论水电厂水轮机检修方式及能量问题研究
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摘要：本文论述水电厂水轮机能量指标与水轮机检修质量的关系，指出加强水轮机设备检修管理、提高检修质量是充分发挥水力发电机组能量效益的基础，与大家共同探讨。
关键字：水轮机；能量；检修；试验研究；状态监测
中图分类号：[TV734.1]文献标识码： A 文章编号：
正文：
本文结合笔者多年实践工作经验，通过实例说明水轮机能量特性是衡量水电机组检修质量的重要指标之一，各个水电厂应根据各自的实际情况尽快出台和制定能量指标下降及恢复程度的检修标准，并将此工作纳入规范化管理。
一、现行检修体制下的机组能量状况
当今社会不断的高速发展，机组状态检测技术也随之日益完善，在设备检修方面由过去传统的利用时间为基础的定期预防性检修，逐渐的转变成为以状态检测为基础的预知性检修。所谓状态检修，就是一种先进的检修管理方式，在实践运用当中它能够有效的避免检修当中体现出来的盲目性，而且还能够有效的减少人力以及物力等资源的铺张浪费，对于设备的可靠性以及可用性能够有针对性的进行有效的提升和全面加强，所以其在当今社会中作为检修方式是一种相对而言较为理想的方式。但是，在社会当中具体运用过程中，状态检修本身就是一项非常复杂的系统工程，所以其还是存在一些负面的问题有待解决，例如检测系统在实践中还显得不够完善以及故障诊断机理还显得不够成熟等，由此便在一定程度上限制了状态检修在社会进行全面推广以及具体应用。
对于1 台水力发电机组，水轮机的能量指标、稳定性指标和空蚀特性是决定水轮机性能优劣的3 大指标，然而水轮机的综合性能反映是水轮机的能量指标，其主要是取决于水轮机过流通道的完善，而且还取决于水轮机在结构以及工艺方案的水平和具体的制造。安装、检修、运行的质量，在实践当中运用所得到的效率越高则体现出其发电成本就越低，这样就能够使得水电厂更加的经济和有效。水轮机其主要由于工况复杂以及零部件较多等问题，在实践运用当中没有得到进一步更好的处理，作为决定检修工作的水轮机空化性能指标和泥沙磨损程度的监测工作仍然处于停滞状态。说以，水轮机进行有效的定期检修以及检修完成之后质量的好与坏，对于机组安全稳定性的运行以及经济效益的全面有力的发挥，都有着直接的影响。
水电厂机组检修的时机、检修工期的安排主要取决于水轮机的运行状态，除一些设备更新改造外，每次检修的主要任务是对水轮机及其过流通道被空化、泥沙磨蚀严重的部位进行补焊、打磨处理。当空蚀磨损部位修补结束，机组其它部件检修安装完成，参数调整合格后，经过机组检修水轮机能量指标能否“ 恢复”，机组的能量指标客观地反映了设备的健康状况、机组的检修质量、机组当前的运行状况以及运行人员的操作水平等综合信息，对指导机组安全经济运行具有现实意义。
二、水轮机能量指标现场实测
某电网的主力电厂，原设计装机容量1225MW(实际核定容量为1160MW)，机组改造后，电厂领导非常重视发电设备的健康状况，大修前后开展机组性能指标的检测工作已成惯例，以此作为检验大修质量的重要数据之一，并为机组以及全厂开展优化运行提供宝贵的第一手资料。水轮机的能量指标并不是突然下降的，而是设备受到损坏后，使水轮机效率逐渐降低。通过比较，也可以判断检修前水轮机经过一个大修周期运行后能量指标的下降程度，以及检修后的机组是否恢复到了初始状态及恢复程度，并成为检验检修质量的标准之一。水轮机效率的一般函数形式为: ηt=f(Pt,Q，H) ( 1)
式中ηt———水轮机效率，%;
Pt———水轮机出力，MW;
Q———机组流量，m3/s ;
H———水轮机工作水头，m。
从水轮机效率的现场实测提供的工况数据基本信息中可以看出，在各种水头下，机组的工作特性曲线有一定的规律，如水轮机效率ηt=f(Pt,H)是水轮机出力Pt 与工作水头H 的函数，只与机组的运行工况有关。
设机组完好无损时的效率为:
ηt0=f0(Pt，H) ( 2)
机组经过一段时间的运行后，由于转轮受到空蚀和泥沙磨损等的作用后，在同一水头下，其效率变为:
ηti=fi(Pt,H) (3)
式中i———测量次数，与时间有关。
水轮机磨蚀越严重，则ηti 就越低，式(2)与式(3)的差值Δηti:
Δηti=ηt0- ηti=f0(Pt,H)- fi(Pt,H) ( 4)
在相同工况下，Δηti 表示与机组无损状态时的效率相比的差值。Δηti 越大，则说明水轮机过流部件被空蚀、磨损破坏得越严重。
反之，也可通过机组能量监测装置来比较和判断水轮机磨蚀破坏的严重程度以及由于效率的降低所带来的能量损失。同理，水轮机出力Pt=f(S，H)的变化为:
ΔPt=Pt0- Pti=f0(S，H)- fi(S，H) ( 5)
式中S———接力器行程，mm。
当然，也可以在机组运行的任一时段(t1- t2)内，通过2 次测试来判断机组经过这一时段的运行后，水轮机能量指标的变化程度，其表达式如下:
水轮机出力:
ΔPt=Pt2- Pt1=f2(S，H)- f1(S，H) ( 6)
水轮机效率:
Δηt=ηt2- ηt1=f2(Pt,H)- f1(Pt,H) ( 7)
采用检修前后能量特性测试数据完全可以鉴别水轮机的检修质量，其变化值是判断机组检修质量优劣的一个重要的指标。
三、加强检修管理，提高检修质量
随着状态检修逐渐提到议事日程，检修中要全面了解并掌握机组的设计参数、静态和动态品质运行状态等等，才能制定相应的检修标准规范，要紧紧围绕影响机组性能的重要指标来合理安排检修计划，做到目的明确，有针对性。所以，从能量指标角度出发，检修中应重点考虑这几方面的检修质量，尽可能恢复到原来的设计标准。另外，检修过程不仅仅是修修补补，要带着问题去检修，要从深层次查找产生问题的根本原因并尽可能地加以消除，以进一步提高机组的可用率，延长机组的检修周期，使发电厂获得更大的经济效益。
【总结】：综上所述，在现代社会新时期全面有力的加强水轮机设备检修管理、提高检修质量，充分发挥水力发电机组能量效益的基础，那么在今后的发展过程当中势必有着更为广阔的发展空间，为水电厂取得最大化的经济利益。
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