混流式机组调速器典型机械故障及应对措施

【摘要】伴随水电站的不断发展，我国已经有很多大型水电站，而在电网中大型水电站担任着调频与调峰的责任，这便增加了负荷调节工作的困难性，同时存在较大的负荷跨度问题。而为了能够确保机组稳定运行，混流式水轮发电机组需要避开振动区。本文主要针对混流式机组调速器典型机械故障展开深入的剖析，旨在采取有效的措施解决故障问题，确保混流式机组调速器能够更好的运行。

【关键词】调速器；混流式机组；机械故障；措施

由于大型水电站在日常运行期间，往往需要承担较大的负荷，这便增加了其运行的不稳定性，而要保障其能够处于稳定运行状态，便需要确保混流式水轮发电机要避开振动区。但是受到系统自身要求与机组特点的影响，调速器系统在运行期间往往会出现不同程度的损害，甚至导致混流式机组调速器出现较多的机械故障，给整个水电站正常运行带来了负面影响。为此，找出有效的措施解决存在的机械故障问题已经成为当务之急。

一、调速系统基本组成研究

本文主要对某城市的水电站使用的混流式机组调速器展开深入分析，该水电站所应用的水轮调速器的组成部分主要包括三个方面，即调速器电气调节装置、调速器机械调节装置以及机械液压系统。

其中，电调装置的组成主要包括：PCC两套、PCC切换装置一套、同时还包括双重电源转换模块两套与测速信号转换器两套，它们共同构成了电调装置。

而机调装置的组成则由：双重供电模式两套、功放板两套、手动综合控制模块两套，另外还包括导叶信号隔离分配模板等部分。

二、混流式机组调速器典型机械故障实例浅议

（一）故障产生

某大型水电站的水轮机调速器的布置方式主要为卧式布置，该水轮机调速器的直径约为254mm，操作期间，其压力约为6.3MPa。其中主配压阀结构形式为：阀套与两阀盘组成，阀套和阀体之间的配合方式为：间隙配合，而阀套两端下部需要通过定位螺栓与阀体相连，以此来达到定位的目标。该大型水电站工作人员在对机组检修以后，展开了并网带负荷试验，试验中发现，当机组功率增加到530MW以后，便出现了下降的情况，工作人员将调速器方式切换到现地手动控制操作状态以后，试图解决机组功率下降问题，但是依旧无法有效解决该问题，机组负荷依旧处于下降趋势，并导致出现了机组逆功率保护动作停机问题的出现。而整个过程所用时间在200s以上。经检查发现，主配关导叶侧阀套和阀体之间的限位螺栓出现了断裂现象，阀套出现了移动情况，并且存在摩擦的痕迹。阀芯和阀套之间不存在拉伤痕迹，可是当阀芯处于全开与全关状态的时候，在一定期间存在着卡塞问题。

（二）导致故障产生的原因分析

相关工作人员依据故障产生的过程与设备的损伤情况，明确了导致故障产生的原因，即：

首先，受到油质的影响。压缩空气清洁度、管道杂质以及空气氧化，或者在维修期间受到人为污染等方面的影响，都会导致油质被污染。一旦油质不合格，含有一定的杂质，或者设备表明存在着被腐蚀的情况，那么滑动部件的磨损问题也会越发严重，从而引发滑阀阀芯被卡死、转动件之间的间隙越来越大，给比例阀性能带来极大程度的影响。

其次，设备材质方面存在着缺陷问题。工作人员在对主配进行更新期间发现，新主配依旧存在阀芯动作卡塞等现象。如果该种卡塞情况的出现，是由于设备出厂期间，其性能较低所致，那么其原因可能为：

第一，在制造阀芯和阀套期间与装配期间，存在着偏差问题，这便引发在全开、全关的位置上出现卡塞的情况。通过现场检查，机械故障确实由阀芯在全开、全关位置上存在卡塞问题所引起的，并导致出现限位螺栓拉断的情况。

第二，阀体和阀芯之间出现油膜减少的情况所致。通过长时间的检修工作实施以后，由于卧式布置的阀芯长期处于中间位置，导致受到重力的影响和阀盘紧贴因素的影响，而出现了油膜减小与润滑条件不断下降的情况出现。

三、机械故障防范措施

第一，相关单位需要安排专门的工作人员，对设备实施年度检查工作，在检查期间需对主配与油压管道展开分解检查工作，并彻底清洗液压阀各滑动零件，对主配全行程滑动摩擦情况展开详细的检查，并且在检修与组装期间，采取严密的防尘措施，避免灰尘的堆积。

第二，对透平油油质展开监测与防治工作。为了能够避免油质恶劣而导致出现氧化分解物，致使设备出现了生锈的情况，便需要工作人员对油质进行定期的愁绪，并且实施化验工作，一旦发现存在氧化分解物，则需要对其立即处理。

第三，需对调速器加强维护与保养操作。这与卢炳标在《混流式机组安装及调试问题处理探析》一文中的观点极为相似。对于各级过滤器的滤芯，需要定期的进行清洗与更换，对于调速器的控制柜柜门要确保处于密闭状态，对油箱箱体进行封堵，严格控制管路穿孔缝隙等，以此来提升油压系统的密封性能，避免灰尘的进入，给油质带来不必要的破坏问题。

四、总结

当前，大型水电站中，已经广泛应用混流式机组调速器，但是在实际应用期间，常常出现一定的机械故障，如机组负荷下降、阀芯出现卡塞情况等等，这些故障问题的存在，影响大型水电站的运行质量。为此，针对机械故障展开分析与研究，并采取有效的措施解决这些故障问题已经成为当务之急，需引起相关单位的高度重视。

参考文献：

[1]王刚，窦海妮.混流式机组调速器典型机械故障及应对措施[J].人民长江，2015，46（23）：87-90.

[2]何兴民.碗米坡混流式机组水轮机主轴密封结构优化与改造[J].水利水电技术，2014，45（12）：86-90.

[3]曹登峰，潘罗平，周叶等.混流式机组负荷机架振动评价探析[J].中国水利水电科学研究院学报，2014，12（3）：327-331.

[4]卢炳标.混流式机组安装及调试问题处理探析[J].机电信息，2013，（3）：39-40.