水轮机运行中的常见故障及处理方法
卜阳
【摘 要】水轮机在水电站运行发电中有着至关重要的作用，将水轮机置于水电站中水库上游，水轮机在水流冲刷作用下，自身会旋转，产生机械能，为发电机运行提供动力。水轮机只有正常运行，才能保证水电站处于正常工作状态。但是在实际中，水轮机的工作时间多了，也会产生一些故障，影响发电效率。水电站的维修人员应做好水轮机的日常检修。
【关键词】水轮机；运行故障；处理措施
1 水轮机运行中的故障
1.1 水导瓦温度过高故障
水导瓦指的是巴氏合金轴瓦，其在水轮机中的作用就是使转轴在运行中保持在原来的位置上，不会发生位移，并且使水轮机组的中心在同一条直线上。在实际水轮机运行过程中，水导瓦发挥作用时间有限，因为转轴和轴瓦之间有直接接触的地方，两者在机组运行中，不可能保持静止状态，所以就会产生运动摩擦，摩擦会产生热量，会使两者自身的温度飙升，一直到两者中的一种达到温度承受极点，进而导致其罢工。相对转轴来说，轴瓦的承受极限值比较小一些，所以其不僅不能保持正常的工作状态，形态也会发生变化，转轴的变化就是表面因为摩擦产生拉毛，当轴瓦作用时间到限，水轮机组之间会在第一时间发生相对位移，并且自身会旋转振动[1]。水导瓦温度过高原因有三方面，其一是为了减少转轴和轴瓦磨擦，会在两者接触的部位添加润滑油，润滑油在使用过程中，数量和质量都不能保持原来的状态，质量失去常态，是因为相关部位发生漏水，或者外界水进入到润滑油中，都会使润滑油中的酸性物质发挥作用，使润滑油的润滑共能减弱。其二润滑油数量减少，一部分是因为减少摩擦消耗掉，另一部分就是相关机组的运行振动，使其不能待在原来的位置。其三，为了使轴瓦的温度飙升不会过快，使其永远在熔点之下，在相关部位，会安装冷却器降温，如果冷却器罢工，轴瓦熔点很容易达到。
1.2 机组过速故障
机组的运行速度只有和额定转速相差无几时，才能保持正常的运行状态。但在实际中，经常会出现机组过速现象，即转速不在规定的范围内，速度过大，会直接导致转动的机组部位产生离心现象，机组运行就会失去常态，主要表现在其会发生位置移动，自身还会产生振动，在这个过程中，不停振动的机组会和其他部位发生摩擦，速度过大，冲击力也大，部位磨损也会很严重。造成机组转速过快的原因有两方面，其一机组即使处于正常的转速时，本身运行也会克服诸多负荷。但是当负荷减少或者没有时，转速飙升是必然的，并且发生的时间很快，在这个时间范围内，如果导叶不能发挥阻挡作用，机组转速会超过满载转速，并和其相差甚远，离心运动也会逐渐很显著。其二机组转速受调速器影响，如果相关的调速参数在一开始就没有经受审查，调速器执行错误的调速指令，转速自然会发生变化，速度过快就是其中一种[2]。
1.3 转轮运行时的故障
主要有两种，分别是断裂和空蚀，这两者和转轮质量有关，转轮质量又和其材质以及性能发挥程度有关，还和制造工艺水平有关。转轮在运行中，会和相关的机组部位发生碰撞摩擦，如果转轮材质不过关，很容易在碰撞的过程中，本身发生裂缝，长期作用下，缝隙会变大，直至转轮不能保持原来的状态，也就是发生断裂。空蚀是作用在转轮上的水流流速突然增大，在巨大的冲击力作用下，水会汽化，转轮也会出现相应的腐蚀现象。腐蚀程度强弱和转轮表面是否光滑有关，如果转轮表面光滑度能使其看起来为一整体，即使水流冲击力度大，也没有作用产生空蚀的地方。如果转轮表面粗糙，高低不平，也就相当于将转轮分割成无数部分，抗冲击能力以及腐蚀能力就会下降。但是即使转轮表面光滑，在水流长期作用下，表面不会保持原来的状态，相对的抗腐蚀能力就会减弱，直至转轮运行出现故障。
1.4 剪断销间断故障
剪断销主要作用对象是导水叶，辅助其抵抗相关的剪力，使导水叶能完全发挥到水功能，进而使进入水轮机的水流量以及流速均匀，使水轮机机组不会失常。剪断销位置在导水叶拐臂和传动机构连接处。剪断销承受相关剪力也有有极限的，达到极点，剪断销韧度减小，本身对剪断，就不能对导水叶起到保护作用，导水叶失常，导水后面的环节也会受到影响，最终使机组不符合工作条件。剪断销间断的主要原因是在所有的机械设备正常运行时，导水叶却处于静止状态，和其连接的传动机构会通过剪断销，出现带动导水叶运行的趋势，如果这个拉力超过剪断销本身的抗剪能力，剪断销就不能保持原来状态。另外，导水叶在开始运行或运行结束时，本身突然发生变动，剪断销的反应时间慢，抗剪能力就不能抵消导水叶带来的水流冲击力[3]。
2 水轮机运行故障的处理措施
2.1 水导瓦温度过高的处理方法
水导瓦温度升高也有好几种情况，维修人员应根据实际情况，选择合适的处理方法。主要有两种，其一，水导瓦温度发生变化时，相关的测温设备会给出提示，数值会发生波动，如果数值波动趋势不大，但却保持上升趋势，如果机组还保持正常的工作状态，维修人员就要在其运行状态下首先检查测温设备是否出现故障，如果检查结果正常，就要对冷却器进行故障检查，还要对润滑油的数量以及质量进行检验，看这两者是否满足运行条件。其二，测温设备的数值出现大趋势波动，并且机组中心也不能在同一条直线上，为了减小影响，维修人员要使其处于休息状态，并对引起水导瓦发热的原因进行详细分析，对相关部位以及相关设备进行质量以及性能检查。只有找到故障处以及故障原因，才能使维修人员有了有的放失的依据。
2.2 机组过速的处理方法
机组转速在飙升且超过满载转速并不断增大时，维修人员要先观察机组过速是因为负荷减少还是调速器故障[4]。只有确定了大体方向，才能进行细节分析。如果是因为前者，要先查看在机组过速运行中，导叶等保护装置是否启动运行着，然后就可以对机组检修状态进行决定，如果导叶出于罢工状态，或者保护功能减弱，为了减少机组磨损，就要使其处于休息状态，如果关闭机组开关已经来不及，可以对水轮机的总阀进行操作。
2.3 处理水轮机转轮故障的措施
主要针对空蚀这一故障，无论是哪种方法，主要的处理原理就是使转轮表面保持光滑，保证其整体性。长期运行的转轮表面会多多少少出线空蚀现象，要想使其保持正常工作状态，就要去掉空蚀，在进行性能强化，去掉空蚀要注意将表面重新打磨成光滑状态，性能弥补强化，就是对其预热电焊，预热温度要控制在一定范围内。
3 结语
水轮机在水电站中是不可或缺的，水轮机运行中出现故障也是可以预测到的，维修人员要做的就是对出现故障的水轮机部位做好相关的检修记录，还要做好日常维护，使水轮机失常状态出现的频率少一些。
【参考文献】
[1]张良.水轮机运行中的故障处理方法探析[J].中国高新技术企业，2015，（32）：61-62.
[2]林繁鑫.水轮机调速器系统抽动故障及其消除措施[J].科技与企业，2015，（09）：238.
[3]王国民.水轮机运行故障及其处理研究[J].黑龙江科技信息，2014，（34）：74.
[4]王颖.试析水轮机运行中的故障与处理方法[J].中国水运（下半月），2012，（12）：116-117.
[责任编辑：张涛]
