浅析水轮机运行中的故障分析及处理措施

1、    浅析水轮机运行中的故障分析及处理措施    刘翱 田儒平摘 要：水电站中，水轮机发挥着重要的作用。水轮机持续运转，在运行中存在故障是在所难免的，这就需要针对故障采取有效的措施解决。本论文着重于研究水轮机运行中的故障分析及处理措施。关键词：水轮机;运行;故障分析;处理措施引言：水电站要保持良好的运行状态，水轮机发挥着重要的作用。水轮机的运行要稳定，这是确保水电站安全可靠运行的基础。在水轮机运行的过程中发生故障问题是很正常的，需要具有针对性地采取有效的处理措施解决。一、水轮机运行过程中所存在的故障（一）水轮机运行过程中所存在的剪断销剪断的故障当水轮机

2、处于运行状态的时候，受到由于水流冲击的压力比较大，而且旋转的速度很高，就会有各种机械振动产生，而且还有可能存在磨损的问题。在传动机构与导水叶拐臂之间有连接器，剪断销剪断就有可能发生在这个部位。导水叶开关的速度是非常快的，水流压力不断提升，就会出现剪断销被剪断的问题，与正常的操作力相比，导水叶的剪力是非常大的，当超过操作力的2倍的时候，运行就无法控制1。剪断销作为核心保护装置，如果导水叶正处于运行状态下，调速环带动拐臂转动，剪断销由于需要承受的剪力非常大，因此容易造成毁坏，导致水轮机产生故障。（二）水轮机运行过程中所存在的机组过速的故障机组过速故障，就是在正常开机和正常停机的过程中，调速器会失去

3、控制，由此导致机组运转的速度快速升高。如果机组的运转速度远远超过规定的数值，转动部位的离心率就会增大，摆度也会增大，就会使得转动部分碰撞到固定部分，导致脱节。采用科学调查的方法对这种现象进行研究，就可以明确超过的运转速度已经达到40%，当机组带运行的过程中，会出现负荷被甩掉的问题，此时就会产生导叶关闭的速度太慢，不能正常地发挥其功能，水轮机就会产生故障。（三）水轮机运行过程中所存在的水轮机空化与空蚀故障水轮机运行过程中会出现空化的问题或者空蚀的问题。水轮机的转轮所具有的抗腐蚀性决定于组织表面的光滑程度以积极细密的程度。现在的水轮机转轮在加工上会受到各种工艺的影响，包括水轮机所使用的材质、所具备

4、的性能以及热处理技术水平，加之运行的水质环境的影响，都会导致故障问题。转轮处于运行状态的时候，受到这些因素的影响会产生空化的问题、空蚀的问题，甚至会出现断裂的故障，如果设备的运行过于频繁，不断地产生震动，就会导致转轮出现裂纹，水轮机的故障发生几率提升2。（四）水轮机运行过程中所存在的轴承瓦温异常升高故障水轮机运行中，各个轴承瓦温的温度升高是较为常见的故障。出现这种现象主要体现在几个方面。其一，当冷却水中断或者出现冷却水的压力快速降低的石灰，导轴承的油温就会提升。出现这种现象的主要原因是由于冷却水管堵塞或者供水阀门损坏的结果;其二，如果润滑油不足以发挥润滑的作用，就无法形成具有保护性的油膜，水轮

5、机的部位会使用巴氏合金轴瓦对转轴加以固定，如果出现了漏油的现象或者甩油的现象的时候，是由于排油的阀门松散或者油槽没有良好的密封，就会导致漏油的问题3;其三，如果润滑油已经变质了，导轴承中就有可能存在冷却器漏水的问题，此时润滑油中会融入水，润滑的效果大大降低，此时增大机组运行的过程中与轴瓦之间产生摩擦力，使得轴瓦的温度快速升高。（五）水轮机运行过程中所存在的出力不足故障当水轮机运转的过程中出现出力不足的问题的时候，导叶的开度与额定运转速度不一直，水轮机的出力效果就会有所降低。水流动的过程中，其中会有各种杂物，导致水轮机的内部导水机构被卡主，不能有效运行4。水轮机的相关设备没有及时更新，老化的设备

6、，加之绝缘降低，使得水轮机组的实际运行水平远远地超过正常的运行水平。水轮机组不能处于良好的运行状态，工作效率必然降低，就会导致资金大量损耗，成本提升。二、水轮机运行故障的处理措施（一）水轮机运行中机组过速的处理措施水輪机运行的过程中，如果发现机组缺失水轮机下阀，就要将进水口阀门关闭。在开机或者停机的过程中，调速器不能很好地发挥作用，剪断销被剪断，就会产生故障。此时需要将水轮机的下阀及时关闭。当水轮机处于运行状态的时候，如果负荷突然失去了，就要使用过速保护装置对负荷的情况做出，看看将水轮机下阀关闭，还手动紧急停机5。（二）水轮机运行中轴承瓦温度过高的处理措施随着温度的升高，会出现摆度幅度过大以及

7、机组的振动变化幅度过大的问题，此时就要及时设备就要停止运转，将轴承拆开，对瓦面进行检查，看看轴承瓦之间的缝隙是否有毁的封问题，还要对油水管路详细检查，对轴承的油位进行检查，看看冷却水系统的运行状态以及与测温系统的异常状况是否存在关联性。通常温度的上升是循序渐进的，摆度处于正常的运行状态，机组振动也非常正常，此时就不需要停机，需要对油位进行排查，查看测温系统是否存在异常状况，看看冷却水流量与压力是否存在异常。如果对于故障原因不能在短时间内诊断出来，就要针对温度持续攀升的问题采用停机的方法查看6。（三）水轮机运行中水轮机出力不足的处理措施当水轮机运行的过程中处于满负荷状态的时候，查看是否存在负荷波

8、动幅度非常大的问题，看看水轮机的导叶是否已经被气蚀，对导叶的角度控制好;为了避免杂物堵塞水轮机的问题，就要对拦污栅中的杂质及时清理。为了保证水轮机安全稳定地运转，使得故障的发生率大大降低。结束语：通过上面的研究可以明确，水轮机的构成上来看，是由各种机械部件组成的。当水轮机处于运行状态是时候，随着水流的冲刷二旋转，从而获得机械能，为发电机就是在这个动力下运行的。水力发电站为自动化运行，现场没有人员操作，采用了远程控制的方式。由于水轮机的构造复杂，运行的过程中会受到各种因素的影响，必然会引发故障。这就需要采取有效的措施解决。参考文献：1 陈保家， 张海龙. bp神经网络在水轮机振动传感器故障诊断上的应用j. 现代制造， 2017（15）：50-51.2 朱道利， 别雄波. 基于nnarx水轮机调节系统辨识的预测控制与故障诊断j. 自动化与仪器仪表， 2017（12）：14-15.3 陈端， 谢婷婷， 张昌兵， et al. 基于rng k-与les的混流式水轮机涡带特性与压力脉动分析c/ 水力机械学科发展战略研讨会暨第11届全国水力机械及其系统学术年会. 2017.4 王卫卫. 水轮发电机组故障与处理 评水轮发电机组及其辅助设备运行j. 人民黄河， 2019， 41（09）：25-26.5 束