水電站水力機械的設計問題和應對分析

馬澤華 楊坤 王凱 湯浩

摘 要：水電站的建設過程中，水力機械是保證水電站各項基本功能正常運行關鍵所在，水力機械從設計之初到后期投入使用的過程中，應當充分考慮到水電站的基本功能需求同時應參考我國水力建設中先進的設計理念。隨著新技術的更新換代以及信息技術廣泛應用于水電站運行之中，憑借對計算機技術的使用我國水電站水力機械在設計方面不斷優化并獲得極大的發展。本文對水力機械設計中的現實問題展開細致的分析，并提出具有一定建設性與可行性的解決方案。

關鍵詞：水力機械；設計問題；應對

一 相應設計問題

（一）機械型號中可能出現的問題

1.閥門型號不同

在水電站內部管路系統中的閥門，其主要作用就是將進去管路中的油、氣、水進行分流并按照需要進行切斷。如果在挑選到的閥門和管路系統構造不相符，將會導致管中流體出現大面積泄露以及關閉后仍存在空隙等問題，對機組的正常運行帶來不利影響。大化水電站技術供水系統在內部閥門設計之初廣泛使用閘閥，這種閥門很容易出現漏水的情況。閘板連接處脫落或者運行過程中卡阻等問題，檢修與日常維護都需要大量的人力，目前電站已經大規模普及蝶閥進而取代閘閥。在供水時控制水流方向的切換閥為液壓閥，對液壓閥起到控制作用的電磁閥很容易就會出現各種問題，卡阻故障經常出現；立式電磁閥的操作手柄因為受到自上而下的重力而經常自動下落，導致一些操作失誤產生，如今已經全面采用電動蝶閥來替換。為巖灘水電站機組進行降溫處理的冷卻水在供水時一般采取自流的方式，為了防止泥沙長期淤積導致管道堵塞，系統為了保證供水時可以隨時控制其正反方向，電站提出使用電動蝶閥更為合適，原因在于電磁閥的可靠性較差。與大化水電站類似，在閥門設計之初選擇的閘閥，盤根時常會發生故障進而導致大量漏水，閘板連接處脫落等故障頻發，現在已經決定大面積使用蝶閥。在后期設計的百龍灘水電站中廣泛應用蝶閥與電動蝶閥，該電站的運行十分平穩，目前來看也沒有較大的問題產生。

2.自動化元件型號問題

在水電站中所使用廣泛的自動化元件是保證機組可以控制自如的重要單元。如果使用的自動化元件可靠性較差，將會使機組的正常運行埋下大量安全隱患。尤其是像水電站這種在社會上受到廣泛關注并且影響重大的單位，哪怕出現一點問題都會造成不可預計的損失。因此，隨著目前電站運行倡導盡可能的減少人力投入，選擇可靠性與安全性更強的自動化元件至關重要。大化水電站供水系統中的空冷器壓力表在使用一段時間后就會出現各種故障，即使是更換為壓力等級1.6Mpa的壓力表還是無法避免故障產生。由于后續的測試與調查尚未開展，壓力表出現故障的原因也需要查證，示流信號器之所以損壞的原因就是大量漏水。大化水電站所采用的壓縮空氣系統已經較為落后且已經使用多年，雖然設備本身并沒有故障問題，但是電站自從1982年開始投入生產至今完全采用的是手動運行。我們曾經向電站的工作人員請教具體的原因，獲得的答案卻存在較大的差異，有的說是因為過去采用自動控制仍然問題不斷，所以又重新使用手動運行。但是問題具體出現在哪里已經不得而知。有的說是因為對于自動控制的不信任，認為人工操作的安全性與可靠性更強。總之，電站對于自動化元件的不信任是可以肯定的。大化水電站制定相關計劃，準備從國外進口先進的高壓空壓機以及各種自動化元件。巖灘水電站技術供水系統示流信號器在發射訊號是經常出現錯誤，漏水問題頻發，現在已經全部淘汰。原開機回路中示流信號器的信號雖然全部替換為電磁閥信號，但是該信號的可靠性仍有待觀察。

3.濾油機的不同

此機制旨在將所用的油之中的雜質進行祛除，同時也將油進一步純化。在眾多濾油機之中，真空濾油機機制是在真空的環境下，從而達到快速將油與其余雜質進行分離，從而增強油的電阻值等等。除此以外，利用壓力從而實現分離油與其余的氣體、水等等的機制也效率較高，且此種機制多用于油內存在的水占比低而其余的東西占比大的時候。本文中涉及到的大化水電站中，舊有的是利用真空環境從而達到分離的機制，但是在實際操作之中出現了噪音大、不易清理等等狀況，在二十世紀末從外引進了一種新的機械，利用透平油從而達到機制效果，但實際操作過程中也出現了眾多問題，從而致使工作效率得不到提升，短時間內便出現故障。而今站內采用的機制均為利用壓力實現分離油、水、雜質的機制，在實際操作中出現問題次數較少，且相應職員對其好評度較高，然而最突出的一點就是此種機制會提升職員的工作量。

4.濾水器型號的不同

在相應設計工作之中，濾水器的型號出現問題往往導致水電站中采用的水出現問題，且現今相關職能組織只能采用一種或者幾種特殊的水，而平時這些對于水的需求都可以從日常供水中得到解決，然而在規模較大的水電站之中，往往涉及到用水量巨大的現象，這就需要從相關的蓄水處進行水的調用，對于水的特殊要求使得其必須利用濾水器從而達到這一要求。

二 機械安置中出現的失誤

在實際設計過程中，由于對于機械的安置從而出現的失誤也不在少數，拿文中提到的幾個水電站舉例，其中都涉及到一個安置問題：濾油器機制和相應水泵機制距離處理廢棄的油與水的地方都很遠，從而不能做到及時有效地將廢物進行處理，這是由于設計人員在設計之初沒有對地形以及機制的用途了解清楚，從而出現的失誤，致使油處理機制在實際工作之中，沒有合適的排放位點從而導致油液以及廢水胡亂排放，這對職員有一定的威脅，且是完全可以避免的問題。

三 相應應對策略

（一）閥門型號分析

在選擇閥門時，應盡量多的采用蝶閥，在其余的需要閥門的地方也可采用電動蝶閥。上文對于閥門型號進行的分析，可以看到閥門的質量以及是否適合對于發電站是否可以正常運營起關鍵作用，且蝶閥是數年前興起的一種閥門種類，其在實際設計之中已經被眾多水電站采用，性價比很高且不容易破損，可以保證密封性，且不會占用很大的面積。

（二）關于自動化元件

國內現今自動化元件較為落后，對于水電站的相關工作需要不足以滿足，且國內的相關自動化生產沒有達成一定的品牌效應，質量得不到保障，這就為日后工作埋下了隱患，現今國際上相關自動化元件的使用數據顯示，其元件質量較高，且先進程度較高，故而選擇國外領域的相關元件進行使用較為穩妥。

（三）關于濾油機

現今國內相關濾油機品牌效應不足且質量欠佳，故而可以將眼光轉向國外，從而在國外的相關產品中尋找性價比較高的濾油機。

四、結語

綜上所述，相關的水電站水力機械的設計問題涉及到的諸多問題，都會成為影響水電站工作效率的一個點，在設計之初就需要設計人員立足實際從而制造出最佳方案來建設水電站，在設計過程中也需要將細節之處進行注意。

參考文獻：

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[2]姚建國，朱惠君，武賽波，鄒茂娟.糯扎渡水電站水力機械設計的主要特點[J].水力發電，2012，38（09）：79-82+99.

作者簡介：

馬澤華，出生年月：1997年7月16日，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：內蒙古赤峰市，當前職務：學生，當前職稱：無，學歷：本科，研究方向：機械工程.