關(guān)于水輪發(fā)電機(jī)組自動開停機(jī)成功率的提高

王晨

摘要:水輪發(fā)電機(jī)組自動開停機(jī)成功率是水電廠能夠可靠運(yùn)行的一個重要指標(biāo)，開停機(jī)成功率的統(tǒng)計是以機(jī)組開、停全過程完成考慮，即從開機(jī)指令起至同期并列和停機(jī)指令至自動恢復(fù)備用狀態(tài)；否則為不成功。以某電廠為例，通過對導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組自動開停機(jī)不成功的故障類型、分布、原因進(jìn)行統(tǒng)計分析，提出改進(jìn)措施，探討提高水輪發(fā)電機(jī)組自動開停機(jī)成功率的方法，為水電廠無人值班提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞:水輪發(fā)電機(jī)組；開停機(jī)成功率；自動化；無人值班

0引言

水電機(jī)組具有啟動迅速、并網(wǎng)時間短、負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活的特點，在參與電網(wǎng)運(yùn)行中，主要承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅實的基礎(chǔ)。開停機(jī)成功率是作為水電廠安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的一個重要考核指標(biāo)。

無人值班是水電廠值班方式發(fā)展的趨勢，它對水電廠的設(shè)備狀態(tài)、自動化水平提出了更高要求，其中一項檢驗標(biāo)準(zhǔn)，即機(jī)組自動開停機(jī)成功率全年統(tǒng)計應(yīng)達(dá)到99.5%及以上，所以提高水輪發(fā)電機(jī)組自動開停機(jī)成功率對實現(xiàn)水電廠無人值班具有重要意義。

1自動開停機(jī)不成功原因分析

1.1原因分析

機(jī)組自動開停機(jī)不成功原因是多方面的，故障類型主要集中在自動化元件、檢修維護(hù)質(zhì)量、液壓閥組幾個方面。

1.1.1自動化元件不可靠

自動化元器件方面的問題主要表現(xiàn)在繼電器動作不可靠、端子接線松動、控制裝置故障，占總不成功次數(shù)的60%。

自動化元器件因長時間帶電運(yùn)行、使用年限長、所處運(yùn)行環(huán)境振動大，性能逐年劣化，可靠性能降低，自動化元件故障造成的缺陷幾乎占缺陷總量的多半，導(dǎo)致主輔設(shè)備自動化控制水平降低，影響機(jī)組自動開停機(jī)成功率。

1.1.2檢修維護(hù)質(zhì)量不佳、試驗不全

機(jī)組周期性計劃檢修中，涉及自動開停機(jī)設(shè)備參數(shù)、控制程序優(yōu)化后，如靜態(tài)模擬試驗、動態(tài)驗證試驗不全面，未針對特殊運(yùn)行工況開展特定試驗，將為機(jī)組自動開停機(jī)留下隱患。

相對于機(jī)組周期性計劃檢修而言，臨時性檢修維護(hù)工作因策劃時間短、工作時間緊張、試驗驗證條件有限，當(dāng)檢修維護(hù)的工藝、驗收不到位時，易導(dǎo)致機(jī)組臨檢維護(hù)后首次自動開機(jī)不成功。

1.3.3液壓閥組卡澀

機(jī)械控制液壓閥組屬精加工設(shè)備，當(dāng)所處透平油劣化或受污染，致使透平油中機(jī)械雜質(zhì)顆粒度超標(biāo)時，顆粒會使液壓閥組閥芯與閥套問摩擦加大，從而使遲滯增大，當(dāng)造成調(diào)速器系統(tǒng)或主閥系統(tǒng)機(jī)械閥組卡澀時，易造成調(diào)速器導(dǎo)葉及主閥啟閉失效，導(dǎo)致機(jī)組自動開停機(jī)不成功。

導(dǎo)致透平油劣化或受污染的情況如下:在調(diào)速器、主閥壓油系統(tǒng)內(nèi)部部件檢修時，如密封、槽縫等部位清潔不到位，遺留渣、碎屑等雜質(zhì)，當(dāng)注油后，殘留在內(nèi)部的雜質(zhì)、碎屑等混入到油中，將污染油品；隨著透平油系統(tǒng)運(yùn)行年限的增加，在透平油管路內(nèi)部、法蘭接頭等部位可能存在油渣、碎屑堆積，注油時，油流對管壁的沖刷，附

著在管壁的顆粒物被帶入油箱內(nèi)部，將導(dǎo)致油中顆粒度含量增加；機(jī)組運(yùn)行過程中，接力器內(nèi)部密封磨損、積聚在內(nèi)部死角的微量顆粒混入油中，也將導(dǎo)致油中顆粒度含量增加。

2自動開機(jī)成功率提高措施

2.1提升機(jī)組檢修維護(hù)質(zhì)量

機(jī)組檢修應(yīng)本著“應(yīng)修必修，修必修好”的原則，有計劃性、針對性地開展機(jī)組自動化元件升級的改造，注重影響開停機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)的繼電器校驗、端子接線緊固及整體性能驗證試驗。檢修維護(hù)質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，決定著機(jī)組能否長周期運(yùn)行，也是保證自動開停機(jī)成功率的基礎(chǔ)。

隨著測控技術(shù)的發(fā)展，各種自動化元器件產(chǎn)品性能也不斷提高，主輔設(shè)備自動化控制元件的升級就顯得尤為重要，應(yīng)結(jié)合設(shè)備運(yùn)行實際，篩選出一些性能可靠、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品進(jìn)行升級，設(shè)備升級后，應(yīng)制定詳細(xì)的調(diào)試方案，對出現(xiàn)的各種故障或隱患應(yīng)徹底分析和處理，使問題在機(jī)組啟動試驗期間就暴露和解決，為機(jī)組自動開停機(jī)打下良好的設(shè)備基礎(chǔ)。

結(jié)合機(jī)組計劃檢修重點開展控制系統(tǒng)開停機(jī)回路檢查、端子整理、接線緊固、整體試驗驗證，應(yīng)注重繼電器檢驗質(zhì)量與維護(hù)策略，及時更換檢驗不合格的繼電器，對達(dá)到使用年限的繼電器應(yīng)統(tǒng)一集中更換；對涉及機(jī)組開停機(jī)設(shè)備改造的臨時性檢修維護(hù)工作，工作結(jié)束移交機(jī)組前，應(yīng)申請將機(jī)組自動開機(jī)至空轉(zhuǎn)態(tài)，驗證自動開停機(jī)流

程有無異常，避免臨檢后首次開機(jī)不成功。

2.2強(qiáng)化運(yùn)行分析，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式，指導(dǎo)設(shè)備巡檢

通過對全廠機(jī)組開停機(jī)情況、運(yùn)行時間的統(tǒng)計分析，掌握機(jī)組工況變化，如某臺機(jī)組長時間處于非最優(yōu)工況運(yùn)行，由此引發(fā)的振動可能造成機(jī)組轉(zhuǎn)動部件、控制回路端子接線的松動。只有掌握全廠機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行，使各機(jī)組劣化趨勢趨于相對均衡的水平，避免機(jī)組長時間處于惡劣工況下，開停機(jī)部件出現(xiàn)如端子松動的隱形缺陷，因不易及時發(fā)現(xiàn)、防備，易造成機(jī)組自動開停機(jī)不成功。

電廠同類型機(jī)組，設(shè)備相同位置產(chǎn)生缺陷的情況具有明顯的相似性，通過開展缺陷統(tǒng)計分析，掌握機(jī)組最容易和可能出現(xiàn)異常、缺陷的部位，有針對性的對影響開停機(jī)的要害部位勤檢查，如機(jī)組停機(jī)重點檢查風(fēng)洞內(nèi)各制動閘行程開關(guān)接觸、變形情況，避免行程開關(guān)接觸不良造成開機(jī)條件不滿足。

2.3加強(qiáng)二次系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)，重要回路冗余配置

定期開展開停機(jī)回路端子測溫。電氣二次回路端子老化、接觸不良時，端子接線接觸電阻大會導(dǎo)致局部發(fā)熱。實踐證明，紅外熱成像診斷技術(shù)不僅對于及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的外部缺陷和部分內(nèi)部缺陷非常有效，也適用于二次回路接點發(fā)熱的巡檢診斷，能及早發(fā)現(xiàn)端子松動的隱患。機(jī)組運(yùn)行中，應(yīng)結(jié)合專業(yè)巡檢定期開展開停機(jī)回路端子測溫、比對分析，有助于提前發(fā)現(xiàn)隱患、預(yù)控，避免影響一次設(shè)備的正常運(yùn)行，從而保障機(jī)組自動開停機(jī)成功率。

定期開展開停機(jī)回路端子緊固。機(jī)組運(yùn)行中的振動可能造成設(shè)備控制回路接線的松動，因此利用停機(jī)備用時間定期緊固端子接線至關(guān)重要。工作中應(yīng)特別注意使用合適的工具，避免工具使用不當(dāng)造成端子損壞，留下隱患。

重要開停機(jī)回路冗余配置。對于涉及主閥全開狀態(tài)、鎖錠拔出狀態(tài)的位置開關(guān)可冗余配置，開機(jī)過程中重要開入、開出回路繼電器也可冗余配置，這樣可有效避免單行程開關(guān)、繼電器動作不可靠或故障，造成自動開機(jī)流程的退出。

2.4加強(qiáng)透平油系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)，控制油源加裝過濾器

在機(jī)組檢修時，應(yīng)確保壓油系統(tǒng)內(nèi)部、透平油油源、油管路清潔度達(dá)標(biāo)。油系統(tǒng)及內(nèi)部部件檢修中，應(yīng)注重清潔工藝、驗收，徹底清除油箱中油泥及其它沉淀物；油箱加油時，在保證油品質(zhì)量的同時，可采用合格透平油對整條加油管路進(jìn)行沖洗。

在機(jī)組運(yùn)行中，調(diào)速器、主閥系統(tǒng)用油應(yīng)定期化驗，透平油應(yīng)滿足國標(biāo)汽輪機(jī)油規(guī)定。當(dāng)發(fā)現(xiàn)透平油顆粒度超標(biāo)時，應(yīng)及時分析處理。提高透平油潔凈度最常用的方法是采用壓榨式濾油機(jī)對油循環(huán)處理，根據(jù)現(xiàn)場油處理情況，持續(xù)對油顆粒度跟蹤化驗，隨著處理時間的延長，油中顆粒度含量將呈現(xiàn)下降的趨勢，直至達(dá)標(biāo)。

對于調(diào)速器、主閥液壓閥組，可在其控制油源前加裝雙過濾器，確保經(jīng)過液壓閥組的油質(zhì)滿足要求，降低閥組卡澀的概率。

3自動停機(jī)成功率提高措施

機(jī)組自動停機(jī)流程與開機(jī)流程相比，為逆過程，其提高自動成功率措施相同之處在于重點加強(qiáng)停機(jī)流程各環(huán)節(jié)中自動化元件、機(jī)械液壓閥組的檢修維護(hù)質(zhì)量和重要回路冗余配置。

為保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量，水電廠機(jī)組開機(jī)時效性要求較高，任一環(huán)節(jié)不滿足要求，開機(jī)流程將延時退出，以提醒現(xiàn)場應(yīng)急待命人員及時檢查和開啟其他備用機(jī)組；而機(jī)組與電網(wǎng)解列后，其停機(jī)過程對電網(wǎng)

影響小，停機(jī)時效性要求相對較低，因此可通過優(yōu)化自動停機(jī)流程提高自動停機(jī)成功率。通過實踐工作發(fā)現(xiàn)主閥、調(diào)速器導(dǎo)葉鎖錠、推力外循環(huán)油泵等狀態(tài)并不影響自動停機(jī)流程的正常執(zhí)行，通過設(shè)置報警信號提醒現(xiàn)場應(yīng)急待命人員及時檢查和干預(yù)，以保證機(jī)組下次自動開機(jī)的成功率；機(jī)組自動停機(jī)過程中應(yīng)重點關(guān)注主閥狀態(tài)，當(dāng)主閥全關(guān)超時報警時，應(yīng)及時應(yīng)急干預(yù)，防止調(diào)速器導(dǎo)葉全關(guān)閉后漏水大，機(jī)組轉(zhuǎn)速下降緩慢而超時，導(dǎo)致自動停機(jī)流程退出，影響自動停機(jī)成功率。

4結(jié)論

水電廠自動化元件的運(yùn)行工況和人員的運(yùn)行管理水平是影響機(jī)組自動開停機(jī)成功率的主要因素，只有不斷提高設(shè)備檢修質(zhì)量、自動化水平，強(qiáng)化運(yùn)行管理，有針對性地開展設(shè)備的日常巡檢、維護(hù)，才能維持水電廠機(jī)組自動開機(jī)成功率在較高水平，滿足無人值班對水電廠自動開停機(jī)成功率的要求。

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