水輪機(jī)的故障及處理

一、機(jī)組過速

機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行中突然甩負(fù)荷時,，由于導(dǎo)葉不能瞬時關(guān)閉,，在導(dǎo)葉關(guān)閉的過程中水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速就可能增高20%~40%，甚至更高,。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升高至某一定值（其整定值由機(jī)組的轉(zhuǎn)動慣量而定,，一般整定為140%額定轉(zhuǎn)速）以上,，則機(jī)組出現(xiàn)過速事故。由于轉(zhuǎn)速的升高,，機(jī)組轉(zhuǎn)動部分離心力急劇增大,，引起機(jī)組擺度與振動顯著增大，甚至造成轉(zhuǎn)動部分與固定部分的碰撞,。所以應(yīng)防止機(jī)組過速,。

 

為了防止機(jī)組發(fā)生過速事故，目前多數(shù)電站是設(shè)置過速限制器,、事故電磁閥或事故油泵,，并裝設(shè)水輪機(jī)主閥或快速閘門。這些裝置都通過機(jī)組事故保護(hù)回路自動控制,。

 

①②③機(jī)組發(fā)生過速時的現(xiàn)象有

機(jī)組噪音明顯增大,。

發(fā)電機(jī)的負(fù)荷表指示為零，電壓表指示升高（過電壓保護(hù)可能動作）,。

“水力機(jī)械事故”光字牌亮,，過速保護(hù)動作，出現(xiàn)事故停機(jī)現(xiàn)象,。

過速限制器動作,，水輪機(jī)主閥（或快速閘門）全開位置紅燈熄滅（即正在關(guān)閉過程）。若過速保護(hù)采用事故油泵,，則事故油泵起動泵油,，關(guān)閉導(dǎo)水葉。

 

②機(jī)組過速時的處理

通過現(xiàn)象判明機(jī)組已過速時,，應(yīng)監(jiān)視過速保護(hù)裝置能否正常動作,，若過速保護(hù)拒動或動作不正常，應(yīng)手動緊急停機(jī),，同時關(guān)閉水輪機(jī)主閥（或快速閘門）,。

若在緊急停機(jī)過程中，因剪斷銷剪斷或主配壓閥卡住等引起機(jī)組過速,，此時即使轉(zhuǎn)速尚未達(dá)到過速保護(hù)動作的整定值,，都應(yīng)手動操作過速保護(hù)裝置，使導(dǎo)水葉及主閥迅速關(guān)閉,。對于沒有設(shè)置水輪機(jī)主閥的機(jī)組,，則應(yīng)盡快關(guān)閉機(jī)組前的進(jìn)水口閘門。

二,、機(jī)組的軸承事故

①巴氏合金軸承的溫度升高

一般機(jī)組的推力,、上導(dǎo)、下導(dǎo)等軸承和水輪機(jī)導(dǎo)軸承都采用巴氏合金軸承,，故利用稀油進(jìn)行潤滑和冷卻,。當(dāng)它們中的任一軸承溫度升高至事故溫度時,，則軸承溫度過高事故保護(hù)動作，進(jìn)行緊急停機(jī),，以免燒壞軸瓦,。

 

當(dāng)軸承溫度高于整定值時，機(jī)旁盤“水力機(jī)械事故”光字牌亮,，軸承溫度過高信號繼電器掉牌,，事故軸承的膨脹型溫度計(jì)的黑針與紅針重合或超過紅針。在此以前,，可能已出現(xiàn)過軸承溫度升高的故障信號,；或者可能出現(xiàn)過冷卻水中斷及冷卻水壓力降低、軸承油位降低等信號,。

 

當(dāng)發(fā)生以上現(xiàn)象時,，首先應(yīng)對測量儀表的指示進(jìn)行校核與分析。例如將膨脹型溫度計(jì)與電阻型溫度計(jì)兩者的讀數(shù)進(jìn)行核對,，將軸承溫度與軸承油溫進(jìn)行比較鑒別。并察看軸承油面和冷卻水,。若證明軸承溫度并未升高,，確屬保護(hù)誤動作，則可復(fù)歸事故停機(jī)回路,，啟動機(jī)組空轉(zhuǎn),，待進(jìn)一步檢查落實(shí)無問題后，便可并網(wǎng)發(fā)電,。當(dāng)確認(rèn)軸承溫度過高時,，就必須查明實(shí)際原因，進(jìn)行正確處理,。

 

有許多因素可以導(dǎo)致巴氏合金軸承溫度升高,，一般常見的原因及處理辦法如下：

潤滑油減少：由于軸承油槽密封不良，或排油閥門關(guān)閉不嚴(yán)密,，造成大量漏油或甩油,，潤滑油因減少而無法形成良好的油膜，致使軸承溫度升高,，此時應(yīng)視具體情況,，對密封不良處進(jìn)行處理，并對軸承補(bǔ)注潤滑油,。

油變質(zhì)：軸承內(nèi)的潤滑油因使用時間較長,，或油中有水份或其它酸性雜性，使油質(zhì)劣化,，影響潤滑性能,，這時應(yīng)更換新油,。尤其當(dāng)軸承內(nèi)大量進(jìn)水（例如冷卻器漏水等）時，使?jié)櫥袄鋮s的介質(zhì)改變,，直接影響軸承的潤滑條件,，會很快導(dǎo)致軸承燒毀，這時應(yīng)立即停機(jī)處理滲水或漏水部位,，并更換軸承油槽內(nèi)的油,。

冷卻水中斷或冷卻水壓降低：冷卻水管堵塞、閥門的閥瓣損壞,、管道內(nèi)進(jìn)入空氣等都會影響冷卻器的過流量,，使冷卻器不能正常發(fā)揮作用，引起軸承油溫升高,，這時應(yīng)立即投入機(jī)組備用冷卻水,，或?qū)⒐艿琅艢狻Ｈ羰抢鋮s水壓過低,，應(yīng)設(shè)法加大冷卻水量,，使軸承溫度下降到正常值。

主軸承擺度增大：當(dāng)主軸擺度增大時,，軸與軸瓦間的磨擦力增加,，發(fā)熱量增大，致使?jié)櫥瑮l件變壞,，不能形成良好的油膜,，這時應(yīng)設(shè)法減小機(jī)組擺度。例如改變機(jī)組有功及無功負(fù)荷,，使機(jī)組在振動較小的負(fù)荷區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,，或者停機(jī)檢查各導(dǎo)軸承間隙有否大的變化，檢查各導(dǎo)軸瓦的推力螺栓有無松動,。

 

②水導(dǎo)軸承的潤滑水中斷

橡膠瓦水導(dǎo)軸承系用水進(jìn)行潤滑,，這類軸承俗稱水軸承。當(dāng)水軸承潤滑水中斷時,，其現(xiàn)象與上述油軸承相似,，只是多顯示一個“軸承潤滑水中斷”信號。

（1）潤滑水中斷的原因與后果：由于水質(zhì)不潔或有雜物,，致使取水濾網(wǎng)或過濾器堵塞,，造成水壓降低；或自動供水閥門因某種原因誤關(guān),；當(dāng)用水泵供水時,，由于機(jī)械或電氣原因造成水泵供水中斷。這些都會引起潤滑水中斷事故,。當(dāng)潤滑水中斷或水量減少時,，會使軸領(lǐng)與軸瓦間潤滑,、冷卻條件變壞，甚至發(fā)生干磨擦,，導(dǎo)致軸承燒毀,，此時水輪機(jī)失去了徑向支承，造成振動和擺度急劇增大,，有時會發(fā)生竄水現(xiàn)象,，從而影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

（2）處理方法：一般采取以下措施

當(dāng)潤滑水中斷或水壓降低時,，首先應(yīng)投入備用水源,，然后清掃取水濾網(wǎng)及過濾器，或查找潤滑水自動供水閥誤關(guān)閉的原因,，處理完成后仍恢復(fù)原供水系統(tǒng)的正常供水,。

若軸承采用水泵供水時，當(dāng)出現(xiàn)水泵停止供水或其出口水壓下降而造成潤滑水中斷,，應(yīng)首先起動備用水泵供水,，然后再查明水泵停止供水或其出口水壓下降的原因，并做相應(yīng)處理,；

當(dāng)無法立即恢復(fù)供水時,，為了不致造成事故擴(kuò)大，應(yīng)立即停機(jī),。

 

水輪機(jī)的檢驗(yàn)

(1)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：出口發(fā)電設(shè)備中的水輪機(jī)及其零部件是在出廠檢驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行法定檢驗(yàn)的,。檢驗(yàn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要有：JB626《水輪機(jī)基本技術(shù)條件》,；JB3161-82《水輪機(jī)模型試驗(yàn)規(guī)程》及有關(guān)的材料,，材料試驗(yàn)，主要零部件等標(biāo)準(zhǔn),。合同規(guī)定的國外檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議中規(guī)定的參數(shù)和經(jīng)濟(jì),、技術(shù)指標(biāo)也是出口檢驗(yàn)的依據(jù)。

(2)檢驗(yàn)項(xiàng)目：水輪機(jī)檢驗(yàn)項(xiàng)目是依據(jù)合同,、技術(shù)協(xié)議和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和出口要求而確定的,。檢驗(yàn)內(nèi)容主要包括：資料(設(shè)計(jì)和制造)的審查，一般外觀檢驗(yàn),；性能及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)檢測和包裝質(zhì)量檢查等,。

資料審查：主要審查設(shè)計(jì)和制造的依據(jù)、圖紙,、產(chǎn)品說明書,、合格證及有關(guān)材料的材質(zhì)報(bào)告，性能試驗(yàn)報(bào)告以及必要的試驗(yàn),、檢測數(shù)據(jù),；

一般外觀質(zhì)量檢查：根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,，對水輪機(jī)主體及附屬裝置，零部件進(jìn)行外觀質(zhì)量的全面檢查,。主要內(nèi)容有：產(chǎn)品規(guī)格,、型號、外形尺寸,、銘牌等是否貨證相符,。外觀質(zhì)量上是否有殘損、銹蝕滲漏,；涂漆顏色和質(zhì)量是否符合出口要求,；傳動部件是否轉(zhuǎn)動靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡,；控制部分是否靈敏,、可靠、準(zhǔn)確,；焊接件的成型質(zhì)量和焊縫質(zhì)量等,；

性能試驗(yàn)：通過試驗(yàn)檢查產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或合同規(guī)定,。

 

a.主要零部件的材料性能,、加工尺寸、精度,、裝配質(zhì)量和性能,；

b.水輪機(jī)及附屬管路的壓力試驗(yàn)；

c.轉(zhuǎn)輪密封試驗(yàn),；

d.空載運(yùn)行試驗(yàn),；

e.水輪機(jī)第一次帶負(fù)荷試驗(yàn)；

f.甩負(fù)荷試驗(yàn),；

g.帶負(fù)荷72小時連續(xù)試驗(yàn),；

h.調(diào)速系統(tǒng)及自動化裝置系統(tǒng)的試驗(yàn)，應(yīng)符合其專門的技術(shù)條件,；

i.合同或技術(shù)協(xié)議規(guī)定的其他項(xiàng)目,；

j.氣蝕破壞試驗(yàn)；

k.水輪機(jī)的效率驗(yàn)收試驗(yàn),，可根據(jù)合同或技術(shù)協(xié)議規(guī)定,，用模型或真機(jī)驗(yàn)收。模型試驗(yàn)的方法按模型試驗(yàn)規(guī)程,，在能量試驗(yàn)臺和汽蝕試驗(yàn)臺上進(jìn)行,。采用真機(jī)驗(yàn)收時，可在機(jī)組運(yùn)行一年后進(jìn)行。