恶滩水电厂水轮发电机组状态检修初探

    广西恶滩水电厂地处红水河中游，为无调节式电站，是红水河规划中的第8个梯级电站。现一期装1台60 MW的机组。1981年5月15日正式投产发电，由于恶滩电厂为单机，根据设计的要求，机组的水下部分检修只能在冬末春初期间完成，此期间正是机组发电的黄金季节，因此1981年至今，对机组试行状态检修，即通过对机组的健康状况进行科学准确的诊断，在此基础上制定机组的检修计划，有缺陷则修无缺陷则不修。17年来，由于加强了对机组运行、设备内部状况分析和管理，机组从未进行过扩大性大修，减少了机组的检修时间，从而提高了机组的等效可用系数和企业的经济效益。现就我厂多年来的机组检修工作作些浅述，供大家参考。
2　影响机组设备状态的几个因素
　　我们说的状态，是一个连续的系统性概念，指产品设计、材料选用、组装、运输、现场施工的状况以及投运以来发生过的异常情况。如机组运行过程因故障产生过电流、过负荷等，都会对设备的状态产生影响。
2.1　机组的制造质量
　　如果机组出厂前就存在严重的质量不合格情况，势必影响机组投人运行后的安全可靠性。如水轮机转轮采用不合格钢材，将使气蚀速度加快；采用不合格的水封材料，就会引起水封破坏；采用绝缘强度不够的嵌板、线圈，会引起机组线圈击穿。所以，选择质量优良的产品，把好设备质量关，对保证机组今后运行的安全可靠性是很重要的。
2.2　机组的安装质量
　　机组设备出品后，由于运输过程不当，及在安装过程中由于安装人员技术因素及现场安装条件的限制，工艺达不到标准的要求，这将对安全运行造成影响。所以选择技术装备优良、安装质量意识强的队伍，是避免安装质量不合格的前提。现行设备安装队伍资格审核，实行招标制度和工程质量监督制度，是解决安装质量问题的一个良好途径。
2.3　机组的运行条件
　　机组投入运行后，系统发生的任何异常情况，都会对设备状态产生影响。例如，机组的过电压运行、过负荷运行，对绝缘的老化会起到加速作用；机组在振动区运行，振荡对机组的危害性增加；水流的气蚀会加速对叶片的破坏。
2.4　机组的运行维护
　　机组在运行或停用过程中，由于维护不当，引起机组缺陷，如机组油的变质，使绝缘或润滑性能降低而引起机组损坏；采用不合理的运行方式或操作不当，如非同期并网会对机组产生破坏。
2.5　检修的工艺标准
　　这主要是指制定检修工艺标准的水平，它受当时检修条件及检修人员技术水平等因素的影响，与所采用的检修技术措施、检修使用的材料及工具等诸多因素有关。
2.6　机组本身的寿命周期
　　机组有其自身寿命周期，一个产品处在不同寿命阶段，其状态是不相同的，故必须掌握不同产品的周期特性，针对机组的不同状态采用不同的检修方式。
3　实现状态检修的条件
　　计划检修也就是计划周期检修，或叫“预防检修”，是在设备投入运行后，无论设备状况如何，都必须按一定周期停下来检修。这种计划检修的缺点是，设备该检修时没有检修，而不该检修时却进行了检修。从设备安全和经济效益的观点看，计划检修形式已不再适应。通过先进的仪器对设备运行状态进行测试和科学的分析、判断，然后根据需要决定是否对设备进行检修，这就是状态检修的形式。
　　①实行状态检修，必须了解机组的设备、安装、试运行、维护及检修的情况，对机组运行状态进行定性分析，并根据运行资料记录的情况确定机组状态的发展趋势。这是机组状态检修的必备条件。
　　②采用先进诊断技术及加强机组管理是实现状态检修的重要措施。状态检修不是以运行的时间为依据，而是根据机组的健康状况来确定是否检修。要及时掌握机组的状态，单靠运行的资料是无法反映机组实际状态的，因此要通过采用各种先进的检测手段，来科学地分析机组的状态。例如采用超声波探伤、γ射线探伤等技术，可为机组准确诊断打下良好基础。
4　恶滩电厂17年的检修经验
4.1　根据机组状况进行检修
　　恶滩电厂地处的红水河是广西境内含沙量较大水质较差的河流，按照计划检修，每年要进行2次机组小修。每次小修为15 d，合计小修天数为30 d，主管局批准小修天数为30 d。按计划检修，17年应对机组进行3～4次大修。每次大修定为65 d。恶滩电厂利用可靠性分析方法及各种诊断技术，对机组进行状态检修，有问题就修，无问题就不修。17年对机组每年只进行小修，只重点对机组叶片、蜗壳中环进行气蚀修补及对机组进行维护和预防性试验等。17年来对机组进行小修，所用的时间为4 256 h，比计划检修时间14 014 h少9 784 h(见表1)。16年来为国家多发电约585 GW.h。

表1　恶滩电厂机组检修时间及等效可用系数 

4.2　检修的程序
　　①做好机组运行原始记录的分析。重点对机组设备的主要部分，如机组轴承的摆度、定子温度、电流以及导瓦的间隙等进行分析。分析工作先由厂各技术小组进行，然后由厂技术综合部门对机组总体进行分析，得出机组运行综合评价，落实机组检修的方案，最后报主管局批准实施。
　　②制定一个科学、合理的检修计划。根据综合分析诊断的结果，制定一个合理、科学、切实可行的检修计划，即做到应修必修，不留隐患，又避免盲目的大拆大换，浪费人力物力和时间。
　　③做好检修前的准备工作。在落实检修方案后，根据检修方案的内容，落实重点项目的负责人，并制定相应的检修技术方案、检修网络图、检修工艺标准；订购检修所需材料，如准备好检修用的设备和工具。对涉及外包的工程，做好合同、安全措施等其它事宜。
　　④安排好检修日期。根据检修项目的内容及来水情况，合理选择来水相对较少，发电负荷较轻时进行。合理安排好检修各个环节，尽量缩短检修时间，以提高机组的效益。
　　⑤抓好检修质量。检修必须严格执行有关规程和标准，严格按质量要求进行，坚持班组、分场、厂部三级验收制度。项目完成后必须填写质量验收卡。对机组加强检修质量监督避免检修后临检的发生。
　　⑥做好检修后机组的试运行。机组检修后，根据检修项目需对机组进行有关试验及试运行。对试验项目的选择，尽量避免和减少破坏性试验项目。避免过多进行满负荷甩动试验、造成机组振动的冲击试验，采用新测试方法来代替振动、冲击、耐压试验，这对延长机组检修周期尤为重要。对机组试运行过程出现的异常情况，及时分析，及时解决，不留缺陷。
　　⑦合理安排好机组技改。对机组的技术改造，按照更新必须换代的原则进行。合理安排好技改时间，对影响机组发电时间较长的项目，一些需在大修过程中配套进行的技改项目，会影响检修工期的项目可放到洪水季节进行(因我厂在枯水期正好是发电良好季节)，这样，既保证了检修期重点技改任务的完成又争取了机组多发电。
5　机组运行管理
　　机组运行过程中的维护及操作对机组的影响十分重要，为此，应注意以下几个方面：
　　①合理调整好机组运行工况，机组尽量避免在振动区长时间运行，避免在过低额定水头下长时间运行。恶滩机组在机组满发时振动较小；而在20%负荷的情况下及水头低于7 m时机组振动较大，为避免这种现象，应避开在振动区运行。
　　②在运行维护过程中，及时准确测试和记录机组在不同情况下的温度、出力、摆度、振动、电流、电压等参数，建立机组运行系统数据库，定期进行数据分析，为机组状态检修提供依据。
　　③加强机组运行操作管理，避免误操作、手动并网和非同期并网。误操作会引起水流振荡及机组抬机，这都是造成机组机械破坏性损坏的因素，也是引起机组检修周期缩短的原因。恶滩机组在运行中，由于加强了运行操作管理，停机较少，除正常洪水期停机渡汛外，机组运行基本处于满发状态。
　　④运行过程中合理调整机组的有功和无功，使机组的运行始终处于最优状态，减少了机组的振动和降低了温升。
6　结语
　　我厂机组安全运行17年的实践证明，加强对机组的运行管理、维护，利用现有的诊断技术，推行状态检修是可行的。投产17年来，我厂单机运行平均等效可用系数均超过96%，在国产机组中是不多见的。机组运行17年从没有大拆大换过，没有进行过扩大性检修，没有发生过任何重大设备事故。每年缩短检修工期达15 d以上，17年来多发电约585 GW*h，按1980年的价格算，创直接经济效益4 000多万元，这对于一个容量60 MW的电厂来说，效益是巨大的。这也证明了，对国产机组，只要加强维护管理，同样能实现较高的机组等效可用系数，取得良好的经济效益。