力措施。对重大事故，电厂领导参加事故分析，运行分析制度是发供电生产的一项极其重要的制度，能够达到提高运行管理水平的目的。4.2日常清扫工作在石河子发电厂水电厂平时的运行过程之中，日常的发电机滑环室的清洁也是比较重要的。因为咋实际过程之中，因为没有及时的进行清扫导致绝缘功能下降，容易导致各类电器事故。而刷架支撑绝缘和极间绝缘破损、累积污垢、吸尘器吸汇尘效果不明或因机组滑环室与轴承油盆靠近，一旦清扫的不及时、如果发生漏油现象的话，轻则会影响室内各类材料表面的平整度、增加摩擦阻力，重则会导致积碳、甚至引发火灾。因此们对于石河子发电厂的发电机滑环室清洁工作应该足够重视，要过一段时间就安排机器人或者停机人工清扫，避免不必要的隐患出现。因此，在实际操作中，必须随时检查刷子和滑环腔，及时发现问题，并消除牙齿状况下的故障。滑环的中心线必须调整以使刷子运行，刷子和刷子夹子不应太紧。不要太宽松。确保刷子之间的距离为0.1-0.2毫米，允许刷子在刷柄上有一个小的纵向跳动，并允许刷子发生少量火灾。但是，如果电刷产生过多的火花，需要清除滑块手表上的污垢。如果仍无法消除火花，应及时更换相同类型的电刷，更换电刷的次数不应超过电刷总数的1/3。在维护或日常维护期间，当更换大量炭刷时，设备可能会空转大约50分钟。确保电刷与滑环良好接触。在常规测试中，使用红外成像仪监控炭刷的温度，并监测绝缘层中的跳跃。火花出现在刷子边缘的1/4处。没有烧伤痕迹，电刷长度1/2的边缘有火花，电刷和滑台上的烧伤痕迹，如果可擦除可以操作，但如果滑环上有严重的痕迹，如果不容易擦除，我们必须找出原因。出现更严重的刷子边缘火花，有时火花弧线，刷子，滑块表严重烧伤痕迹，无法擦除，必须处理才能继续运行。4.3用油管理用油管理也是石河子发电厂发电站日常维护工作中的一个重点，主要包括两个方面的内容：首先是各种设备具体的用油状态管理和失察，如电气设备油乳化比较厉害，由于属于故那里而渗入水分或者其它杂质；第二个方面是由于油料之间的混合，比如将机械油、绝缘油等混合使用，使得润滑能力不行、绝缘能力也不高，最终会引发多类故障。因此在正常的维护过程之中，要对各类油料分开专人管理，避免再机械上混合使用，并需要制定责任制度，以保证用油安全。石河子发电厂主要使用润滑油(透平油)和绝缘油应定期抽样检查，一般每年检查一次，质量可以通过颜色，气味，浊度，泡沫和含水量等各方进行检查。清洁油应清晰透明。油中可能混入油粒，杂质或水分，油粒可能是由于轴承内摩擦引起的，可能是由于油罐不干净或由于油罐未清洗而造成的损坏或腐蚀。油中有无水分可用实验证明，将5ml的油倒进试管并小心加热，当油加热到一定温度时，有水分存在的就会发出噼啪的响声，若油完全没有响声，可认为合格。4.4本章小结本章对新疆石河子发电厂发电机组的维护要点进行了研究与分析，主要包括、基本维护工作、日常清扫工作、用油管理等三个方面的内容。

结论总之，水轮发电机组是整个水电站的主要设备之一，能否保证水轮发电机组长期、安全稳定运行会直接影响到水电厂的经济效益，因此，工作人员在日常的工作中，一定要严格遵守水轮发电机组的运行规程，科学管理和使用设备，做好日常维护、维修工作。只有做到勤检查、勤维护，才能使机组正常运行，延长它的使用寿命，使水电站的安全生产得到有力保障。要做好机组的运行与维护工作，首先，必须熟悉设备工作状态及原理，掌握相关规章制度。其次，要认真做好运行中机组的维护、监视和检查等工作，做到定期检查，无盲点无死角的巡检。最后，把故障消灭在萌牙状态，以确保机组的安全稳定运行。

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