現代水電廠(chǎng)機械設備管理現狀及策略
導語(yǔ)：機械主設備檢修工作不夠到位也會(huì )對設備正常運行產(chǎn)生影響。部分情況下，由于檢修時(shí)間較為緊迫，導致檢修工作將部分工序簡(jiǎn)化，造成了潛在性的故障風(fēng)險，甚至可能引發(fā)重大事故。
水電廠(chǎng)機械設備主要包括有水輪機及其附屬設備、發(fā)電機及其附屬設備、調速器及其附屬設備、特種設備及金結設備等，機械設備的安全穩定運行是所有一次設備、二次設備安全穩定運行的基礎，決定著(zhù)整個(gè)水電廠(chǎng)的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟效益。但由于多種原因，水電廠(chǎng)機械設備故障率頻繁，安全生產(chǎn)受到不同程度的約束。
1水電廠(chǎng)機械設備故障主客觀(guān)原因分析
近年來(lái)，水電廠(chǎng)機械設備管理水平較以往有了大幅度提升，但部分水電廠(chǎng)依然存在管理觀(guān)念陳舊、管理體系不完善等問(wèn)題，使得管理工作正常開(kāi)展受到了制約，給機械設備運行埋下了隱患。水電廠(chǎng)機械設備故障原因包括客觀(guān)原因及主觀(guān)原因，具體表現如下[1]所述。
1.1主觀(guān)原因
在機械設備各類(lèi)故障當中，有很大一部分問(wèn)題是由于設計制造不當所造成的。例如，在發(fā)電機組制造過(guò)程中，可能會(huì )受到制造水平、合同規定及工期限制，導致制造過(guò)程中很多細節工藝檢驗環(huán)節無(wú)法充分落實(shí)，使得部分加工誤差超出設計要求，如葉片鑄造重心不一致，造成重心偏移;電機轉子、定子圓柱度不高，造成磁振偏大;抗磨、抗振材料無(wú)法達到要求，影響電機正常運行。又如，在設計階段，由于甲方提供的水文資料不夠充分，對未來(lái)水頭變化預測不足，導致設計出現局限性。另外，機械主設備檢修工作不夠到位也會(huì )對設備正常運行產(chǎn)生影響。部分情況下，由于檢修時(shí)間較為緊迫，導致檢修工作將部分工序簡(jiǎn)化，造成了潛在性的故障風(fēng)險，甚至可能引發(fā)重大事故。
1.2客觀(guān)原因
水輪機是水電廠(chǎng)最主要的機械設備之一，其日常運行過(guò)程中所面臨的最大問(wèn)題便是磨損。流過(guò)水輪機的水流當中含有懸浮泥沙，會(huì )對水輪機部件產(chǎn)生摩擦作用，使其受損。當然，這種正常磨損是無(wú)法完全避免的，磨損程度主要取決于泥沙含量、水流狀態(tài)、紊流程度及泥沙特征[2]。一般情況下，水輪機磨損程度最嚴重的部位為活動(dòng)導葉端、頂蓋與底環(huán)之間及轉輪。除泥沙摩擦外，導致水輪機受損的另一個(gè)原因便是偏心所造成的機組振動(dòng)。受偏心因素影響，會(huì )導致機組徑向導軸承受力不均。如果機組轉動(dòng)慣量過(guò)大，并且所產(chǎn)生的周期超出支撐體的壽命周期，自然會(huì )引發(fā)設備故障。
2水電廠(chǎng)機械設備典型故障分析
水電廠(chǎng)機械設備典型故障主要包括以下幾個(gè)方面：
(1)水輪機主軸密封受損。水輪機工作密封裝置包括橡膠平板密封、石棉盤(pán)根密封、自補償密封等多種方式，其中以橡膠平板密封最為常見(jiàn)。橡膠平板密封主要由抗磨板、密封水箱、壓板、托板等組件構成。水輪機機組運行過(guò)程中，主軸密封破壞主要是由于密封介質(zhì)失效或被破壞所造成的[3]。介質(zhì)材料質(zhì)量不良、水輪機振動(dòng)過(guò)大使得橡膠過(guò)分摩擦、密封潤滑水中斷、密封介質(zhì)粘接脫落均會(huì )對橡膠平板產(chǎn)生影響。
(2)轉輪裂紋故障。在水輪機轉輪長(cháng)期運轉過(guò)程中，裂紋現象是普遍存在的。裂紋現象主要分為兩類(lèi)：規律性裂紋與非規律性裂紋。多數規律性裂紋均為疲勞裂紋，斷口處會(huì )出現較為明顯的貝殼紋路。這種疲勞裂紋主要由交變載荷所致，由卡門(mén)渦、水力彈性振動(dòng)等所誘發(fā)。非規律性裂紋形狀不一，常表現為脆性斷口裂紋、網(wǎng)狀龜裂紋等，這類(lèi)裂紋多由材料質(zhì)量不良所致。轉輪制造工藝缺陷也會(huì )導致非規律性裂紋產(chǎn)生，如葉片形線(xiàn)較差、表面粗糙、過(guò)渡圓角偏小、鏟磨縮頭嚴重等[4]。另外，當水頭或負荷偏離最優(yōu)工況頻次較多時(shí)，會(huì )造成水力不穩定使得葉片荷載過(guò)大，容易產(chǎn)生裂紋。
(3)發(fā)電機機架裂紋。發(fā)電機轉子機架包括下機架與上機架。由于推力軸承安裝設計的差異性，使得兩個(gè)機架的結構、尺寸有所不同。通常情況下，轉子支架幅板與輪轂間的焊縫呈環(huán)形，其本身具有較大的剛性或約束力，屬于拉伸應力區范疇，正是由于拉伸應力的存在，容易導致焊接接頭出現裂紋。
(4)空氣冷卻器故障。發(fā)電機在實(shí)際運行過(guò)程中不可避免地會(huì )出現電磁損耗及機械損耗等。這些損耗會(huì )轉化成部分熱量，促使發(fā)電機定子溫度上升。如果這些熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)，不僅會(huì )影響發(fā)電機的正常運轉效率，還可能導致局部過(guò)熱，使得定子線(xiàn)圈絕緣受到破壞，甚至造成事故。
利用空氣冷卻器可保證發(fā)電機處于正常工作溫度下運行。但空氣冷卻器在長(cháng)時(shí)間運轉過(guò)程中，也可能會(huì )出現故障，如焊縫漏水、組合面漏水、承管板銹蝕、冷卻管灰塵聚積、內部管壁集結水垢、銅管內部堵塞等，會(huì )對定子熱交換產(chǎn)生較大影響。
3完善水電廠(chǎng)機械設備管理的相關(guān)策略
水電廠(chǎng)機械設備整體結構較為復雜，并且多數設備處于長(cháng)時(shí)間運轉狀態(tài)，設備故障是無(wú)法完全避免的，但可以通過(guò)加強相關(guān)管理，以降低故障發(fā)生率，為設備穩定運行創(chuàng )造出一個(gè)良好的環(huán)境。
3.1健全管理體系
水電廠(chǎng)機械設備管理體系的健全與否將直接關(guān)系到管理工作的成效。通過(guò)健全相關(guān)管理體系，為管理工作實(shí)施提供導向，促使設備綜合管理能力得以提升，讓設備功能得以有效發(fā)揮。電廠(chǎng)企業(yè)要從自身實(shí)際情況出發(fā)，對管理體系進(jìn)行綜合性評測，充分把握電廠(chǎng)機械設備管理工作真實(shí)水準，并對管理結構、管理方式的優(yōu)劣程度進(jìn)行有效評價(jià)，將管理體系中的問(wèn)題發(fā)掘出來(lái)。結合機械設備管理理論、借鑒國內外優(yōu)秀管理案例，對管理體系中存在的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化、完善，讓管理體系與電廠(chǎng)發(fā)展形勢及市場(chǎng)環(huán)境相契合。同時(shí)，要充分落實(shí)責任制度，明確相關(guān)管理人員的職責與義務(wù)，從責任角度實(shí)施相關(guān)獎懲，發(fā)揮督促作用，以此來(lái)帶動(dòng)員工的主觀(guān)能動(dòng)性與工作積極性，讓設備管理能力不斷提升。
3.2完善日常管理工作
完善日常管理工作，可從以下方面展開(kāi)：首先，對管理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。將二維碼技術(shù)與數據庫技術(shù)融入到設備日常管理工作中，以此來(lái)提升管理效率。實(shí)際應用過(guò)程中，將電廠(chǎng)機械設備編碼及相關(guān)信息整合至數據庫中，要求對數據庫信息進(jìn)行全面核查，確保數據庫信息與設備信息一一對應。再通過(guò)二維碼技術(shù)對電廠(chǎng)機械設備進(jìn)行標識，并將二維碼信息錄入至管理系統當中，保證信息的準確性與完整性[5]。
利用二維碼便可將設備信息迅速調用出來(lái)，為管理工作帶來(lái)了極大的便捷。其次，要對備件管理工作進(jìn)行完善。電廠(chǎng)機械設備種類(lèi)繁多、結構復雜，部分關(guān)鍵位置部件出現損壞后，只能通過(guò)更換才能解決問(wèn)題。因此，在管理工作中要重視備件管理工作，保證出現故障時(shí)能第一時(shí)間對損壞部件進(jìn)行更換。另外，要加強人員培訓工作。通過(guò)科學(xué)的培訓機制，促使設備維護管理人員業(yè)務(wù)水平不斷提升，為設備維護管理提供人才基礎。
3.3提升電廠(chǎng)機械設備可靠性管理水平
電廠(chǎng)機械主設備中的各個(gè)子系統都具有明確的結構組成。通過(guò)結構樹(shù)，可將子系統中基本組成元件的故障影響及失效模式以表格方式清晰排列出來(lái)，對故障危害進(jìn)行評定，并設定出故障危害等級[6]。對危害影響較大的部件，給予針對性控制，通過(guò)人工巡檢或遠程監控對設備運行狀態(tài)充分掌握，做到“防患于未然”。同時(shí)，要對設備及部件故障率進(jìn)行詳細統計，以確定合理、科學(xué)的計劃檢修周期。另外，通過(guò)參考現有部件可靠運行時(shí)間及運行狀態(tài)，對同類(lèi)部件設計進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提升部件質(zhì)量，為設備穩定運行提供保障。
4結語(yǔ)
水電廠(chǎng)機械設備管理是一項系統性的工作，為促進(jìn)管理工作充分發(fā)揮成效，就需要對設備及部件故障進(jìn)行綜合性分析，并根據分析結果，制定出針對性的修理、維護方案，以降低電廠(chǎng)機械設備故障發(fā)生率，促使電廠(chǎng)保持穩定的運行狀態(tài)。
參考文獻：
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[4]周衛華.電廠(chǎng)設備管理系統優(yōu)化研究[J].科技與企業(yè),2012(24):49-50.
[5]渠紅昌.發(fā)電廠(chǎng)機械設備管理存在問(wèn)題及對策分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(19):130.
[6]郭卉.提高水電廠(chǎng)設備運行可靠性的研究[J].低碳世界,2016(09):227-228.
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