智能化水力發電廠機械設備檢修及維護探析

蘭海漲

【摘 要】隨著國民經濟持續發展，近年來智能化水力發電行業獲得顯著發展，同時智能化水力發電廠生產過程中的安全性也成為人們關注的重點。水力發電行業具有環境復雜、安全性要求較高，以及機械設備型號、規格和數量多等特點，由此帶來的安全事故/事件的發生概率或危及設備穩定運行的問題都比較明顯。為了提高水力發電廠的生產效益，文章詳細分析了智能化水力發電廠機械設備檢修及維護相關技術，希望為水力發電廠的日常運維工作提供指導。

【關鍵詞】智能化水力發電廠；設備檢修；設備維護

【中圖分類號】TV738 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）07-0177-02

0 引言

近年來，伴隨著我國能源戰略計劃的實施，許多智能化水力發電廠建設工作得到持續性創新和改進。在這環境背景下，我國水力發電體系也在不斷創新和改進，尤其是機械設備方面，結構更加合理、安全性更高，在新材料和新工藝上也有明顯變革。在能源發展環境的背景下，智能化水力發電廠的機械數量、規模及信息化程度都在發展，提高了機械的使用價值，行之有效的安全管理顯得格外重要。

1 影響水力發電廠機械設備性能的主要因素

1.1 環境安全問題

我國智能化水力發電廠企業數量不多，在水力發電工程建設過程中所應用的設備存在大量信息化、智能化元件，這些元件具有較高的科技含量。但是在水利工程中，符合機械設備檢修與維護的工作人員普遍為20世紀六七十年代的知青工人，還有一些是80年代的技校畢/結業生員工，這些員工的文化水平相對較低，安全生產意識較為薄弱，工作時以經驗為主，在面對新型設備時無法全面、及時、有效地分析機械設備的運行狀況和對其進行維護與保養，導致安全事故頻發。此外，生產過程中缺乏專業人員對生產環境進行監督與指導，無法及時糾正和杜絕不正確的操作行為，難以規避事故/事件的發生。

1.2 生產人員問題

對于智能化水力發電廠企業中的機械設備使用者而言，不合理的操作方式會對自身和其他人員的生命安全造成威脅[2]。目前，各大電廠的大多數現場操作人員都是應屆畢業生，缺乏符合現場實際的安全性經驗，雖然在上崗之前接受相應的安全性教育，但在實際操作中由于自身經驗不足、憑空想象或習慣性操作，加上平時無法對機械設備給予及時保養和維護，從而增加了機械設備故障、安全事故/事件發生的可能性。

2 智能化水力發電廠機械設備檢修及維護

2.1 安全管理

智能化水力發電廠在使用機械之前，必須對生產現場進行全面調查，相關工作人員必須提前做好生產現場準備工作，并根據工作需要對機械工器具的類型、機械使用環境及條件等因素制定具體的規范化生產方案[3]。構建完整的安全保障制度，建立多項安全保護措施，將安全生產落實到每一項、每一步工作中。對于生產現場而言，相關技術人員要按照已定的生產方案要求，對生產現場實行實務安全管理教育，并在場地周圍做好警戒標志、強化人員職責范圍等，進而提升生產的安全性。

生產技術管理在生產管理體系中的應用，可以達到以下應用效果：①制定并真正落實責任管理制度，生產部門可以將每一個生產任務劃分為多個小項目，并由相應的負責人對每一項工作任務負責，在任何項目出現問題時都有相應的責任人負責，以此提高檢修工作人員的責任感，確保整個工作過程的工藝質量；②完善質量管理體系，設計科學、合理的生產目標，并嚴格按照管理細則執行。

2.2 改進設備檢修方式

變電站常規檢修過程中，操作人員需要先退出保護裝置出口硬壓板，并將需要檢修的設備進行安全性隔離。在新環境下，這種檢修方式無法滿足實際需求。因此，可以采取智能化故障檢修方式，借助檢修壓板狀態獲得設備的運行情況，同時分析壓板對于設備運行的影響。同時，可以將檢修壓板狀況、對設備的影響等以數據方式輸送到監控系統，簡化了檢修過程中的技術性分析環節，可以讓監視過程更加直觀，對于檢修人員的技術性要求也更低，可以更好地保障檢修效果。借助這一種“設備醫生”的智能化設備檢修與維護方式，能夠顯著提升發電廠設備的使用效益。在全面應用后，提升了設備檢修的及時性、降低了發生設備重大故障的概率，為發電廠增加了經濟效益。

2.3 保障機械設備安全性

橋鞏水電站安裝有8臺大型燈泡貫流式機組，在管理中應提高在線監測系統的建設與應用，做好設備狀態的檢修工作。對于設備的在線檢測及狀態檢修系統而言，主要涉及傳感器、現地狀態監測屏、智能采集單元、數據和應用服務器、網絡設備等。以機組穩定性的監測工作為例，水電機組的振動穩定性監測主要涉及結構振動、主軸擺動、水壓脈動等參數，借助傳感器收集表征機組處于振動狀態時的不同非電量特征參數，并將其轉化為可供現場數據采集的電量信號，系統可以按照幅值、相位、頻率、波形、軸心軌跡、振動趨勢等判斷振動發生的原因及事故風險。

2.4 創新設備維護方法，提高維護效果

智能化水力發電廠設備維修過程中應用故障樹分析法，可以有效地分析大多數的程序、邏輯及計算過程，同時保留關鍵性的故障樹圖。故障樹分析法的使用主要有節點法和排除法2種方式。節點法是選擇某一個關鍵性節點進行測量，獲得關鍵性數據后根據設備的工作原理判斷故障具體發生于節點的前或后，并通過反復多次使用節點法縮小故障范圍，從而判斷具體的故障部件。排除法則分為2種情況：一是按照節點法獲得數據，應用儀器設備的工作原理排除與故障無關的多個節點；二是應用相同的機器設備，在質量合格的器件或相同的部件上實行試機，從而判定該設備或器件是否發生損壞，從而排除故障。通常情況下，節點法與排除法綜合使用，結合故障樹分析法的特點，對每一個關鍵節點實行測量分析，排除良好的分枝并逐漸縮小范圍，鎖定具體的故障枝節，快速尋找到故障元件。

在充分掌握儀器原理的情況下，維修人員可以基本判定故障控制電路的結構圖，同時尋找相應的故障電路圖，快速繪制出樹枝狀的圖形。如果經驗豐富，可以結合2種分析方式，借助簡單的驗證方式，及時對每一個分枝是否正常做出判斷，將故障鎖定在一個或一個分枝當中，避免對整樹進行分析。在分析過程中，排除好的枝節，鎖定故障枝節并最終尋找到故障元件，整個過程會在故障樹繪制完成時結束。相對于繪制完整的故障樹而言，可以節省大量工作時間和勞動力，快速尋找到故障的元件類型。

3 結語

綜上所述，近年來我國對于能源經濟的重視度不斷提高，水力發電生產領域中的機械設備也在不斷創新和發展，智能化水力發電廠領域中的機械設備持續性改進為機械的安全生產提出了更高的要求。從整體來看，智能化技術在水力發電廠機械設備的檢修及維護等工作中具有不可替代的作用和價值，不僅可以有效預防風險事故的發生，同時對于提升機械設備的使用價值、安全性及穩定性均有明顯的幫助。對此，今后應當加大對于智能化技術的研究，最大限度地簡化工作程序和流程，減輕工人的勞動強度，提高水力發電廠的生產效益。

參 考 文 獻

[1]杜曉康，李志祥，陳鋼，等.三峽電廠振擺監測系統應用分析[J].水力發電學報，2016，35（10）：77-92.

[2]馮峰，張哲，郭煜，等.管理信息系統在三門峽水電廠的應用與探索[J].人民黃河，2017，39（7）：35-39.

[3]陳龍駒.龍灘電廠典型直流接地故障的分析與處理[J].水力發電，2017，43（4）：35-37.

[責任編輯：陳澤琦]