龍灘水電站振動技術管理在生產中的實踐

張波濤

(龍灘水電開發有限公司龍灘水力發電廠,廣西天峨547300)

龍灘水電站振動技術管理在生產中的實踐

張波濤

(龍灘水電開發有限公司龍灘水力發電廠,廣西天峨547300)

詳細介紹了龍灘水電站技術監控管理現狀,就生產過程中的實際案例,總結了水電站振動技術管理工作經驗。通過設備振動狀態監測及分析,制定有針對性的維修計劃,避免了盲目整體維修而造成的維修過剩,能夠有效節約人力資源和維修資金。龍灘水電站通過采取振動技術管理方法,取得了明顯的經濟效益,為電站的長期、安全、穩定運行奠定了基礎。

旋轉設備；技術監控；分析；龍灘水電站

0 引 言

龍灘水電工程以發電為主,兼有防洪、航運等綜合效益,目前已完成一期工程建設,裝機容量4 900 MW,水庫正常蓄水位375 m,安裝7臺700 MW的空冷式水輪發電機組,年平均發電量156.7億kW·h。

龍灘水電廠自成立以來,緊密圍繞確保電廠長期安全穩定運行,積極開展技術監控工作,建立科學有序管理體系,全員全過程對設備進行動態管理,使設備在穩定性、經濟性等方面達到協調,實現了電廠連續安全生產3 500 d,創造了巨大的經濟效益和社會效益。

1 技術監控管理現狀

技術監控管理的核心內容就是要依靠先進的技術監督手段,緊緊圍繞影響設備安全生產的技術問題展開工作,及時發現和處理設備缺陷,為確保發電廠設備的安全、穩定和經濟運行提供強大的技術保障。

龍灘水電站自2007年首臺機組發電,即成立了以總工程師為首,設備管理部、運行管理部、設備維護部等部門有關人員組成的三級技術監控體系。技術監控工作涵蓋了水電廠與生產有關的所有專業,包含9項技術監督和5項技術管理,9項技術監督指絕緣、化學、金屬、電測、熱工、環保、繼電保護及安全自動裝置、節能、電壓質量。5項技術管理指壓力容器及承壓部件、計量、勵磁、振動及特種設備技術管理。技術監控工作既要進行監督又要對過程進行控制；既要發現問題又要解決問題,從而形成全過程閉環管理。

2 振動技術管理

振動是旋轉設備安全運行的一項重要綜合指標,是設計、制造、安裝、運行、檢修水平的綜合反映。振動技術管理就是通過對旋轉設備振動的監測,判斷振動是否在可控范圍之內,從而決定是否對設備進行檢修。

2.1 管理措施

(1)每月定時參加技術監控月度例會,在會中分析技術監控指標的完成情況、監控設備存在的問題、檢驗試驗數據變化趨勢等情況。

(2)建立、健全振動技術管理設備臺帳和工作檔案、規程、標準,并保證其完整性、連續性、有效性、準確性,保證技術管理資料的可追溯性。

(3)實行振動技術管理管理工作報告制度。及時上報設備試驗監督情況、設備異常和重要缺陷等信息,對缺陷的發現、分析、匯總、上報、消除、反饋等環節形成閉環管理,以確保隨時掌握監督工作動態,使設備缺陷能及時發現、反饋并得到消除。

(4)按時開展振動技術監控動態檢查工作。動態檢查分為電廠自查、技術管理服務單位檢查和問題整改三個階段,每半年開展一次檢查活動。自查工作由電廠技術監控管理網絡人員執行,龍灘電廠根據自查結果出具自查報告。技術監控服務單位完成技術監控動態檢查工作后,龍灘電廠根據檢查報告制定整改計劃,并落實整改責任人和監督人。振動技術管理人員對整改工作進行實時跟蹤,確保整改工作的閉環管理。

(5)制定年度工作計劃,并每月對工作的完成情況進行檢查,對于異常狀況進行及時糾偏,確保計劃按期完成。

2.2 管理原則

2.2.1 分層次管理原則

按照設備在電廠承擔作用的不同,將旋轉設備分為水輪發電機組主設備和水泵、油泵、風機等附屬設備。對于主設備必須開展定期振動監測和分析評價,從而合理確定檢修項目與周期。而對于附屬設備,由于種類多,規格型號各異,按統一的標準管理工作量巨大,不易實現。因此,龍灘電廠對影響系統安全可靠和投資造價高的附屬設備,定期開展人工監測和分析評價工作,根據狀態安排檢修。其他對系統安全影響小或基本沒有影響、造價低的設備采用事后維修模式,定期檢查保養,發現缺陷及時檢修處理。

2.2.2 標準化管理原則

根據國家、行業和企業有關標準、規程和規范,龍灘電廠結合自身實際制訂了《振動技術監督管理標準》、《振動監督技術標準》,確定了設備監測項目、周期、方法、標準,并嚴格按照標準開展定期檢查工作,防止設備異常損壞或損壞后得不到及時修復。

2.3 日常監測方法及手段

針對水輪發電機主設備,龍灘水電廠已有成熟的監測系統如：計算機監控系統、多組態數據分析平臺、穩定性裝置等。通過現有監測系統,技術管理專業人員可實現運行數據統計分析、故障預測和狀態趨勢分析。但對于附屬設備,由于沒有安裝在線監測和診斷分析設備,龍灘電廠便制定自己的評價標準,通過合適的監測儀器,堅持定期監測,積累歷史數據,根據數據進行振動變化趨勢分析,進而判斷設備是否異常。

3 旋轉機械振動典型故障診斷案例分析

3.1 及時認真分析,避免燒瓦事故

龍灘水電站水導軸承采用稀油、分塊自潤滑軸承,共安裝24塊巴氏合金瓦。水導瓦結構示意如圖1所示,軸瓦通過背部的墊塊將徑向力傳遞到頂蓋的支撐板上,并通過調整楔子板高度來改變軸瓦間隙。軸承采用外加油泵外循環結構的冷卻方式,當機組運行時,油泵從油槽底部取油,經冷卻器冷卻后,將油送到油槽內部的供油環管,環管在每兩塊瓦之間引出一根噴油支管,冷卻油經過支管噴射到軸領上,使軸瓦得到潤滑和冷卻。

圖1 水導瓦結構示意

2011年3月22日,6號機組按照電網下達的負荷正常運行,運行監屏人員發現水導軸承1號和15號瓦溫均為51 ℃,較其他軸瓦溫度高,且有繼續上升的趨勢。雖瓦溫未達到報警值(報警值為65 ℃),但異常溫度還是引起技術管理專業人員的重視,通過對比以往瓦溫上升趨勢,技術人員判斷此溫度為不正常溫度,隨即開展原因分析以及檢查工作。水導瓦溫上升趨勢如圖2所示。

圖2 水導瓦溫上升趨勢

技術監控專業人員聯合相應班組對水導冷卻系統供水壓力、流量、外循環油管路油泵、冷卻器等進行全面檢查,并對水導瓦測溫電阻和控制回路進行了測試,均未發現異常現象。待外部檢查未見有異常后,專業人員將分析重點轉移到油槽內部結構,最終判定引起瓦溫升高可能有以下原因：①瓦體本身異常造成溫度高。機組正常運行時由于楔子板在長期受到軸向力后,可能會引起調整螺桿的背帽松動,導致楔子板向下移動,造成間隙變小瓦溫升高。②噴油管路堵塞,造成軸瓦得不到充分冷卻潤滑,引起瓦溫升高。為了查明具體原因和保證機組健康安全運行,專業技術人員建議機組進行停機檢查。

拆除油槽蓋板后檢查發現：1號瓦間隙調整螺栓與楔子板松脫,造成楔子板下落,瓦間隙減小,15號瓦無異常。啟動外循環油泵檢查噴油管路出油正常無堵塞,故最終確定造成瓦溫升高的原因為1號瓦間隙調整螺栓松脫所致(15號瓦溫升高是由于1號瓦間隙的減小,造成雙邊總間隙變小,從而導致對側的15號瓦溫升高)。經檢修回裝后,開機空轉進行瓦溫考驗,1號瓦溫最終穩定在40 ℃。

3.2 持續振動監測,避免設備損壞

按照《振動監督技術標準》要求,振動專業人員要每周開展水泵振動測量工作,并對采集的數據進行統計分析。從2008年7月開始,專業人員發現地下廠房1號滲漏排水泵泵座+Y向的振動值逐漸增大直至超標(4.5 mm/s),出口法蘭+X向以及泵座地腳軸向的輔助測點也有上升趨勢；其他測點略有變化趨勢,但不明顯,1號廠房滲漏排水泵各測點振動測量值見表1。根據泵結構特點及運行經驗分析,專業人員判斷此臺排水泵可能存在軸承磨損、泵座地腳螺栓松動等問題。

表1 1號廠房滲漏排水泵各測點振動測量值 mm/s

為了避免設備損壞,技術人員隨即要求將1號排水泵停止運行,并安排解體檢修。經分解檢查發現水泵存在以下缺陷：泵座水平度超標；泵體導流殼處的銅軸承磨損2 mm；水泵傳動軸處的橡膠軸承有不同程度的磨損；電機上部甩油環、輸油環及傳動鍵損壞。

經檢修更換備件后抽水試驗,水泵運行平穩,各部振動值均良好。通過長期監測,水泵運行穩定,振動數據無劣化傾向,設備運行狀態較好。

4 總 結

多年以來,龍灘水電站通過振動技術管理工作,多次發現設備劣化傾向,經進一步檢查確認存在缺陷或故障,避免了重要設備損壞事故的發生；通過設備振動狀態監測及分析,制定有針對性的維修計劃,避免了盲目整體維修而造成的維修過剩,能夠有效節約人力資源和維修資金。龍灘水電站通過采取振動技術管理方法,取得了明顯的經濟效益,為電站的長期、安全、穩定運行奠定了基礎。

[1]楊琳, 凌洪政, 馬躍東. 以設備管理為核心的龍灘特色安全生產管理模式的探索與實踐[J]. 水電站機電技術, 2011(5): 10- 13．

[2]錢進. 電力企業電測技術監督工作分析與探討[J]. 內蒙古科技與經濟, 2012(9): 33- 35．

[3]張波濤, 蔣亮. 龍灘水電站輔助機械設備管理及振動分析[J]. 水電站機電技術, 2011(5): 83- 85．

(責任編輯 高 瑜)

Practice of Vibration Technology Management in Longtan Hydropower Station

ZHANG Botao

(Longtan Hydropower Plant, Longtan Hydropower Development Co., Ltd., Tian’e 547300, Guangxi, China)

The technical monitoring and management status of Longtan Hydropower Station are introduced herein, and the experiences of vibration technology management are summarized based on actual cases of power generation. Through monitoring and analyzing the vibration state of equipment, the targeted maintenance plan will be developed, which can avoid redundant maintenance caused by blind whole maintenance and can save human resources and maintenance fund. The practice of vibration technology management in Longtan Hydropower Station has achieved obvious economic benefits and laid a good foundation for long-term, safe and stable operation of station．

rotating equipment; technical monitoring; analysis; Longtan Hydropower Station

2017- 02- 18

張波濤(1983—),男,山東梁山人,工程師,主要從事水電站檢修、維護工作．

TK73(267)

A

0559- 9342(2017)04- 0055- 03