水电站机组安全运行稳定性研究

水电站机组安全运行稳定性研究

龙海峰

广西水利电业集团有限公司藤县发电分公司（ 广西 藤县 543300）

摘要：近年来，我国的基础建设的发展迅速，水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。抽水蓄能作为水电的重要组成部分，对于保障电力供应、确保电网安全、促进新能源消纳、推动构建清洁低碳安全高效的能源体系、更好服务“碳达峰”“碳中和”战略具有十分重要的意义。自20世纪90年代初以来，随着改革开放的深入，国民经济快速发展，常规水电站及抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。现如今，水电与抽水蓄能技术已经可以有效地解决电网系统的负荷发展平衡和清洁能源利用效率问题，对中国电力系统的高效稳定运行起着重要作用。

关键词：水电站机组；安全运行；稳定性研究

引言

机械设备是保证水电站正常运行的基础，在日常管理工作中，相关工作人员应做好设备的维修与保养工作，提高设备故障检修能力与水平，及时发现设备问题，提出具有针对性的解决措施，消除设备的安全隐患，防止安全事故发生，提升水电站的经济效益。

1重要性

常规水电站及抽水蓄能电站机组的安全稳定运行一直是人们重点关注的问题。要想水电在电网中更加充分地发挥作用，电站自身必须具有较高的稳定性和可靠性。然而，水轮机在实际运行时流态十分复杂，流动结构表现为非定常和三维空间内的湍流，所以很难长时间运行在设计工况附近。在非设计工况下，卡门涡、叶道涡和尾水管涡带均会导致水轮机内产生压力脉动，影响机组的疲劳寿命，带来机组振动加剧，噪声异常等危害。对于抽水蓄能机组而言，由于调峰调频的需要，机组更易运行在非设计工况下，因此无论是常规水电站还是抽水蓄能电站，对偏离运行工况下机组的内部流动特性以及偏离运行工况下引发的压力脉动特性研究都十分重要。　　抽水蓄能机组具有发电运行、发电调相、抽水运行、抽水调相、背靠背启动等超过10种运行方式。运行方式多，工况转换频繁、复杂，因此，相比于一般的水电站，抽水蓄能机组的推力轴承因高温而导致油膜失效，发生烧瓦事故的隐患更大。此时，对推力轴承油膜工作运行特性的研究对抽蓄机组的安全稳定运行具有重要意义。　　为了进一步推进中国水电站机组的安全稳定运行，课题组对多个抽水蓄能电站和常规水电站进行了调研，结合现场测量数据，对不同导叶开度下的机组内部流动特性、偏离运行工况引发的压力脉动和尾水流动特性、抽水蓄能电站机组启动过程中油膜的力学特性、特性曲线以及转轮选型对抽水蓄能电站过渡过程的影响都进行了详细的研究和分析，并总结成相关学术成果，以期在抽水蓄能电站建设、机组加工制造、运行工况选择等工作中提供一定的借鉴和支撑。

2水电站设备常见故障检修技术要点

2.1稳定性故障检修

为保证水电站设备故障检修的稳定性能，首先应提高设备运行的监测能力，并不断提升水电站机械设备故障检修技术的水平。在加强技术检测能力的基础上，对设备进行全方位、多角度的故障检修。设备在检修时，应提高对数据分析的重视程度，利用变转速实验采集不同设备的相关数据，进一步提高设备的稳定性。对设备进行故障检测，能够及时解决故障与问题，延长设备的使用寿命。为有效提升水电站运行设备的使用效率，应在检修完成后及时做好复检与调试工作。通过实践得出，现阶段的水电站设备稳定性的故障检测技术即为对变速实验的有效利用。因而，在实际的操作中，应做好故障类型的判断，进而提高设备的稳定性。

2.2水轮机密封故障检修技术

水轮机是水电站运行中的关键设备。若水轮机发生故障，水电站无法正常运行。为使其能够安全稳定地运行，水轮机的密封故障检修在水电站机械设备检修中具有重要意义。水轮机密封故障的有效解决，为水能转化效率提供支持与动力，有助于提升水电设备的使用效率。因而，故障检修人员应重视水轮机技术的应用效果，在保证水轮机高质量运转的前提下，做好水轮机密封故障检修工作。现阶段，水轮机常使用的故障处理方式即为密封技术，该技术的使用在提升水电站设备自动化控制中具有积极作用。

3解决问题措施

3.1加强机组检修安全基础管理

第一，企业应制定机组检修安全管理标准，超前谋划修前各项工作落实和检修日常管理，面对检修工期紧、改造项目多，检修责任部门必须早打算，提前落实修前机组的运行状况评估、施工组织设计，各类技术方案编制、专用工器具落实等工作，合理安排检修工期，合理调配技术力量和人力资源，避免因抢工期而导致质量返工、“跑冒滴漏”事件等。第二，针对重大危险作业，企业必须严格实行安全风险分级管控和隐患排查治理制度，细化各专项检修技术施工方案，严格落实风险分级和危险点分析，提高方案实用性、可操作性，然后由相关专业技术人员审核把关方案，并通过强化现场监督检查，确保方案执行落实到位，保证检修安全可控在控。第三，企业应不断总结实践，做好科技创新，根据检修项目和任务编制相对应的检修作业文件包，修后及时修编、完善机组检修规程与检修标准化作业手册，总结检修安全管理的重难点，提炼检修安全实践经验，进而更好地控制检修风险。

3.2加强检修人员安全教育及专业技能培训

第一，企业可利用微信公众号的形式，创新教育培训模式，将各项方案及专业知识放在微信公众号中，利用员工碎片化的时间，提升培训学习效果，提高各级人员安全意识和检修现场安全管理水平。第二，企业必须针对电焊、起重、高处、脚手架等特种作业严格操作证上岗制度，加强特种作业人员的技能培训、管理，并制定相应的风险分级管控卡措施。第三，检修过程中，企业应通过制定流程化的安全作业检查表，落实风险分级管控措施，强化现场作业风险预判、作业班前会安全技术交底。同时，管理人员应常驻施工现场，对检修现场进行动态巡视监督检查，对各项检修作业进行实时监控，落实安全检查整改，保障作业现场本质安全。第四，企业应不定期发布检修现场定期曝光通知单，落实现场安全生产各项规定要求，进一步规范现场管理，完善检修现场安全防护。同时，坚持监督和考核并重，针对检修期间出现违章现象，严厉查禁考核，不断加强安全教育培训，提升全员安全意识，激励、引导现场作业人员规范标准作业，保障检修作业安全高效。

3.3严格检修现场管理

第一，对于检修现场，企业必须严格实行分区管理，区分检修作业区域和运行区域，全面防护检修区域地面和墙壁。同时在机组中心线、转弯、路口处放置“检修通道”提示标语，并指明方向，提醒人员，避免走错间隔。另外，还应在现场设置可回收与不可回收垃圾桶，对使用后的清洗剂、破布等物品定期回收清理。第二，企业应将工期进度表、施工平面图、施工组织措施等按要求定置摆放，方便及时跟踪相关工作。同时在发电机层和水轮机层，应根据定置图设计放置货架，在安装间设置临时物资堆放区，确保所有工器具分类整齐摆放；针对检修现场用围栏隔离，并确保现场安全警示标志清楚醒目。第三，管理人员每日应对检修现场进行督导检查，提炼检修过程中亮点，并进行表扬；针对存在的问题，定期下发整改通知单，通过正反“双向激励”规范现场管理。

结语

总而言之，水利工程建设对经济发展、生活水平的提高具有重要的意义。因此，需要做好水电站运行设备故障的检测工作，建立健全相关维修机制、积极培养专业的技术检测人员，科学、合理地分析解决设备故障，通过采取具有针对性的措施对其进行妥善的处理、消除安全隐患的方式，推动水电站运行设备的正常运转，提高水电站的经济效益与社会效益。

参考文献

[1]曾令森.大型水电站运行安全管理模式研究[J].水利科学与寒区工程,2021,4(03):104-107.

[2]王吉予.浅析中小型水电站运行管理中的问题及对策[J].设备管理与维修,2020(12):26-28.

作者简介：龙海峰（1967-），男，汉族，广西藤县人，专科，助理工程师，主要从事水力发电相关工作。