現(xiàn)代水電廠機(jī)械設(shè)備管理現(xiàn)狀及策略
導(dǎo)語：機(jī)械主設(shè)備檢修工作不夠到位也會(huì)對設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。部分情況下，由于檢修時(shí)間較為緊迫，導(dǎo)致檢修工作將部分工序簡化，造成了潛在性的故障風(fēng)險(xiǎn)，甚至可能引發(fā)重大事故。
水電廠機(jī)械設(shè)備主要包括有水輪機(jī)及其附屬設(shè)備、發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備、調(diào)速器及其附屬設(shè)備、特種設(shè)備及金結(jié)設(shè)備等，機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是所有一次設(shè)備、二次設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，決定著整個(gè)水電廠的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益。但由于多種原因，水電廠機(jī)械設(shè)備故障率頻繁，安全生產(chǎn)受到不同程度的約束。
1水電廠機(jī)械設(shè)備故障主客觀原因分析
近年來，水電廠機(jī)械設(shè)備管理水平較以往有了大幅度提升，但部分水電廠依然存在管理觀念陳舊、管理體系不完善等問題，使得管理工作正常開展受到了制約，給機(jī)械設(shè)備運(yùn)行埋下了隱患。水電廠機(jī)械設(shè)備故障原因包括客觀原因及主觀原因，具體表現(xiàn)如下[1]所述。
1.1主觀原因
在機(jī)械設(shè)備各類故障當(dāng)中，有很大一部分問題是由于設(shè)計(jì)制造不當(dāng)所造成的。例如，在發(fā)電機(jī)組制造過程中，可能會(huì)受到制造水平、合同規(guī)定及工期限制，導(dǎo)致制造過程中很多細(xì)節(jié)工藝檢驗(yàn)環(huán)節(jié)無法充分落實(shí)，使得部分加工誤差超出設(shè)計(jì)要求，如葉片鑄造重心不一致，造成重心偏移;電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子圓柱度不高，造成磁振偏大;抗磨、抗振材料無法達(dá)到要求，影響電機(jī)正常運(yùn)行。又如，在設(shè)計(jì)階段，由于甲方提供的水文資料不夠充分，對未來水頭變化預(yù)測不足，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)局限性。另外，機(jī)械主設(shè)備檢修工作不夠到位也會(huì)對設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。部分情況下，由于檢修時(shí)間較為緊迫，導(dǎo)致檢修工作將部分工序簡化，造成了潛在性的故障風(fēng)險(xiǎn)，甚至可能引發(fā)重大事故。
1.2客觀原因
水輪機(jī)是水電廠最主要的機(jī)械設(shè)備之一，其日常運(yùn)行過程中所面臨的最大問題便是磨損。流過水輪機(jī)的水流當(dāng)中含有懸浮泥沙，會(huì)對水輪機(jī)部件產(chǎn)生摩擦作用，使其受損。當(dāng)然，這種正常磨損是無法完全避免的，磨損程度主要取決于泥沙含量、水流狀態(tài)、紊流程度及泥沙特征[2]。一般情況下，水輪機(jī)磨損程度最嚴(yán)重的部位為活動(dòng)導(dǎo)葉端、頂蓋與底環(huán)之間及轉(zhuǎn)輪。除泥沙摩擦外，導(dǎo)致水輪機(jī)受損的另一個(gè)原因便是偏心所造成的機(jī)組振動(dòng)。受偏心因素影響，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組徑向?qū)лS承受力不均。如果機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過大，并且所產(chǎn)生的周期超出支撐體的壽命周期，自然會(huì)引發(fā)設(shè)備故障。
2水電廠機(jī)械設(shè)備典型故障分析
水電廠機(jī)械設(shè)備典型故障主要包括以下幾個(gè)方面：
(1)水輪機(jī)主軸密封受損。水輪機(jī)工作密封裝置包括橡膠平板密封、石棉盤根密封、自補(bǔ)償密封等多種方式，其中以橡膠平板密封最為常見。橡膠平板密封主要由抗磨板、密封水箱、壓板、托板等組件構(gòu)成。水輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過程中，主軸密封破壞主要是由于密封介質(zhì)失效或被破壞所造成的[3]。介質(zhì)材料質(zhì)量不良、水輪機(jī)振動(dòng)過大使得橡膠過分摩擦、密封潤滑水中斷、密封介質(zhì)粘接脫落均會(huì)對橡膠平板產(chǎn)生影響。
(2)轉(zhuǎn)輪裂紋故障。在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪長期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，裂紋現(xiàn)象是普遍存在的。裂紋現(xiàn)象主要分為兩類：規(guī)律性裂紋與非規(guī)律性裂紋。多數(shù)規(guī)律性裂紋均為疲勞裂紋，斷口處會(huì)出現(xiàn)較為明顯的貝殼紋路。這種疲勞裂紋主要由交變載荷所致，由卡門渦、水力彈性振動(dòng)等所誘發(fā)。非規(guī)律性裂紋形狀不一，常表現(xiàn)為脆性斷口裂紋、網(wǎng)狀龜裂紋等，這類裂紋多由材料質(zhì)量不良所致。轉(zhuǎn)輪制造工藝缺陷也會(huì)導(dǎo)致非規(guī)律性裂紋產(chǎn)生，如葉片形線較差、表面粗糙、過渡圓角偏小、鏟磨縮頭嚴(yán)重等[4]。另外，當(dāng)水頭或負(fù)荷偏離最優(yōu)工況頻次較多時(shí)，會(huì)造成水力不穩(wěn)定使得葉片荷載過大，容易產(chǎn)生裂紋。
(3)發(fā)電機(jī)機(jī)架裂紋。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)架包括下機(jī)架與上機(jī)架。由于推力軸承安裝設(shè)計(jì)的差異性，使得兩個(gè)機(jī)架的結(jié)構(gòu)、尺寸有所不同。通常情況下，轉(zhuǎn)子支架幅板與輪轂間的焊縫呈環(huán)形，其本身具有較大的剛性或約束力，屬于拉伸應(yīng)力區(qū)范疇，正是由于拉伸應(yīng)力的存在，容易導(dǎo)致焊接接頭出現(xiàn)裂紋。
(4)空氣冷卻器故障。發(fā)電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)電磁損耗及機(jī)械損耗等。這些損耗會(huì)轉(zhuǎn)化成部分熱量，促使發(fā)電機(jī)定子溫度上升。如果這些熱量無法及時(shí)散發(fā)，不僅會(huì)影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)效率，還可能導(dǎo)致局部過熱，使得定子線圈絕緣受到破壞，甚至造成事故。
利用空氣冷卻器可保證發(fā)電機(jī)處于正常工作溫度下運(yùn)行。但空氣冷卻器在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，也可能會(huì)出現(xiàn)故障，如焊縫漏水、組合面漏水、承管板銹蝕、冷卻管灰塵聚積、內(nèi)部管壁集結(jié)水垢、銅管內(nèi)部堵塞等，會(huì)對定子熱交換產(chǎn)生較大影響。
3完善水電廠機(jī)械設(shè)備管理的相關(guān)策略
水電廠機(jī)械設(shè)備整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且多數(shù)設(shè)備處于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備故障是無法完全避免的，但可以通過加強(qiáng)相關(guān)管理，以降低故障發(fā)生率，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造出一個(gè)良好的環(huán)境。
3.1健全管理體系
水電廠機(jī)械設(shè)備管理體系的健全與否將直接關(guān)系到管理工作的成效。通過健全相關(guān)管理體系，為管理工作實(shí)施提供導(dǎo)向，促使設(shè)備綜合管理能力得以提升，讓設(shè)備功能得以有效發(fā)揮。電廠企業(yè)要從自身實(shí)際情況出發(fā)，對管理體系進(jìn)行綜合性評測，充分把握電廠機(jī)械設(shè)備管理工作真實(shí)水準(zhǔn)，并對管理結(jié)構(gòu)、管理方式的優(yōu)劣程度進(jìn)行有效評價(jià)，將管理體系中的問題發(fā)掘出來。結(jié)合機(jī)械設(shè)備管理理論、借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀管理案例，對管理體系中存在的問題進(jìn)行優(yōu)化、完善，讓管理體系與電廠發(fā)展形勢及市場環(huán)境相契合。同時(shí)，要充分落實(shí)責(zé)任制度，明確相關(guān)管理人員的職責(zé)與義務(wù)，從責(zé)任角度實(shí)施相關(guān)獎(jiǎng)懲，發(fā)揮督促作用，以此來帶動(dòng)員工的主觀能動(dòng)性與工作積極性，讓設(shè)備管理能力不斷提升。
3.2完善日常管理工作
完善日常管理工作，可從以下方面展開：首先，對管理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。將二維碼技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)融入到設(shè)備日常管理工作中，以此來提升管理效率。實(shí)際應(yīng)用過程中，將電廠機(jī)械設(shè)備編碼及相關(guān)信息整合至數(shù)據(jù)庫中，要求對數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行全面核查，確保數(shù)據(jù)庫信息與設(shè)備信息一一對應(yīng)。再通過二維碼技術(shù)對電廠機(jī)械設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識，并將二維碼信息錄入至管理系統(tǒng)當(dāng)中，保證信息的準(zhǔn)確性與完整性[5]。
利用二維碼便可將設(shè)備信息迅速調(diào)用出來，為管理工作帶來了極大的便捷。其次，要對備件管理工作進(jìn)行完善。電廠機(jī)械設(shè)備種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分關(guān)鍵位置部件出現(xiàn)損壞后，只能通過更換才能解決問題。因此，在管理工作中要重視備件管理工作，保證出現(xiàn)故障時(shí)能第一時(shí)間對損壞部件進(jìn)行更換。另外，要加強(qiáng)人員培訓(xùn)工作。通過科學(xué)的培訓(xùn)機(jī)制，促使設(shè)備維護(hù)管理人員業(yè)務(wù)水平不斷提升，為設(shè)備維護(hù)管理提供人才基礎(chǔ)。
3.3提升電廠機(jī)械設(shè)備可靠性管理水平
電廠機(jī)械主設(shè)備中的各個(gè)子系統(tǒng)都具有明確的結(jié)構(gòu)組成。通過結(jié)構(gòu)樹，可將子系統(tǒng)中基本組成元件的故障影響及失效模式以表格方式清晰排列出來，對故障危害進(jìn)行評定，并設(shè)定出故障危害等級[6]。對危害影響較大的部件，給予針對性控制，通過人工巡檢或遠(yuǎn)程監(jiān)控對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)充分掌握，做到“防患于未然”。同時(shí)，要對設(shè)備及部件故障率進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，以確定合理、科學(xué)的計(jì)劃檢修周期。另外，通過參考現(xiàn)有部件可靠運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行狀態(tài)，對同類部件設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提升部件質(zhì)量，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
4結(jié)語
水電廠機(jī)械設(shè)備管理是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，為促進(jìn)管理工作充分發(fā)揮成效，就需要對設(shè)備及部件故障進(jìn)行綜合性分析，并根據(jù)分析結(jié)果，制定出針對性的修理、維護(hù)方案，以降低電廠機(jī)械設(shè)備故障發(fā)生率，促使電廠保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)：
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