丰满水电机组状态检修探索与尝试

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1、以往,水电机组大修,没有考虑机组的缺陷情况及机组的运行状态最合理问题.而是以计划检修及不大修没有承包费等因素,因而造成有些机组大修过于频繁,甚至造成大修不如.*丰满水电机组状态检修探索与尝试冯艳蓉（丰满发电厂）摘要：随着水电机组制造、安装、检修质量及运行稳定性的提高，计划性检修模式已不相适应新形势的发展。本文主要介绍丰满发电厂在总结了以往机组检修管理经验的基础上，在水电机组状态检修方面进行了大胆的探索与尝试，合理地延长了机组的大修间隔，收到了较好的效果。关键词：水电机组 状态检修 探索 尝试近年来，丰满发电厂一直进行全厂机组状态检修的研究工作。在过去的十年间，丰满发电厂在机组的状态检修方面进行

2、了大胆的探索与尝试，收到了一定的效果。在这项工作中主要做了以下几方面工作。1、合理确定机组大修条件以往，水电机组大修，没有考虑机组的缺陷情况及机组的运行状态最合理问题。而是以计划检修及不大修没有承包费等因素，因而造成有些机组大修过于频繁，甚至造成大修不如小修、小修不如不修的状态。为了彻底改变这种局面，水电机组需要开展状态检修。因此，首先要搞清楚水电机组大修的条件（即机组存在那些较大缺陷才需要进行大修）。部颁发电厂检修规程规定，允许延长机组大修间隔的条件，即技术状况应满足下列八条：1) 机组运行状况良好，各种参数正常；2) 水轮机气蚀轻微；3) 各部轴承运行温度、振动情况正常、无严重漏油渗油；4

3、) 导水机构动作灵活，摆动不超过规定；5) 调速系统工作正常，灵活可靠；6) 蝴蝶阀、压力管道、蜗壳、尾水管等无威胁安全运行的严重缺陷；7) 定子绝缘良好，运行中温度正常；8) 定子、转子结构部件良好，铁芯无局部过热和松动。我们对上述八条进行了认真分析，认为决定我厂机组大修与否，主要应研究下述问题：1) 机组轴线是否良好；2) 推力及各部导轴承运行是否正常；3) 定子绝缘与铁芯是否良好；4) 转子磁极绝缘与结构是否良好；5) 水轮机气蚀破坏、叶片裂纹是否严重；6) 尾水管里衬破坏是否严重；7) 水导轴颈偏磨是否严重或是否存在裂纹；8) 机组运行可靠性。 其它方面像导水机构动作是否灵活，调速系统

4、工作是否正常等，即易于发现，且易解决。我们认为最重要的是上述8条是决定水电机组是否需要大修的主要条件。2、认真做好全厂机组状态检修的基础工作为了透彻掌握各台机组的实际运行状态，一方面, 全面收集、整理机组的设计、制造、安装、运行、检修和试验记录,结合可靠性资料的统计与分析，研究制约和控制机组大修间隔的主要因素，预测威胁机组长期稳定运行关键部件的使用寿命，为科学的确定机组大修间隔提供定量依据。在实际工作中，组织由本厂退休老专家和在职工程技术人员组成机组状态检修小组，对全厂 12 台机组的水轮机部份的稳定运行情况进行全面的调查，对有关机组状态检修的资料（水轮机转轮气蚀、裂纹、主轴轴颈裂纹、尾水管里

5、衬脱落等）进行分类收集与分析。3、安装性能优良的机组状态监测与故障诊断系统为了做好机组状态监测工作，丰满发电厂与北京奥技异电气技术研究所、东北电力科学研究院共同开发“丰满水电机组状态监测与分析诊断系统” （见图 1） ，该系统既能够对机组的运行状态进行在线监测，又 能对机组的各项运行参数进行测试，并且在登陆东北电网公司信息网的计算机上，对该机组的运行状态进行浏览与分析，有利于委托专门的科研部门，由专业技术人员对装有机组状态监测与分析诊断系统的机组进行远程分析，定期提出该机组的状态监测报告，同时还能够及时发 图 1 水电机组状态监测与故障诊断分析系统结构图现机组存在的隐患（见图 2、图 3） ，

6、以便于及时处理，也有利于对设备的薄弱环节，重点进监视，确保机组长期安全稳定运行。图 2 丰满三号水轮机顶盖下压力脉动曲线从图 2 顶盖下压力趋势分析曲线上获知：在 0-50MW 负荷内，存在较大的（11-16）X频率。040801201602002402803203604004404800 25 50 75 100上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :46.0-51.0m上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :51.0-56.0m上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :56.0-58.0m上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :58.0-60.0m上 上 X上

7、 上 上 上 上 上 上 上 上 :60.0-62.0m上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :62.0-64.0m上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :64.0-66.0m上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :66.0-68.0m上 上 X上 上 上 上 上 上 上 上 上 :68.0-70.0m上 上 上 上 (MW)图 2a 丰满 3 号机组上导主轴摆度随负荷、水头变化曲线图 2b 丰满 3 号机组上导主轴摆度极联图0510152025303540455055600 25 50 75 100上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :46.0-

8、51.0m上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :51.0-56.0m上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :56.0-58.0m上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :58.0-60.0m上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :60.0-62.0m上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :62.0-64.0m上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :64.0-66.0m上 上 上 上 上 上 上 上 上 kPa上 上 上 上 :66.0-68.0m上 上 上 上 上 上 上 上

9、 上 kPa上 上 上 上 :68.0-70.0m上 上 上 上 (MW)图 3 尾水管进口压力脉动曲线从图2、图3中获知，该机组在40-50MW 负荷时，摆度稍高，通过对后面尾水管进口压力波形分析，可以发现此时水力脉动成分较大，可知此振动现象是由水力因素所产生，机组在正常运行时，最好躲过压力脉动区运行。电厂生产技术部专责专工，定期审查科研部门或二级生产部门提出的机组状态分析报告（见图4、图5），对机组未来的运行情况进行推测，同时对照机组大修的8个条件，对各台机组大修时间的安排从预测技术角度提出建议。每年召开一次水电专家会议，对全厂机组未来的运行情况进行综合评估及预测，用安全和经济的原则，用不

10、修损失费用与检修费用作比较，进而合理安排机组的检修计划。机组名称: 3 号机组起止时间: 从 2005-06-26 09:35:09 到 2005-09-02 08:11:20工作水头: 46.0-51.0m 51.0-56.0m 56.0-58.0m 58.0-60.0m 60.0-62.0m 62.0-64.0m 64.0-66.0m 66.0-68.0m 68.0-70.0m报告制作: 系统管理员制作时间: 2005-09-14 13:42:4601020304050607080901000 25 50 75 100上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :46.0-51.0m上 上

11、上 上 上 上 %上 上 上 上 :51.0-56.0m上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :56.0-58.0m上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :58.0-60.0m上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :60.0-62.0m上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :62.0-64.0m上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :64.0-66.0m上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :66.0-68.0m上 上 上 上 上 上 %上 上 上 上 :68.0-70.0m上 上 上 上 (MW)图 4 水轮机效率-有功功率变化曲线051015202530354045

12、500 25 50 75 100上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :46.0-51.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :51.0-56.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :56.0-58.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :58.0-60.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :60.0-62.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :62.0-64.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :64.0-66.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :66.0-68.0m上 上 上 m3/kWh上 上 上 上 :68.0-70.0m上 上 上

13、 上 (MW)图 5 机组耗水率与符合变化曲线主轴静态弯曲分析机组名称: 3 号机组起止时间: 从 2005-08-30 14:20:11 到 2005-08-30 14:23:22报告制作: 系统管理员制作时间: 2005-09-14 16:48:21 1. 空间轴线(转速 30.62r/min 时间:2005-08-30 14:23:09.910)图 6 丰满三号机主轴静态弯曲分析图4. 以9号机组为例开展机组状态检修的研究工作丰满9号机组上次大修的时间为1993年初，按照水电厂检修规程规定1999年需要安排该机组大修。在实际工作中，为了做好机组的状态检修工作，以丰满9号机组为例，开展机组

14、状态检修的研究。97年以来，对9号机组的运行状态进行了广泛的研究。在2001年上半年通过了国电东北公司水电机组状态检修专家组的鉴定，鉴定结果表明：机组轴线良好、机组振动摆度远小于规程规定值、机组轴承瓦温、发电机卷线温度正常，水轮机气蚀轻微，经综合分析，9号机运行稳定，可以继续延长大修周期，实践证明，开展水电机组状态检修工作可以推广应用。从鉴定结果可以看出，9号机组的运行状态符合国电东北公司水电部制定的水电机组状态检修暂行管理办法的有关条件，上报国电东北公司后得到了批准，该机检修工期延长至2002年。5、延长机组检修间隔的尝试丰满发电厂机组台数多（12 台主机、5 台厂用机），若按部颁水电机组检

15、修规程规定，机组大修间隔为 3-5 年，这样机组的检修计划很难安排，设备的检修工作量十分繁重。因此，在实际工作中丰满发电厂根据全厂机组的实际运行情况每年对各机组运行状态及所存在缺陷进行综合分析与评估，对机组未来的运行情况进行预测，进而合理地安排机组大修计划。收到了明显的效果。从 112 号机组 1986 年-2002 年 16 年间的可靠性分析结果（见表 1）表明：1）1 号机组，1986 年通过对发电机进行增容改造，使机组的运行可靠性明显提高，统计的 16 年中机组本身未发生过强迫停运，等效可用系数在 97%以上。自 1986 年至 1998年 9 月大修间隔长达 12 年（1993 年进行

16、一次推力瓦检查） ，累计运行约 63000 多小时，启动次数近 2800 次。2）6 号机组一直存在着水力不平衡力过大问题，造成机组运行不稳定。2 号机组在90 年末至 91 年初的扩大性大修中，由于实施了割除转轮下密梳齿措施，彻底解决了水力振动问题，取得了明显的效果。机组运行十分稳定，其等效可用系数均在 97%以上。至1999 年 9 月已运行 9 年多，累计运行达 58000 多小时以上。在 95 年大修中，对 6 号机转轮也采取了同样措施（取消转轮下梳齿） ，消除了长期存在的水力不平衡问题，至今已安全稳定运行四年多。表 1:1986 年2004 年间全厂机组可靠性统计表序号 机组大修间隔时间 间隔年限累计运行(h)起停次数 备注1986-1998.9 12 63343 27711998.9-2