水輪機(jī)運(yùn)行中的常見故障

1.1水導(dǎo)瓦溫度過(guò)高故障

為了保證機(jī)組能夠在同一條軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)部位使用巴氏合金軸瓦來(lái)固定轉(zhuǎn)軸。

因?yàn)檩S瓦與轉(zhuǎn)軸接觸的間隙比較小，機(jī)組在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于相互摩擦導(dǎo)致發(fā)熱，軸瓦和轉(zhuǎn)軸的溫度會(huì)升高。

如果溫度升高到巴氏合金軸瓦的熔點(diǎn)的時(shí)候，軸瓦將會(huì)被燒壞。

轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)拉毛，就會(huì)引起水輪機(jī)組發(fā)生偏離軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)從而振動(dòng)。

導(dǎo)致水導(dǎo)瓦的溫度過(guò)高主要有下面三個(gè)原因：

第一，油變質(zhì)。

軸承內(nèi)部的潤(rùn)滑油由于長(zhǎng)時(shí)間的使用，油中含有水或者其他的酸性雜性，導(dǎo)致油質(zhì)劣化。

從而導(dǎo)致潤(rùn)滑的性能受到影響。

特別是如果軸承內(nèi)出現(xiàn)大量進(jìn)水（如冷卻器發(fā)生漏水等）的時(shí)候，致使冷卻和潤(rùn)滑的介質(zhì)改變。

則會(huì)直接地影響軸承內(nèi)的潤(rùn)滑條件，水瓦溫度就會(huì)急劇上升。

第二，潤(rùn)滑油減少。

軸承的油槽密封不嚴(yán)或者排油的閥門沒(méi)有關(guān)閉嚴(yán)密，導(dǎo)致大量的甩油或漏油。

由于潤(rùn)滑油減少而不能形成良好的油膜，導(dǎo)致軸承的溫度升高。

第三，冷卻水中斷或冷卻水壓降低。

閥門的閥瓣損壞、管道進(jìn)空氣、冷卻水管堵塞等都會(huì)使冷卻器的過(guò)流量受到影響。

導(dǎo)致冷卻器不能夠正常地發(fā)揮作用，從而引起軸承的油溫升高。

1.2機(jī)組過(guò)速故障

如果機(jī)組的轉(zhuǎn)速超過(guò)了銘牌上規(guī)定的轉(zhuǎn)速的時(shí)候，就會(huì)致使過(guò)速故障發(fā)生。

如果機(jī)組的轉(zhuǎn)速超過(guò)了某個(gè)定值，通常超過(guò)了規(guī)定的轉(zhuǎn)速的140%之上，機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分的離心力就會(huì)快速增大。

導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)與擺度明顯增大，從而造成固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分發(fā)生碰撞。

以至于不斷擴(kuò)大事故進(jìn)而導(dǎo)致更多部件被損壞。

因此一定要采取有效措施來(lái)防止機(jī)組轉(zhuǎn)速過(guò)大。

導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生過(guò)速的主要原因有：

第一，機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候，由于種種原因負(fù)荷突然被甩掉。

如果這時(shí)導(dǎo)葉不能關(guān)閉或者關(guān)閉過(guò)慢，機(jī)組的轉(zhuǎn)速則可能升高到額定轉(zhuǎn)速的120%~140%甚至更高。

第二，機(jī)組在正常開機(jī)停機(jī)的過(guò)程中，如果出現(xiàn)調(diào)速器失控，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的轉(zhuǎn)速急劇上升進(jìn)而發(fā)生過(guò)速。

1.3轉(zhuǎn)輪運(yùn)行時(shí)的故障

轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)的重要部件，在運(yùn)行的過(guò)程中非常容易導(dǎo)致故障發(fā)生。

經(jīng)過(guò)分析研究發(fā)現(xiàn)，目前轉(zhuǎn)輪在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)的故障主要有兩種，即斷裂和空蝕。

導(dǎo)致空蝕事故發(fā)生的原因有很多，所涉及的面也比較廣。

例如轉(zhuǎn)輪的材質(zhì)、各項(xiàng)的性能指標(biāo)及在制造轉(zhuǎn)輪的過(guò)程中的熱處理、各種加工工藝等環(huán)節(jié)都會(huì)影響轉(zhuǎn)輪的質(zhì)量，所以轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)故障的情況也非常復(fù)雜。

通常情況下，轉(zhuǎn)輪抗腐蝕的性能與它的組織細(xì)密的程度和表面光滑的程度緊密相連。

一般組織越是細(xì)密，表面越是光滑，抗腐蝕的性能就越好。

但是，轉(zhuǎn)輪組織的細(xì)密程度和表面的光滑程度只能減少空蝕的現(xiàn)象，不能使空蝕完全消失。

此外，由于設(shè)備頻繁的震動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致裂紋隨著空蝕現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.4剪斷銷剪斷故障

剪斷銷是水輪機(jī)導(dǎo)水葉的拐臂與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的連接器，是水輪機(jī)導(dǎo)水葉一個(gè)重要的保護(hù)裝置。

一般情況下，導(dǎo)水葉在運(yùn)作的過(guò)程中，剪斷銷帶動(dòng)導(dǎo)水葉轉(zhuǎn)動(dòng)的強(qiáng)度足夠大。

如果剪力超過(guò)正常操作力1.5倍的時(shí)候，剪斷銷則會(huì)被剪斷，致使導(dǎo)水葉不受控制，事故擴(kuò)大。

如果剪斷銷被剪斷，水輪機(jī)的水流會(huì)不均勻從而導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)。

關(guān)機(jī)的時(shí)候不能關(guān)閉全部的水流致使機(jī)組一直轉(zhuǎn)動(dòng)不能停。

剪斷銷剪斷的原因主要有：

第一，如果導(dǎo)水葉間機(jī)械或者卡住的時(shí)候，導(dǎo)水葉就不能夠運(yùn)動(dòng)，拐臂因?yàn)檎{(diào)速環(huán)的帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。

從而產(chǎn)生比較大的剪力，導(dǎo)致剪斷銷剪斷。

第二，導(dǎo)水葉開啟或者關(guān)閉比較快，增大了水流對(duì)導(dǎo)水葉的壓力，由于剪力較大而導(dǎo)致剪斷銷被剪斷。

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水輪機(jī)故障的預(yù)防

以預(yù)防為主，堅(jiān)持安全生產(chǎn)，采取科學(xué)合理的預(yù)防，才能夠有效地降低事故發(fā)生的概率。

根據(jù)水輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行的具體情況，總結(jié)出下面四條預(yù)防措施：

第一，建立一座發(fā)電站，要從設(shè)計(jì)、設(shè)備的選型、調(diào)試、安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。

結(jié)合電網(wǎng)和電站的具體情況，所選擇的設(shè)備要穩(wěn)定、合格。

此外要合理地搭配各種操作方式、報(bào)警信號(hào)、自動(dòng)裝置以及保護(hù)裝置。

第二，要加強(qiáng)對(duì)水輪機(jī)工作人員進(jìn)行的業(yè)務(wù)培訓(xùn)、安全教育以及素質(zhì)教育。

第三，建立健全的工作制度。

如安全管理制度、設(shè)備缺陷記錄制度運(yùn)行、值班制度等各種適合電站需要的制度。

第四，要編制出適合該電站生產(chǎn)需要的操作制度和運(yùn)行規(guī)程，制定出各種事故預(yù)想以及處理事故的方案。

時(shí)要反復(fù)加強(qiáng)事故演習(xí)，以便發(fā)生事故時(shí)能夠迅速地做出反應(yīng)，減少事故帶來(lái)的損失。

03

水輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障的處理方法

3.1?水導(dǎo)瓦溫度過(guò)高的處理方法

如果機(jī)組水導(dǎo)瓦的溫度比較高的時(shí)候，需要從下面的步驟進(jìn)行分析與處理：

第一，如果水導(dǎo)瓦的溫度是慢慢升高，機(jī)組擺度、振動(dòng)沒(méi)有異常，不要著急停機(jī)。

要先檢查它的測(cè)溫系統(tǒng)是不是正常、冷卻水的流量和水壓是不是正常以及油位是不是正常。

如果不能夠迅速地判斷原因且溫度持續(xù)升高，需要馬上停機(jī)檢查。

第二，如果溫度突然升高，機(jī)組的振動(dòng)與擺度也突然變大，需要馬上緊急停機(jī)。

要徹底檢查冷卻水系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、水導(dǎo)油槽的油位、油質(zhì)以及油水管路等情況，尋找原因。

如果有必要可以拆開水導(dǎo)，檢查水導(dǎo)瓦的瓦面與間隙之間的磨損情況，對(duì)其進(jìn)行合理的修復(fù)。

3.2?機(jī)組過(guò)速的處理方法

第一，如果機(jī)組出現(xiàn)過(guò)速時(shí)，不要心慌，要保持冷靜、沉著應(yīng)對(duì)。

第二，機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，如果突然失去負(fù)荷，要檢查過(guò)速保護(hù)的裝置是否能夠正常動(dòng)作。

如果過(guò)速保護(hù)動(dòng)作不正?；蛘呔軇?dòng)，要馬上手動(dòng)進(jìn)行緊急停機(jī)，必要時(shí)可以關(guān)閉水輪機(jī)的主閥。

第三，如果在開機(jī)停機(jī)（或者緊急停機(jī)）的過(guò)程中，由于調(diào)速器異常或者剪斷銷剪斷等導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)快。

這時(shí)盡管轉(zhuǎn)速還沒(méi)有達(dá)到過(guò)速保護(hù)運(yùn)作的額定值，都需要馬上關(guān)閉水輪機(jī)的主閥。

對(duì)那些沒(méi)有設(shè)置主閥的機(jī)組，需要馬上關(guān)閉機(jī)組前的進(jìn)水口閘門。

此外，如果機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速35%以下的時(shí)候，需要手動(dòng)制動(dòng)。

從而使機(jī)組完全停止運(yùn)作。

3.3?處理水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪故障的措施

第一，轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的故障主要是空蝕，對(duì)空蝕進(jìn)行焊補(bǔ)與清理的過(guò)程中，一般采取手工電弧焊。

在電焊之前要先把汽蝕刮干凈，再把毛刺和高點(diǎn)磨掉，接著用氧氣-乙炔焰對(duì)其預(yù)熱，溫度為200℃左右。

第二，以分水刃作為界限，把空蝕分為上下兩個(gè)部分分別對(duì)其進(jìn)行堆焊。

采用退補(bǔ)焊這種方法把上面部分先堆焊完，再對(duì)下面部分進(jìn)行堆焊。

此外，在焊接的時(shí)候還要嚴(yán)格的檢查葉型，仔細(xì)校對(duì)并對(duì)其進(jìn)行修正。

以便確保能夠滿足焊接條件的要求，從而達(dá)到提高轉(zhuǎn)輪抗蝕性能的目的。

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總結(jié)

如果水輪機(jī)發(fā)生故障，則會(huì)直接致使發(fā)電機(jī)組不能正常運(yùn)行。

總而言之，水電站要把水輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)故障的處理放在重要的位置上。

選擇水輪機(jī)的時(shí)候，要加強(qiáng)注重水輪機(jī)的質(zhì)量問(wèn)題。

在日常運(yùn)行和管理的過(guò)程中，要加強(qiáng)事故預(yù)防與事故分析。

針對(duì)不同種事故，沉著冷靜地應(yīng)對(duì)，并采取科學(xué)的措施進(jìn)行處理。

在根源上消除或者減少事故發(fā)生的概率，以便確保水輪機(jī)能夠穩(wěn)定、持久地運(yùn)行