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水轮机故障的诊断和维修分析

2020-10-16 00:50:50      来源:J9九游会AG      点击:0

预防维修的意义

一般(ban)来说,设(she)备维(wei)修(xiu)(xiu)技(ji)(ji)术(shu)分为(wei):故(gu)障(zhang)发生后进(jin)行(xing)的故(gu)障(zhang)维(wei)修(xiu)(xiu)(事后维(wei)修(xiu)(xiu))、定期分解检(jian)查的预(yu)防维(wei)修(xiu)(xiu)、根据诊断(duan)数据进(jin)行(xing)预(yu)测(ce)(ce)及处理的预(yu)测(ce)(ce)维(wei)修(xiu)(xiu)(预(yu)知(zhi)维(wei)修(xiu)(xiu))等(deng)三个(ge)类别。这(zhei)些(xie)都(dou)是从(cong)狭(xia)义(yi)(yi)上来谈预(yu)防维(wei)修(xiu)(xiu)的含义(yi)(yi)。而从(cong)广(guang)义(yi)(yi)上来讲,预(yu)防维(wei)修(xiu)(xiu)还(hai)包括故(gu)障(zhang)的预(yu)防,故(gu)障(zhang)发生的部位及原因的判断(duan),早(zao)期恢复手段及方法的决定,安(an)全运行(xing)及复归操(cao)作等(deng)。下面拟从(cong)广(guang)义(yi)(yi)上概要叙述有关(guan)的技(ji)(ji)术(shu)。

 

预(yu)防维修的目的

预(yu)防维修的(de)(de)目的(de)(de)大(da)体上(shang)分为(wei)经(jing)济性的(de)(de)提(ti)(ti)高(gao),技(ji)术能力(li)的(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)和(he)质(zhi)量(可靠性)的(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)三个方面。

 

(1)经济(ji)性的提高

旨在(zai)防范(fan)事故(gu)于(yu)未(wei)然,或者一旦(dan)发(fa)生事故(gu)时,可以由于(yu)早(zao)期发(fa)现而缩(suo)短(duan)设备的停机时间,提高设备的运转。此(ci)外,避免不(bu)必要的多余修(xiu)理,谋求(qiu)其最优化以缩(suo)减修(xiu)理费。

 

(2)技术性能的(de)提高

针对着熟练检修工的(de)减(jian)少(shao), 该系(xi)统把各熟练捡修工的(de)技术集(ji)中起来发挥作(zuo)用,去掉了人们个体(ti)问的(de)差异(yi),从只凭直观(guan)的(de)判断向定(ding)量分析发展。

 

(3)质量(可(ke)靠性(xing))的提高

防止突发(fa)(fa)事(shi)故的产生,或者在发(fa)(fa)生突发(fa)(fa)事(shi)故时,利用早期发(fa)(fa)现以确保安全, 提高可(ke)靠性(xing)。

 

系统构成

现就(jiu)水电站(zhan)预(yu)防(fang)维修系统(tong)构(gou)成的(de)(de)概要情况说明如下。系铳(chong)的(de)(de)构(gou)成大体(ti)上分(fen)(fen)为(wei)控制所里(li)的(de)(de)集中监视装(zhuang)置(总局)和通过调制解调器(qi)(传(chuan)送装(zhuang)置)连接起来的(de)(de)各发电站(zhan)内的(de)(de)个(ge)别监视装(zhuang)置(分(fen)(fen)局)。而分(fen)(fen)局再分(fen)(fen)为(wei)测定状态置的(de)(de)传(chuan)感(gan)器(qi)部(bu)(bu)、进行运算(suan)处理的(de)(de)CPU部(bu)(bu)及键盘。CRT等人(ren)(ren)机(ji)对(dui)话部(bu)(bu)这(zhei)三(san)部(bu)(bu)分(fen)(fen)。同样主局也分(fen)(fen)为(wei)CPU 部(bu)(bu)、人(ren)(ren)机(ji)对(dui)话部(bu)(bu)两部(bu)(bu)分(fen)(fen)。

 

水电站故障的(de)实况及状态量

据电气学会技(ji)术报(bao)告(gao)登载(zai)的(de)(de)(de)过(guo)去l0年(nian)间(jian)(73年(nian)~82年(nian))水(shui)(shui)电站发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)设备(bei)故障(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)统(tong)计,与水(shui)(shui)轮(lun)机(ji)有关的(de)(de)(de)故障(zhang)(zhang),最多的(de)(de)(de)是发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)给排水(shui)(shui)装(zhuang)置(zhi),其次(ci)是水(shui)(shui)轮(lun)机(ji)本(ben)体(ti)、压(ya)油(you)(you)装(zhuang)置(zhi)等,分(fen)别(bie)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)故障(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)次(ci)数大约为(wei) 每台(tai)两年(nian)多发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)一次(ci)。另外,从这些装(zhuang)置(zhi)各部(bu)位的(de)(de)(de)故障(zhang)(zhang)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)率来看,给排水(shui)(shui)装(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)管(guan)道、阀(fa)(fa)门(men)类(lei)、过(guo)滤(lv)器、水(shui)(shui)泵等 水(shui)(shui)轮(lun)机(ji)本(ben)体(ti)的(de)(de)(de)导(dao)叶、导(dao)叶周(zhou)围封水(shui)(shui)装(zhuang)置(zhi)等’压(ya)油(you)(you)装(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)供油(you)(you)设备(bei),管(guan)道、阀(fa)(fa)门(men),油(you)(you)泵等部(bu)件故障(zhang)(zhang)率高.再者,从原因上来分(fen)类(lei),属自然劣化的(de)(de)(de)故障(zhang)(zhang)占压(ya)倒(dao)多数,实施不(bu)(bu)(bu)良、制造不(bu)(bu)(bu)良、保养不(bu)(bu)(bu)良的(de)(de)(de)则为(wei)次(ci)之。

 

下(xia)面概说(shuo)一下(xia)各种故障分别与哪(na)些状(zhuang)(zhuang)态(tai)(tai)量的(de)变化(hua)(hua)有(you)关 多(duo)数故障发(fa)生对(dui),都会伴随着某些状(zhuang)(zhuang)态(tai)(tai)量发(fa)生变化(hua)(hua),若将(jiang)其集(ji)中分类,管理上就(jiu)方便得多(duo),这些状(zhuang)(zhuang)态(tai)(tai)量即(ji)称(cheng)之为相关状(zhuang)(zhuang)态(tai)(tai)量。如对(dui)于给排水(shui)(shui)装(zhuang)置(zhi),指的(de)是(shi)水(shui)(shui)压(ya)、流量、振动(dong)等的(de)增大’ 同样,对(dui)于水(shui)(shui)轮(lun)机轴(zhou)承,是(shi)指-台金磨(mo)损量,轴(zhou)承温度、振动(dong)值等J对(dui)于机壳、转轮(lun)、吸出管,是(shi)指噪音、振动(dong)等, 对(dui)于压(ya)油(you)装(zhuang)置(zhi),是(shi)指油(you)压(ya),油(you)位(wei)、减(jian)载阀动(dong)作时间及次数等I对(dui)于主(zhu)轴(zhou)封水(shui)(shui)装(zhuang)置(zhi),是(shi)指填(tian)料磨(mo)掼l量、漏水(shui)(shui)量等的(de)增大。

 

监测规则

预(yu)防维修的(de)重要目(mu)的(de)之一,在于利用(yong)对温度,振动等状态置进行日常监(jian)视,事先预(yu)测故(gu)博。这里(li)有两种(zhong)方(fang)(fang)法,一种(zhong)是(shi)从(cong)已浏出的(de)每日或每月的(de)最高值找出其变(bian)化趋势,然后(hou)预(yu)测何时会(hui)越(yue)过给(ji)定限(xian)值。另一种(zhong)方(fang)(fang)法是(shi)从(cong)上述数据的(de)变(bian)化中找到异(yi)常的(de)征兆。为有效地实施这些方(fang)(fang)法,考虑(lv)采用(yong)如下(xia)的(de)监(jian)视规则(ze)。

 

(1)水轮机轴承温度

水轮机轴承(cheng)(cheng)温度(du)(du)随着转动(dong)部件(jian)及(ji)轴承(cheng)(cheng)本身是否正常、以及(ji)冷(leng)(leng)却水量(liang)、水温、室(shi)(shi)温、油(you)温等(deng)条(tiao)件(jian)而变化(hua)。从水轮机轴承(cheng)(cheng)维(wei)护的(de)观点出发(fa), 总希望将轴承(cheng)(cheng)温度(du)(du)按.Ij}}冷(leng)(leng)却水置、水温、室(shi)(shi)温等(deng)条(tiao)件(jian), 修正到(dao)(dao)(dao)同一(yi)个水平来(lai)进行监视。要满足(zu)这(zhei)一(yi)条(tiao)件(jian), 在(zai)(zai)(zai)稳定(ding)运行状态(tai)下(xia)是不难(nan)做(zuo)(zuo)到(dao)(dao)(dao)的(de), 而在(zai)(zai)(zai)过渡过程的(de)状态(tai)下(xia), 则有一(yi)定(ding)难(nan)度(du)(du)。例(li)如起动(dong)时, 轴承(cheng)(cheng)、润滑油(you)等(deng)从冷(leng)(leng)态(tai)变暖, 直(zhi)到(dao)(dao)(dao)产生的(de)热(re)(re)量(liang)和散发(fa)的(de)热(re)(re)量(liang)平衡(heng)之(zhi)前, 这(zhei)一(yi)期间(jian)热(re)(re)量(liang)的(de)变化(hua)具(ju)有一(yi)定(ding)时间(jian)常数, 呈线性(xing)滞后状态(tai)。为此, 目前实施两(liang)种(zhong)方(fang)法进行处理:在(zai)(zai)(zai)限定(ding)条(tiao)件(jian)下(xia)做(zuo)(zuo)线性(xing)滞后处理}或不考(kao)虑线性(xing)滞后处理方(fang)式,而按时间(jian)变化(hua)率(lv)处理。但无(wu)论在(zai)(zai)(zai)哪种(zhong)场台(tai),都要把轴承(cheng)(cheng)温度(du)(du)的(de)测定(ding)值(zhi)、换算值(zhi)、时间(jian)变化(hua)率(lv)等(deng)同时作为监视对(dui)象。   

 

轴(zhou)承(cheng)故(gu)障发生以前,多数情况(kuang)下(xia)会有温度变化率(lv)(lv)异常(chang), 实(shi)际情况(kuang)表明(ming), 在(zai)机(ji)组起(qi)动时(shi),轴(zhou)承(cheng)温度的(de)时(shi)间变化率(lv)(lv)主要受到(dao)运行条件(轴(zhou)承(cheng)油(you)(you)槽内油(you)(you)温的(de)均(jun)匀度、机(ji)组转速的(de)上(shang)升率(lv)(lv)等)所控制。在(zai)油(you)(you)槽混进(jin)水的(de)情况(kuang)下(xia), 轴(zhou)承(cheng)温度反而会短时(shi)下(xia)。

 

(2)水(shui)轮机振(zhen)动(或(huo)加速(su)度(du))

 

在(zai)水(shui)轮机(ji)轴承座等(deng)(deng)处设置振动(dong)(dong)计<或加速度(du)计), 测(ce)(ce)定(ding)振动(dong)(dong)(或加速度(du))的(de)总幅值(zhi)、频(pin)(pin)率等(deng)(deng)分(fen)析的(de)结果, 作(zuo)为监视(shi)的(de)对象, 特(te)别是利用(yong)频(pin)(pin)率分(fen)析怯(qie)进(jin)(jin)行(xing)监视(shi), 可(ke)在(zai)总幅值(zhi)反映不出(chu)来的(de)情况下, 检测(ce)(ce)出(chu)微小(xiao)的(de)异(yi)(yi)常(chang)征候, 分(fen)析原因(yin)加以判定(ding), 对进(jin)(jin)行(xing)严密(mi)的(de)维修管理很有用(yong)。水(shui)轮机(ji)轴承等(deng)(deng)处的(de)振动(dong)(dong)水(shui)平,除在(zai)转动(dong)(dong)等(deng)(deng)部(bu)分(fen)异(yi)(yi)常(chang)时发生变化外,还因(yin)水(shui)轮机(ji)的(de)运行(xing)状态(例如起动(dong)(dong)时、停机(ji)时,负(fu)荷状态时等(deng)(deng))不同(tong)而(er)发生变化,所以设定(ding)警报(bao)限(xian)值(zhi)要根据各(ge)种不同(tong)的(de)状态而(er)定(ding), 通(tong)常(chang), 将开始运转之初的(de)实(shi)测(ce)(ce)值(zhi)定(ding)为初值(zhi)。尤其(qi)是在(zai)起动(dong)(dong)时, 由(you)于振幅大且容易发生异(yi)(yi)常(chang), 所以特(te)别需要监视(shi)。

 

(3)水轮机(ji)室内(nei)噪(zao)音

由于(yu)(yu)噪(zao)音是机器内的(de)振动以(yi)(yi)空(kong)气(qi)为媒质(zhi)传(chuan)送出来(lai)的(de), 其频率成份与(yu)振动的(de)基本成份相同(tong),因(yin)此如对噪(zao)者的(de)频率进(jin)行分析并加以(yi)(yi)监视, 可以(yi)(yi)早期发现异常。基于(yu)(yu)这种想法, 在水轮(lun)机室(shi)内安装噪(zao)音计,以(yi)(yi)噪(zao)音的(de)总幅值(zhi)和顿率分析的(de)结(jie)果(guo)作为监视对象。在机器发生故(gu)障(zhang)时,不一定(ding)总是声(sheng)正幅值(zhi)发生明显的(de)、大幅度(du)的(de)变化(hua),而很多(duo)场合下(xia),虽然声(sheng)压水平不高(gao),但在频率范(fan)围内,音调却发生了(le)变化(hua)。然而,就目(mu)前(qian)噪(zao)音监视的(de)实例来(lai)看(kan),由于(yu)(yu)白噪(zao)音以(yi)(yi)及优势频率有(you)随机性,周此目(mu)前(qian)要想作些有(you)益的(de)监视还有(you)一定(ding)困(kun)难。

 

(4)压油装(zhuang)置

对每(mei)次卸(xie)载, 加(jia)载时(shi)间和每(mei)日加(jia)载次.数 卸(xie)载,加(jia)载时(shi)的(de)油面、油压(ya)等需要进行日常监(jian)视, 这些量都(dou)随主(zhu)机的(de)运(yun)行状(zhuang)态而变(bian)化,所以(yi)机组(zu)运(yun)行时(shi)、停止时(shi)的(de)警报设(she)定水平也要有变(bian)化, 这样可以(yi)检测出(chu)压(ya)力接点、油位计(ji)接点{减载阀, 给气(qi)泵(beng)、压(ya)油泵(beng)等的(de)异常。

 

(5)压油(you)装置漏油(you)

监(jian)视压油(you)装置的(de)(de)总(zong)(zong)(zong)油(you)量(liang)(liang)(liang), 将(jiang)其与(yu)初期值相比较, 从减少的(de)(de)程(cheng)度即可(ke)判断(duan)出漏油(you)量(liang)(liang)(liang)。通(tong)常总(zong)(zong)(zong)油(you)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)测定是(shi)指对(dui)油(you)槽内的(de)(de)油(you)量(liang)(liang)(liang)进(jin)行观(guan)察, 而管道(dao),随动(dong)系(xi)统内的(de)(de)油(you)不属(shu)于观(guan)察对(dui)象, 但要根据温(wen)度对(dui)油(you)量(liang)(liang)(liang)进(jin)行修正。严格地说, 这里铡(zha)出的(de)(de)并不是(shi)总(zong)(zong)(zong)油(you)量(liang)(liang)(liang), 但从实际运(yun)用(yong)情况来看, 此方法(fa)还(hai)是(shi)能充分(fen)满足(zu)实用(yong)的(de)(de)。由于停机时(shi)管道(dao)等处的(de)(de)油(you)要流回油(you)槽, 因此用(yong)上(shang)述方法(fa)推(tui)算出的(de)(de)总(zong)(zong)(zong)油(you)量(liang)(liang)(liang)会发生(sheng)变化,正因为这样,要分(fen)停止时(shi)和(he)运(yun)行中不同(tong)的(de)(de)场合来整定报警值。

 

(6)空气(qi)压缩(suo)装置漏气(qi)

监视每一(yi)单位时(shi)间的压(ya)力下降值, 如果(guo)漏气(qi)(qi)量(liang)增加, 单位时(shi)问压(ya)力下降值就会增加。但(dan)空(kong)气(qi)(qi)压(ya)缩(suo)机(ji)以(yi)及(ji)压(ya)油槽给(ji)(ji)气(qi)(qi)阀(fa)动作时(shi)压(ya)力也会产生变化, 因此(ci)希望只(zhi)在空(kong)气(qi)(qi)压(ya)缩(suo)机(ji)处(chu)于停(ting)止状态以(yi)及(ji)给(ji)(ji)气(qi)(qi)阀(fa)处(chu)于关闭(bi)状态时(shi)检查漏气(qi)(qi)。