【doc】西洱河水电厂发电设备可靠性分析报告

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1、西洱河水电厂发电设备可靠性分析报告西洱河水电厂发电设备可靠性分析报告一,刖吾真西电业局董图样企业现代化管理的特征之一,就是从过去的定性管理进化为现代的定量管理,固此,必须要建立一整套能达到目的的完整的科学的管理指标体系.对于电力工业,建立什么样的指标体系才能适应于现代电力工业的科学管理呢?从国外电力工业的现代化管理和国内三十多年的管理经验可以看出:将可靠性管理工程的一般原理和方法应用于电力系统的工程问题,用数理统计的方法,建立一整套完善的科学的电力系统可靠性管理指标体系是电力工业走向现代化管理的主要途径之一.近几年来,我国已经在这方面做了大量的研究工作,特别在发电设备可靠性管理方面,建立了发电

2、设备可靠性管理指标体系,制定了发电设备可靠性统计,评价暂行办法,建就了发电设备可靠性信息管理系统.推进了我国电力工业可靠性管理的发展,本文是利用数理统计资料,对西洱河水电厂1981年至1g87年上半年的发电设备进行可靠性分柝的一个报告:二,西洱河水电厂设备可靠性指标评价可靠性管理的基础工作是基础数据的收集统计.在省局试验研究所的指导下,藐们自1981年开始,对我局西洱河水电厂一,二,四级电站的水轮发电机组的基础数据进行了收集统计,】985年以后开展了计算,分析评价工作.现将各机组71.5台年的48可靠性指标数据分析如下:(有关各机组的各项指标的图表,团篇幅所限故略)=(-)一级电级电站总装机容

3、量为3x35Mw,1,2机组均于1980年1月投入运行;3机组于1980年l2月投入运行.各机组在统计期的可用系数分别为:89.79,93.26,91.35.I,:j机组的可用系数偏低,其原因是:机组新投入运行时,制造和安装质量方面的问题较2机组多.1.1机组情况L机组1980年投入运行后,1981年就因转子接地进行大修处理,该年机组可用系数只达73.94.另外,因安装质量方面的原因,机组振动,推力瓦和水导瓦温度高,大轴水封喷水等重大缺陷,严重威胁着机组的安全运行:在前四年,机组计划停运共11次,停运3396小时,非计戈停运16次,停运359小时,其中强迫停运2次,停运27小时.从统计的6.5

4、台年看,共运行25033小时,可用系数为89.79%;计划停运20次,计54l5.17时时I菲计划停运l9次,计399.37小时,其中强迫停运1次,fl59.28小时.影响机组可靠性指标的主要因素是;1>新机第一次大修,因制造和安装方而遗留的问题较多,加之第一次大修人员不熟练和管理方面的因素,计停2055小时,按常规50天1200小时计,超计划停运855小时.<2>轴承温度高,非计划停运2次,停运40小时.3>机组振动,导致非计划停运67小时,l.fi-】985年才基本消除:<I删速器缺陷,j【起非计划停逗2次,停运39小时.<5辅助设备故障,引起非计划停运

5、次,停运2q小时.<6,机组振动引起上导瓦温度高,导致非计划停运1次,停运26小时.<蜗壳进口侧水压表管头锈蚀,造成测压管头损坏渗漏,迫使机组提前小修.<8,由于外界原【q引起机组非计划停运1次,停运4od,时=2.2机组情况2机组投入运行后第一年运行良好,但J982年故障增多,经消除缺陷处理后,一直保持良好的健康状况统计的6.5台年的数据是:运行26758.24小时,可用系数为93.2631.划停运19次,-3646.98小时非计划停运16次,计192.36小时,其中强迫停运6玖,计47.90小时影响机组可靠性指标的j:要因素是;<1大轴水封磨损引起喷水,导致非计划停

6、J次,停运354,时,2水导轴承温度高,引起非计划停运J敞,停运6小t,h,3调速器缺陷,引起非计划停运3次,停运4j小时,(!推力轴承温度高,导致非计划停运1次,停运56小时<5增#子【线绝缘老化,引起接地,非计划停运1次,停运3O.984,时.5.5机组情况3机组与l机组一样,安装,制造方面遗留了一些重大缺陷,如轴承温度高,水封喷水,灭磁过电压,转子磁极接地,调速器不稳定,控制环动作不平衡及泄水锥和十字补气架脱落等.因此,I981年机组可用系数仅为71.32%.大修1次,停运J208小时.非计划停运8次,停运l3l5小时.统计的B.5台年的数据是:运行283I.89小时;计划停蔓14

7、次,停运3410.89小时;非计划停运22次,停运l5j小时可用系数为91.35%.影响机组可靠性指标的主要因素是:(I>1981年新机投入运行一年后,在进行了检查性大修后,又因转子绕组接地,非计划停运1次,停运1200,J,时<2>转子滑环缺陷,日l起非汁划停运1次,停运79小时,<3)水导轴承温度高,引起非计划停运1次,停运30小时I<4>调速器插件接触不良,引起非计划停运2次,停运105A,时<5)其它因素引起非计划停运4次,停运16小时.综合分析:影响一级电站发电设备可靠性指标的主要因素是:<l>两台10KV厂用变压器油开关遮断容量

8、不够,主变lOKV侧不能并列运行,限制电站的出力.2>I)T10O型电液调速器运行不稳定,结构上存在一定缺陷,故障频繁,降低了机组的可靠性;<3>机组振动,振源难找,曾多次停运处理;<4>机组投运后,水推力过大,造成推力轴承温度高,限制了机组出力<>大轴水封漏水,转子接地,滑环缺陷等,也影响机组的可靠性l<6>灭磁开关调整不当,造成灭磁过电压,成胁着发电机的安全.(二)二级电站二级电站总装机为J2.5Mw.各机组分U于J978年7月,8川,1979年7爿,198O年12月投入运行.从统计的71.5台年看,二级电站四台机组的可靠性指标优于一,

9、四级电站帕七台机组.这是因为二级电站的1,2,3机组,在统计期内其机械部份基本处49j饱;彻.iC液三调速器车I可控哺磁裴馒的元件旧问题还没有暴薅出来,但电存着一系列怕影响机组可靠性指标的因素,1.1机组情况1机组在统计期内,运行24486.99小盯,可用系数为9j.97%,在统计的11台机组中最高在此期问,也曾因调速器油压控制系统和发电机空气冷却器的缺陷引起非计划停运3次,停运75小时另外,检查发现,并经厂家鉴定,该机组发电机定于铁芯齿部矽钢片松动,是影响机组可靠性的重大隐患,还彳待于进一步观1则和鉴定.2.2机组情况在统期内,2机组运行30308.45小时,可用系数为95.37,仅次于l机

10、组除1981年酬火修可用系数较低外,其余年度部位于较高昀水平.但从986年开始有下降的趋势,.要原因是电液调速器和可控硅励磁元件在逐渐老化,故障率升,应对这一问题加以重视5.5机组情况在统|Ir期内,0机组运行24787.o5小时可用系数为93.d1;计划停运11次,停运2873.69小ll寸;汁划停运12次,停运877.53小时.-f-强边停运3次,停运101.53小时,3机组可性指标较J2机组差的主要原因是:1981年设机就非计划停运多达8次,停运83d小时,陵年的可用系数只达8O.j4,影响机组可靠性指标的主要因素是t1犬轴水封磨损造成喷水,导致非划停2次.停运14驯,时;2调速器缺陷,

11、引起非l划停运2次,停运j9od,时<3,空冷却器缺陷,引起非计划停运【次,停运1o4,时;<1-处理转子抖环1次,停运89小时;5,处州下导玲油器1次;停运】1小时;<6>!g86年5儿9日至6月9日,推力瓦温度高,迪使机组降fff2.5MW负荷运行,5o等效降低力118.d小4.4机组情况1机纽为新投运机组,1981年,J984/i:两年共发生非计划停运18次,停运412小时证统计期内,运行25523.oo小时,可用系数7,j93.73,计划停运14次,停运3156?28小口十非计划停运】9次,停运412.72小时,jE中强迫停运次.停运200.72小时.影响机组可

12、靠性指标的主要困素是:l>调速器缺陷,引起非训划停运8次,停运119小时.特剐是1981年5月12日匿悄速器油管路中节流阀卡塞,调速器和调压阀拒功,追使停关进水F-I闸门停机,处理油路50多小日寸.2>1981年4月28日,困运行人员误操作,误将运行中的024l主机刀闸拉开,造成相弧光短路,开关柜烧伤,处理106d,时.(3)处理空气冷却器次,非计划停运52小时()处理水导轴承1玖,非汁划停运108小时.5>转于绕组缺陷,引起非汁划停运3次,运停22小时综合分析:影响二级电站发电设备可靠性指标的要因素是:【>二级电站为以阀代井的试验电站.1981年j12日,4机曾因调速

13、油路中节流削卡痿,调速器和调压阀拒动,而蝴蝶阀又不能动水关闭,造成关进水I:1闸门的停机事故.一2>四台机组的蝴蝶阔不能动水关闭,危及机组和厂房的安全.3>主机油开关遮断容量不够.影响机组的安全运行.c>四台机组均为可控硅励磁,电子元件逐渐老化,故障率高.,一3机组电液调速器为瑞士进口没备,无备品备件随着运行时问的增长,故障也增高,对机组的安全经济运行有很大的影响,应作为一个谋题进行研究<6电一次接线为扩大单元接线,:E变停运,两台机组的出力受到限制.要合理安排检修划.<7,2发电机定于铁芯松动,矽钢片质量差<8>三级电站水库蓄水发电后,二级母线栏道胸

14、墙有十多处漏水,严重危及电站的安全.9调速器故障,推力温度高,励磁系统故障是平繁性的事故,随时都影响着机组的可靠性指标.f)罔级.站l1u圾电站是四个梯级电站中投j最早的电站,装机为4X12.5MW:各机组分别于l97年l2J,j977年11月,974年1月,1975b月投入运行.i,2,3机组是哈尔滨屯机厂50年代术期旧产品.发电机在安装前经厂家进行了翻修,其它设备进行过补嫠.机组为昆明电机厂笫一台12.5Mw试制机组在制造质量上各机都有一定向政陷.电站是在动乱时期施工的,安装上也有一定的质量问题.因此,四级电站四台机组的可靠性指标在统|十的11台机组中为最差.1.1机组情况在统l期内l机组

15、运行28d5:.02小时,可用系数为为89.7L%计划停运22次,停运5175.23小时j非计划停运11次,停运383.O6小9,h其中强迫停运次,停运l9.06小时.影响机组的可靠性指标的主要因素是:】j机组振动,非计划停运1次,停运l9i小叫2处耻双连臂1次,停运6小时3>水导温度高,非汁划停运3次,停运l19小13,j41威磁系统缺陷,非计划停运1放,停运16小ll1j2.2机组情况统计期内,2机组运行24995.68小时,:丁用系数为8.93,计划停运26次,停远7443.58d,时;非计划停运l8次,停运568.42小时;其中强迫停运3次,停运3l9.08小而198I-1983

16、年该机就计划停运9次,共停运553l小时,非计划停运8次,停运J9小时.这I-年的等妓可用系数分别为e7.88,75.47,87.8%:在统计期内影u机组可靠性指标的E要圜素是:1,1982年更换围带,全站停水21小时.21983年1JJ,在大修后才运行2个JJ,蝶蝴阀的旁通阀芯就脱落,迫使进行小修处理,停运7I1小时.3>水车保护缺陷,引起非计划停运I敞,停运18小时:4>胜水系统欣陷,【超非计列停运1次,停运6小时:5处理大轴术封1次,停运l6小时.,6>推力轴承缺陷引起非计划停运3敞,停运295小时.特别是1982年9月17日,运行值班人员在开机前不认真检查,在推力轴承

17、油位低的情况下开机,造成开机过程中就烧瓦的事故,处理270小时.7转于滑环缺陷日I超非计划停运1次,停运152小时.8>调速器趺陷,引起非计划停运2次,停运8小时.5.5机组情况在统计期内,3fie组运行18716.44小对,可用系数为89.0O运行系数最低.汁划停运23次,停运5450.78小时J非计划停运22次,停运808.87t,N,其中强迫停运6次,停运63.54小时.在统计期内,1981年该机的可靠性指标最整,计划停运2次,停运2739小时,菲计划停运5次,停运27小时,可用系数仅为65.9%.影响机组可靠性指标的主要因素是:】,尾水系统趺陷,引起非计划停运2扶,停运109小时

18、.处理发电机冷却器,停运172小时3,轴承温度高,导致非计划停运4次,停运329小时(4)处理导水机构2次,停运32小时.5,由于风闸联板螺帽脱落甩出,伤定子线圈,造成超计划停运129小时.4.4机组情况在统汁t期内,】机组运行27558.66小时J可用系数为79.85计划停运23次,停运110】5.7l小时,非计划停运l8次,停运455.03小时,其中强迫停运3次,停运248.13小时.从统汁的ll台机组比较,该机的可用系数最低.影响机组的可靠性指标的主要因素胜:<】)定子铁芯松动,返厂夫修,停运6432小时2,隔速器缺陷,引起非计划停运1次,停运9小时=<3尾水系统缺陷,引起非

19、计划停运1次,停运6小时=<)处理滑环1次,停运36小时.<5,处理轴承3淡,停运339小时.<6)i:机油开关缺陷,引起非计划停运1次,39小时综合分析:影响四级电站发电设备可靠性指标的主要因素是:<1>进水口栏污栅未考虑清污机,造成多年来水庠弃水清污,汛期每月清污35次,每次全站停运;小时左右,降低了机组的可用系数.<2四台蝴蝶阈,一屉不能动水关闭I二是结构不合理,围带轴端磨损大,造成断水围难,每次大修或处理过水部份,要全站停球23天,先处理围带后才能工作.(3>fJ【组主油开关遮断容量不够,影响发电机的安全运行.>U气一次接线为扩大单元接线

20、,主变压器停运时,两台机组的出力受到限制5转轮质量差,埘加了检修工期和费52用,既影响机组的可用系数,又不经济:,6>机组振动,轴承温度高,调逮器不稳定,导水机构调整不当等平繁性故障,都降低了机组的可靠性指标.>机组设计结构不合理及制造不良,直大轴密封及发电机铁芯严重振动等.三,发电设备可靠性管理在我局的初步应用可靠性管理工作是由统计,分析评价和应用三个主要环节组成的,统计和分析评价的最终目的在于应用.我局自198.1年开始在搞发电设备可靠性统计分析的同时,不断地将可靠性管理工作应用于生产实践中,通过发电设备可靠性统计分析评价,找出影响机组可靠性系数的原因,并提出解决办法.现将几年

21、来应用的情况简介于下:J.转轮质量差,抗汽蚀性能差和磨损太,且同型转轮不能互换,是主设备的主要缺陷.怎样解决这一问题昵?我们通过认真的可靠性分析和经济分析,认为将其更换为不锈钢转轮是提高机组可靠性和经济效益的重要技术措施.因此,我们将二,四级电站7台水轮机的转轮逐年更换为不锈锕转轮,并将各机配上了备品,解决了原来转轮睹损大检修周期短,检修工期长,费用高的情况.避免了因转轮磨损断裂引起的非计划停运,提高了机组的可靠性指标.2.针对四级电站l,2机水导瓦温度高的问题,通过分析,认为毕托管上油空冷式轴承在结构上有调整困难和轴承重心偏高的缺陷,稍有调整不当就上油困难和振动.造成瓦温高.因此,制定了改进

22、方案,通过大.小修,将其更换为螺旋沟上油水冷式轴承,克服了水导振动大和瓦温高的问题.3?针对机组漏油大,对发电机的绝缘影响和稍有运行维护不当,就造成低油位烧瓦的情况.我们在机组已定型的情况下,通过大修小修,不断改进和完善,使漏油情况基本解决,从而避免了低油位烧瓦和运行维护困难局面.d.二级4机组是国内制造的第一台12.5lW的以阔代井的高水头机组,调速系统存在下列问题:(1液压元件多,且不可靠.<2>导叶接力器慢关段达不到设计要求.<3导叶与调压闽启闭协联关系配台够理想,造成甩负荷时蜗壳水压上升值偏高<,液压系统不够完善.对述问题,特别是1981年5J12j发生节流阀卡

23、塞,调速器和调压阔失控的事故教训,对其调速系统进行了完善化工作.简化了液压系统,更换了导叶接力器缸体,消除了原有的缺陷,提高了机组的可靠性.<5针对大轴水封漏水大,且因原密封为石棉盘根,对大轴有磨损等问题.把11台机蛆的水封改为平板橡胶水封,避免了原来因水封漏水大而迫使机组停运处理的情况<6,一级电站投入运行后,机组推力瓦温度高,达不到额定出力,限制在20MW及以下运行,曾多次停运处理,尚不能解决问题.经过分析,认为是转轮下环结构所致.为此,决定采用增装小底坪,增大对转轮上浮力的技术措施,使机组推力瓦温度显着降低,达到满出力运行.j.一级电站1机组振动严重危及机组的安全.解决这个问

24、题,首先要找到振动的原因.对此,在省电力局产生处和试验研究所有关唰志的指导下,对l机做了检查转子绕组故障的试验,通过多次测量处理和试验,对振源做了水力方面和电磁方面的分析.最后找出I起振动的主要原因是:l各磁极半径不等,造成不稳定的电磁力莉1机械的不平衡.2盛极键松动,磷极在同时间,问程眨地向外甩出,ql起了振动的不蜥变化振源找到后,于1985年7Jj机组大修时进行了如下处理;1)磁极键全部拔出重:I,对不合格的更换新键.2)磁极后加垫,调整转子椭园度,压紧磁极线圈.3)检查磁极线圈时发现下部与铁芯之间存在较大的间隙,线圈被刹车片磨下的黑灰严重污染,用绝缘材料填充了间隙.4)提高上,下导抗重螺

25、扦,螺母的精度5)定子千斤顶基础加装强板,分担千斤顶的受力.6)进行了重新配重:作.通过以上处理,1机振动问题基本得到解决,从而解决了因振动引起的轴承温度高和限制机组出力运行的缺陷.提高了机组的可靠性.6.四级电站进水口栏污栅清污困难,每次清污都要弃水人工清污,既影响了系统的负荷,降低了机组的可用率,又浪费水资源同时,因栏污栅堵塞,造成栅前橱后水位差2米多,降低了电站的效益.针对这一问题,莸局于1986年2月开始进行清污机的设计,制造,安装工作,6月30日峻工正式投入使用.使用清污机后,每年,工清污在5次左右,比原来少25次.另外清污机的正常使用,保证了电站的有效水头,提高了电站的效益,也提高

26、了机组的可用系数.7.二,四级电站的蝴蝶阀不能动水关闭,对机组的安全运行有严重威胁.围带易损不能充气,造成不能断水,大修或处理过水部件要全停更换圉带,每次更换要23天,造成很大的经济损失.为解决这个问题,局里通过多次讨论,认为从长远利益看,更换蝶蝴阀是解决这一问题的虽佳方案.因此,局里从1985年开始将其列入技改计划,于19871988年两年更换完.8.一级电站三台机的TI)lO0型电液(下转第15页)5,在j述计算中所用割的特殊功能El3,5F8可以由回路控制程序执行.为此需将所有的.,lj,sF8连接起来,并在回路程序的特殊计算地址中送入第一个特殊功能的地址.lM550具有定f性能计算能力

27、,?以用来进r锅炉热效率等的汁算.方法也是用.518等连接编程,由回路控制程序的特殊箅执六,结论1.1奉巡i卿J软件的功能比较齐全,包括定时丰人请求制表打印,模拟量报警打印以及事故记忆(开关量变态)印,加上lM550也能进行性能计算,故能满足中,小企业生产对巡测的一般要求.该巡测系统经试验运行,工作可靠.本文中的巡刚程序(输入模拟量54点,报警L2点,事故记忆26点)共占常量和变量调速器全部为东方电机厂生产,运行很不稳定,且在结构上一些笨重的元件都采用插键式连接在运行状态时,这些橱件钭置,元件靠插脚支撑.但是在运行中由于插脚松动接触不趣,事故频繁发生.后经加压板固定等办法,都无成效,最后只有长

28、期置于检修位置运行,使各元件保持直立的位置,情况才好转.f=【长期这样运行,总是不安全的.为此,我局提出了r1)1O0型电液调速器改进的方案,通过有关部门和人员的共同努力,改进工作基本结束,只待通过有关技术鉴定后就可投入使用.9.发电机的槽楔松动,压条下落1静止铁芯上下两端的矽钢片松动较为普遍,最严重的是四级电站4机,其次是二级电站曲,2机这些缺陷严重地威胁着我局的发电安仝为此,在t983年对有严重缺陷的四级电站机进行了返厂_大修.其它机组则检查测量定r情况,列为大小修的重点项口进存储器I.LK字,逻辑存储器O.82字一般甩ljM550进行过程控制后内存均有此量余,圈而是可行的.2.用此软件,

29、在基本上不需要增加或只需少量增加硬件的情况下PM550即可增加巡测功能,一机多用这具有明显的经济效益.还能为设备的安全运行提供可靠的保证.3.由于本巡襁5软件的开发姓基于PM55观彳设备和现有功能,故无法达到巡测的更高的要求,例如C71模拟图显示,趋势分析和汉字制表等.参考文献1PM55oHardareRefer12lice,MaI1ua1Texas1-.FumentsIc.Jan.1981】,I55oProgram】)esnGuide,TexasInstr一ts】tic.,Dec.1_983:王土民:PM55u可躺序拉制器在锅炉堵水自动控和热教率算上出用.电于拄术应用,1987年2月(上接第

30、53页)行处理.通过近几年的大小修处理和返厂大修,除二级电站L,2机还需进一步观测和维护外,其它机的定子缺陷问题基本清除.l0.二,四级电站电气一次主接线为扩大单主接线,这已定型.为了避免重复停电,影响机组的可用系数,我们在检修计划上很下功夫,搞好协调工作,尽力傲到不重复停电11.一级电站两台主变压器LOKV侧能并列运行,使电站的出力受到限制,这既影响机组的可用系数,又满足不了系统调蜂的要求,而且影响着电站的经济效益:其主要原因是两台厂用变压器LOKV油开关满足不了短路故障的要求,这一问题局里已多次研究讨论,决定在近几年内采取措施解决.通过几年来的可靠性统计,分析评价,对发电设备进行改造和完善后,我局发电设备的叮靠性不断提高,为我局安全,经济发lE提供了物质基础,把我局的生产管理水平推进丁一步