机械密封常见故障分析及处理方法

文学

[摘 要]水轮发电机是水电站的发电设备，是为发电站创造良好效益的关键。在水轮发电机组中，调速系统的正常与否，决定着整个机组运行的正常与否。因此，我们必须重视水轮机调速系统的故障分析，并采取必要的措施，进而保证水电站安全、稳定、经济地运行。

[关键词]水轮机；微机型；调速系统；故障

中图分类号：T113 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0041-01

1 水轮机微机型调速器系统的常见故障及处理措施

1.1 机组开机后，转速达不到额定值

这是水轮发电机组常见的故障之一。当水轮发电机组出现这一故障时，应从两个角度考虑分析。

水头监测值不准确的原因。当水头监测值比实际水头值高的时候，就会导致机组的空载开度比实际值小，从而导致转速达不到额定值。如果问题的原因在此，就可以通过调整水头监测值的方式解决。

进水口拦污栅阻塞的原因。如果进水口拦污栅发生严重堵塞，就会导致水轮机实际工作的水头低于需要的水头，同样也会导致机组的空载开度比实际值小，从而导致转速达不到额定值。如果问题的原因在于此，短时间内可以采取增大空载开度的方法解决。但是如果想从根本上解决此问题，还是要及时清除阻塞物。

1.2 水力发电机组在并网发电运行时溜负荷

所谓溜负荷是指在系统频率稳定，也没有操作减负荷的情况下，机组原先所带的负荷全部或部分自行卸掉。首先，我们要仔细分析、甄别、验证是否存在下述列举的原因，然后逐一采取相应的措施。其发生可能的原因与相应的处理措施主要有：

1）在中控室无操作信号的情况下，机组LCU自行向调速器发减有功脉宽调节信号或通信下发的功给值降低。该原因导致的溜负荷是不会恢复到原有负荷的，应从监控系统的机组LCU、二次回路入手处理误发信号的问题。

2）人工转速死区=0或太小、永态差值系数bp太小、人工开度死区Ey太大。若是这种原因，溜负荷后，间隔一定时间，机组还能恢复原有负荷；可以适当增加Ef、bp，同时减小Ey。

3）机频测量模块受到干扰或发生故障。对测频模块回路采取抗干扰措施或修复/更换测频模块。

4）转桨式机组的协联或轮叶随动系统存在问题。重新调整协联关系，修复并调整轮叶随动系统。

5）导叶接力器或主配位移反馈不正常。调整、修复位移反馈环节各组件/模块。

6）水位传感器故障。修复水位传感器。

7）主接力器串腔。调整或更换主接力器活塞环，并经过1.25倍额定工作油压的耐压试验合格。

8）调速器液压机械柜液压元件故障。检查处理调速器液压机械柜内手自动各液压元件卡涩、中间接力器窜腔的问题。与溜负荷相对应，机组在并网发电运行时自行增负荷的故障，其原因和解决方法与上述分析类似，但方向相反。

1.3 水轮机调速系统主接力器抽动问题

经常出现的抽动现象为：在机组开机和空载的状态下，导叶快速往返位移。这种位移一般伴有响声且幅度大，表现为高频率快速抽动。水轮发电机调速器主接力器抽动会影响调速器的正常调节，导致调速器系统油温升高，加速液压油的劣化和液压密封件的老化甚至失效。当出现主接力器抽动的现象时，可以采取以下解决措施：

控制阀阀芯卡在偏关侧或偏开侧。此时开机侧线圈或关机侧线圈虽有控制电压，而接力器却只能一直向关机方向或开机方向运动。此类故障在清洗或者更换相关控制阀后可恢复正常。

随动系统死区补偿过大，调节值变动时，使接力器出现过调，导致抽动。此类故障在重新设定死区补偿值可恢复正常。

引导阀中位偏离。此类故障处理的方法是：将调速器系统切至“电手动”运行方式，用百分表监测主接力器的位移方向，之后根据其位移方向重新调整引导阀中位并固定。修后的主接力器必须能停留与任一导叶开度而无漂移。

2 水电站水轮机调速器的调试和维护策略

2.1 水轮机调速器的调试方法

水轮机调速器作为水轮机的重要构成部分，其结构极为复杂，也直接影响着水轮机的运转效果。在水电站运行中，要想确保水轮机能够正常运转，必须要保证水轮机调速器所具备的功能可以正常发挥作用。基于此，在使用水轮机的时候，应对水轮机调速器进行调试，以便为水轮机的正常、稳定运转予以支持。为保证水轮机调速器的调试效果，相关工作人员应对水轮机调速器的工作原理有一定的了解，并且要掌握相应的调试技术、方法和流程，最好是具备一定的水轮机调速器调试经验，以便更好地开展水轮机调速器调试工作。

对于水轮机调速器的调试，可通过两个步骤来完成，即实验和检测。在对水轮机调速器进行调试的时候，相关工作人员应先对水轮机进行静态和动态的实验，以便据此对水轮机调速器使用过程中可能出现的各方面问题进行检测，从而为水轮机调速器的正常使用提供保障。在对水轮机调速器进行静态实验的时候，应在水轮机还没有充水前进行实验，而该实验的目的是用以监测水轮机调速器的转速，检查调速器是否存在问题，避免水轮机调速器在后期使用过程中出现问题。在对水轮机进行动态实验的时候，应在水轮机充水后进行实验，而在水轮机上做动态实验的目的是对水轮机调速器的质量和性能进行测试，避免调速器存在质量问题或性能不达标，进而确保水轮机调速器能够正常被使用，并为水轮机的安全、稳定运转提供保障。在水轮机调试过程中，检测也是一项重要的调试工作，通过对水轮机调速器进行检测，能够使相关工作人员更加全面的掌握水轮机各项功能的实际状态，并据此检测水轮机各构成配件是否存在性能问题，以此保障水輪机的正常运转。对水轮机调速器进行检测的方式有两种，分别是手动检测和自动检测，不同检测方式所能取得的检测效果也有一定的区别。如果在检测过程中发现水轮机调速器存在性能问题，则应采用更换问题配件或调速器、维修等方式对出现的问题进行及时处理，以便确保水轮机调速器能够真正发挥作用。

2.2 水轮机调速器的维护措施

水轮机调速器的维护是水轮机日常管理工作的一项重要内容，也是保障水轮机调速器所具备功能发挥应当采取的措施。在水轮机运转过程中，水电站应定期或不定期的安排专业人员对水轮机调速器进行维护，而维护工作主要包括油压装置维护、清洗作业、润滑作业等。油压装置是水轮机调速器的动力系统，相关工作人员从油量、油压等方面对调速器的油压装置进行检测，可以更好地保障水轮机调速器的正常运行。水轮机调速器的运行会接触到石油燃料，在长时间的运行中，调速器内很容易出现油垢。因此，在对水轮机调速器进行维护的时候，应定期或不定期的清洗水轮机调速器的滤油嘴，避免因油垢大量堆积而影响到对水轮机调速器的使用，进而保障水轮机能够正常运转。水轮机调速器的结构比较复杂，涉及的零部件比较多，而在水轮机运转过程中，调速器内零部件之间产生的摩擦会对水轮机的运转造成影响。基于此，为确保水轮机调速器能够正常被使用，相关工作人员在对调速器进行维护的时候，也应对调速器内的零部件进行润滑作业，以便降低零部件之间的摩擦力，减小水轮机因摩擦而产生的损耗，进而确保水轮机的运转效果能够达到最佳。

3 结语

当调速器系统出现故障时，要根据机组运行状况、调节过程，认真分析故障前后的有关测量参数、信号指示及其变化情况和系统故障记录，以合理确定检查的重点和步骤，达到快速处理故障、消除隐患、确保机组安全运行。

参考文献

[1] 陈燚涛.水轮机调速系统优化维护理论与实践[D].华中科技大学，2005.

[2] 谭宇航.水轮机调速系统的故障诊断与容错控制研究[D].重庆理工大学，2015.

[3] 陈青青.水轮机调速系统的健康状态预测研究[D].武汉纺织大学，2015.endprint