水輪機的故障及處理

一、機組過速

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

 

為了防止機組發生過速事故，目前多數電站是設置過速限制器、事故電磁閥或事故油泵，并裝設水輪機主閥或快速閘門。這些裝置都通過機組事故保護回路自動控制。

 

①②③機組發生過速時的現象有

機組噪音明顯增大。

發電機的負荷表指示為零，電壓表指示升高（過電壓保護可能動作）。

“水力機械事故”光字牌亮，過速保護動作，出現事故停機現象。

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

 

②機組過速時的處理

通過現象判明機組已過速時，應監視過速保護裝置能否正常動作，若過速保護拒動或動作不正常，應手動緊急停機，同時關閉水輪機主閥（或快速閘門）。

若在緊急停機過程中，因剪斷銷剪斷或主配壓閥卡住等引起機組過速，此時即使轉速尚未達到過速保護動作的整定值，都應手動操作過速保護裝置，使導水葉及主閥迅速關閉。對于沒有設置水輪機主閥的機組，則應盡快關閉機組前的進水口閘門。

二、機組的軸承事故

①巴氏合金軸承的溫度升高

一般機組的推力、上導、下導等軸承和水輪機導軸承都采用巴氏合金軸承，故利用稀油進行潤滑和冷卻。當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動作，進行緊急停機，以免燒壞軸瓦。

 

當軸承溫度高于整定值時，機旁盤“水力機械事故”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的黑針與紅針重合或超過紅針。在此以前，可能已出現過軸承溫度升高的故障信號；或者可能出現過冷卻水中斷及冷卻水壓力降低、軸承油位降低等信號。

 

當發生以上現象時，首先應對測量儀表的指示進行校核與分析。例如將膨脹型溫度計與電阻型溫度計兩者的讀數進行核對，將軸承溫度與軸承油溫進行比較鑒別。并察看軸承油面和冷卻水。若證明軸承溫度并未升高，確屬保護誤動作，則可復歸事故停機回路，啟動機組空轉，待進一步檢查落實無問題后，便可并網發電。當確認軸承溫度過高時，就必須查明實際原因，進行正確處理。

 

有許多因素可以導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，或排油閥門關閉不嚴密，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，此時應視具體情況，對密封不良處進行處理，并對軸承補注潤滑油。

油變質：軸承內的潤滑油因使用時間較長，或油中有水份或其它酸性雜性，使油質劣化，影響潤滑性能，這時應更換新油。尤其當軸承內大量進水（例如冷卻器漏水等）時，使潤滑及冷卻的介質改變，直接影響軸承的潤滑條件，會很快導致軸承燒毀，這時應立即停機處理滲水或漏水部位，并更換軸承油槽內的油。

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、管道內進入空氣等都會影響冷卻器的過流量，使冷卻器不能正常發揮作用，引起軸承油溫升高，這時應立即投入機組備用冷卻水，或將管道排氣。若是冷卻水壓過低，應設法加大冷卻水量，使軸承溫度下降到正常值。

主軸承擺度增大：當主軸擺度增大時，軸與軸瓦間的磨擦力增加，發熱量增大，致使潤滑條件變壞，不能形成良好的油膜，這時應設法減小機組擺度。例如改變機組有功及無功負荷，使機組在振動較小的負荷區域內運行，或者停機檢查各導軸承間隙有否大的變化，檢查各導軸瓦的推力螺栓有無松動。

 

②水導軸承的潤滑水中斷

橡膠瓦水導軸承系用水進行潤滑，這類軸承俗稱水軸承。當水軸承潤滑水中斷時，其現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：由于水質不潔或有雜物，致使取水濾網或過濾器堵塞，造成水壓降低；或自動供水閥門因某種原因誤關；當用水泵供水時，由于機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。當潤滑水中斷或水量減少時，會使軸領與軸瓦間潤滑、冷卻條件變壞，甚至發生干磨擦，導致軸承燒毀，此時水輪機失去了徑向支承，造成振動和擺度急劇增大，有時會發生竄水現象，從而影響機組的正常運行。

（2）處理方法：一般采取以下措施

當潤滑水中斷或水壓降低時，首先應投入備用水源，然后清掃取水濾網及過濾器，或查找潤滑水自動供水閥誤關閉的原因，處理完成后仍恢復原供水系統的正常供水。

若軸承采用水泵供水時，當出現水泵停止供水或其出口水壓下降而造成潤滑水中斷，應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，并做相應處理；

當無法立即恢復供水時，為了不致造成事故擴大，應立即停機。

 

水輪機的檢驗

(1)檢驗標準：出口發電設備中的水輪機及其零部件是在出廠檢驗合格的基礎上進行法定檢驗的。檢驗依據的標準主要有：JB626《水輪機基本技術條件》；JB3161-82《水輪機模型試驗規程》及有關的材料，材料試驗，主要零部件等標準。合同規定的國外檢驗標準或技術協議中規定的參數和經濟、技術指標也是出口檢驗的依據。

(2)檢驗項目：水輪機檢驗項目是依據合同、技術協議和產品標準和出口要求而確定的。檢驗內容主要包括：資料(設計和制造)的審查，一般外觀檢驗；性能及經濟技術指標檢測和包裝質量檢查等。

資料審查：主要審查設計和制造的依據、圖紙、產品說明書、合格證及有關材料的材質報告，性能試驗報告以及必要的試驗、檢測數據；

一般外觀質量檢查：根據有關標準規定，對水輪機主體及附屬裝置，零部件進行外觀質量的全面檢查。主要內容有：產品規格、型號、外形尺寸、銘牌等是否貨證相符。外觀質量上是否有殘損、銹蝕滲漏；涂漆顏色和質量是否符合出口要求；傳動部件是否轉動靈活、運轉平衡；控制部分是否靈敏、可靠、準確；焊接件的成型質量和焊縫質量等；

性能試驗：通過試驗檢查產品的技術參數、性能指標和經濟指標是否達到標準或合同規定。

 

a.主要零部件的材料性能、加工尺寸、精度、裝配質量和性能；

b.水輪機及附屬管路的壓力試驗；

c.轉輪密封試驗；

d.空載運行試驗；

e.水輪機第一次帶負荷試驗；

f.甩負荷試驗；

g.帶負荷72小時連續試驗；

h.調速系統及自動化裝置系統的試驗，應符合其專門的技術條件；

i.合同或技術協議規定的其他項目；

j.氣蝕破壞試驗；

k.水輪機的效率驗收試驗，可根據合同或技術協議規定，用模型或真機驗收。模型試驗的方法按模型試驗規程，在能量試驗臺和汽蝕試驗臺上進行。采用真機驗收時，可在機組運行一年后進行。