水轮机的故障及处理

        水轮机是用来把水能转换为旋转机械能的机械。它在现代水利工程中起着不可忽视的作用,是电力事业发展的关键设备,如何更好的使水流机把水流的能量转换为旋转机械的动力能量,必须在水轮机运行中注意各种异常情况的发生,结合实际情况和常规处理经验进行分析判断,清除故障,保证水轮机的正常运行。
 

水轮机

        水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形——水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。

 

水轮机

水轮机常见故障和解决办法

（一）、机组过速

　　机组带负荷运行中突然甩负荷时，由于导叶不能瞬时关闭，在导叶关闭的过程中水轮机的转速就可能增高20%~40%，甚至更高。当机组转速升高至某一定值（其整定值由机组的转动惯量而定，一般整定为140%额定转速）以上，则机组出现过速事故。由于转速的升高，机组转动部分离心力急剧增大，引起机组摆度与振动显著增大，甚至造成转动部分与固定部分的碰撞。所以应防止机组过速。

　　为了防止机组发生过速事故，目前多数电站是设置过速限制器、事故电磁阀或事故油泵，并装设水轮机主阀或快速闸门。这些装置都通过机组事故保护回路自动控制。

1．机组发生过速时的现象有

　　1）机组噪音明显增大。
　　2）发电机的负荷表指示为零，电压表指示升高（过电压保护可能动作）。
　　3）“水力机械事故”光字牌亮，过速保护动作，出现事故停机现象。
　　4）过速限制器动作，水轮机主阀（或快速闸门）全开位置红灯熄灭（即正在关闭过程）。若过速保护采用事故油泵，则事故油泵起动泵油，关闭导水叶。

2．机组过速时的处理

　　1）通过现象判明机组已过速时，应监视过速保护装置能否正常动作，若过速保护拒动或动作不正常，应手动紧急停机，同时关闭水轮机主阀（或快速闸门）。

　　2）若在紧急停机过程中，因剪断销剪断或主配压阀卡住等引起机组过速，此时即使转速尚未达到过速保护动作的整定值，都应手动操作过速保护装置，使导水叶及主阀迅速关闭。对于没有设置水轮机主阀的机组，则应尽快关闭机组前的进水口闸门。

（二）、机组的轴承事故

1．巴氏合金轴承的温度升高

　　一般机组的推力、上导、下导等轴承和水轮机导轴承都采用巴氏合金轴承，故利用稀油进行润滑和冷却。当它们中的任一轴承温度升高至事故温度时，则轴承温度过高事故保护动作，进行紧急停机，以免烧坏轴瓦。

　　当轴承温度高于整定值时，机旁盘“水力机械事故”光字牌亮，轴承温度过高信号继电器掉牌，事故轴承的膨胀型温度计的黑针与红针重合或超过红针。在此以前，可能已出现过轴承温度升高的故障信号；或者可能出现过冷却水中断及冷却水压力降低、轴承油位降低等信号。

水轮机锚定系统故障引发灾难

　　当发生以上现象时，首先应对测量仪表的指示进行校核与分析。例如将膨胀型温度计与电阻型温度计两者的读数进行核对，将轴承温度与轴承油温进行比较鉴别。并察看轴承油面和冷却水。若证明轴承温度并未升高，确属保护误动作，则可复归事故停机回路，启动机组空转，待进一步检查落实无问题后，便可并网发电。当确认轴承温度过高时，就必须查明实际原因，进行正确处理。

　　有许多因素可以导致巴氏合金轴承温度升高，一般常见的原因及处理办法如下：

    1）润滑油减少：由于轴承油槽密封不良，或排油阀门关闭不严密，造成大量漏油或甩油，润滑油因减少而无法形成良好的油膜，致使轴承温度升高，此时应视具体情况，对密封不良处进行处理，并对轴承补注润滑油。

　　2）油变质：轴承内的润滑油因使用时间较长，或油中有水份或其它酸性杂性，使油质劣化，影响润滑性能，这时应更换新油。尤其当轴承内大量进水（例如冷却器漏水等）时，使润滑及冷却的介质改变，直接影响轴承的润滑条件，会很快导致轴承烧毁，这时应立即停机处理渗水或漏水部位，并更换轴承油槽内的油。

　　3）冷却水中断或冷却水压降低：冷却水管堵塞、阀门的阀瓣损坏、管道内进入空气等都会影响冷却器的过流量，使冷却器不能正常发挥作用，引起轴承油温升高，这时应立即投入机组备用冷却水，或将管道排气。若是冷却水压过低，应设法加大冷却水量，使轴承温度下降到正常值。

　　4）主轴承摆度增大：当主轴摆度增大时，轴与轴瓦间的磨擦力增加，发热量增大，致使润滑条件变坏，不能形成良好的油膜，这时应设法减小机组摆度。例如改变机组有功及无功负荷，使机组在振动较小的负荷区域内运行，或者停机检查各导轴承间隙有否大的变化，检查各导轴瓦的推力螺栓有无松动。

    2．水导轴承的润滑水中断

        橡胶瓦水导轴承系用水进行润滑，这类轴承俗称水轴承。当水轴承润滑水中断时，其现象与上述油轴承相似，只是多显示一个“轴承润滑水中断”信号。

   （1）润滑水中断的原因与后果：由于水质不洁或有杂物，致使取水滤网或过滤器堵塞，造成水压降低；或自动供水阀门因某种原因误关；当用水泵供水时，由于机械或电气原因造成水泵供水中断。这些都会引起润滑水中断事故。当润滑水中断或水量减少时，会使轴领与轴瓦间润滑、冷却条件变坏，甚至发生干磨擦，导致轴承烧毁，此时水轮机失去了径向支承，造成振动和摆度急剧增大，有时会发生窜水现象，从而影响机组的正常运行。

   （2）处理方法：一般采取以下措施

    1）当润滑水中断或水压降低时，首先应投入备用水源，然后清扫取水滤网及过滤器，或查找润滑水自动供水阀误关闭的原因，处理完成后仍恢复原供水系统的正常供水。

    2）若轴承采用水泵供水时，当出现水泵停止供水或其出口水压下降而造成润滑水中断，应首先起动备用水泵供水，然后再查明水泵停止供水或其出口水压下降的原因，并做相应处理；

   3）当无法立即恢复供水时，为了不致造成事故扩大，应立即停机