??????? 六．依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)安全設(shè)計(jì)、預(yù)防事故的技術(shù)措施
??????? 1 機(jī)組過速
??????? 設(shè)計(jì)措施：
??????? （1）在調(diào)速器的控制系統(tǒng)中加裝事故配壓閥；
??????? （2）在機(jī)組進(jìn)水口設(shè)置能動水關(guān)閉的快速閘門或蝴蝶閥或球閥；
??????? （3）沖擊式水輪機(jī)可裝設(shè)偏流器防止機(jī)組過速，軸流式水輪機(jī)可通過增大葉片轉(zhuǎn)角降低過速值；
??????? （4）利用定子三相徑外接附加電阻短路的電制動停機(jī)裝置限制過速。
??????? 事故處理：
??????? （1）當(dāng)判明機(jī)組過速時(shí)，如保護(hù)拒動，則應(yīng)手動緊急停機(jī)，同時(shí)關(guān)閉蝴蝶閥或球閥；
??????? （2）檢查事故配壓閥是否則動作，若未動作，則應(yīng)手動操作，使事故配壓閥動作；
??????? （3）對于未設(shè)置蝴蝶閥或球閥的機(jī)組，或關(guān)閉蝴蝶閥或球閥無效時(shí)，應(yīng)立即操作進(jìn)水口的快速閘門，切斷水流；
??????? （4）通過現(xiàn)象判明機(jī)組已過速時(shí)，應(yīng)監(jiān)視過速保護(hù)裝置能否正常動作，若過速保護(hù)拒動或動作不正常，應(yīng)手動緊急停機(jī)，同時(shí)關(guān)閉水輪機(jī)主閥（或快速閘門）；
??????? （5）若在緊急停機(jī)過程中，因剪斷銷剪斷或主配壓閥卡住等引起機(jī)組過速，此時(shí)即使轉(zhuǎn)速尚未達(dá)到過速保護(hù)動作的整定值，都應(yīng)手動操作過速保護(hù)裝置，使導(dǎo)水葉及主閥迅速關(guān)閉。對于沒有設(shè)置水輪機(jī)主閥的機(jī)組，則應(yīng)盡快關(guān)閉機(jī)組前的進(jìn)水口閘門。
??????? 2 機(jī)組的軸承事故
??????? 2.1巴氏合金軸承的溫度升高?
??????? 設(shè)計(jì)措施：
??????? （1）檢查冷卻水系統(tǒng)，必要時(shí)投入備用冷卻水；
??????? （2）檢查潤滑油系統(tǒng)，如過濾器堵塞則應(yīng)切換或清掃，若油泵運(yùn)行正常則切換至備用油泵；
??????? （3）取油樣化驗(yàn)，油劣化則應(yīng)停機(jī)換油。
??????? 事故處理：
??????? （1）潤滑油減少：由于軸承油槽密封不良，或排油閥門關(guān)閉不嚴(yán)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(shí)應(yīng)視具體情況，對密封不良處進(jìn)行處理，并對軸承補(bǔ)注潤滑油。
??????? ?。?）油變質(zhì)：軸承內(nèi)的潤滑油因使用時(shí)間較長，或油中有水份或其它酸性雜性，使油質(zhì)劣化，影響潤滑性能，這時(shí)應(yīng)更換新油。尤其當(dāng)軸承內(nèi)大量進(jìn)水（例如冷卻器漏水等）時(shí)，使?jié)櫥袄鋮s的介質(zhì)改變，直接影響軸承的潤滑條件，會很快導(dǎo)致軸承燒毀，這時(shí)應(yīng)立即停機(jī)處理滲水或漏水部位，并更換軸承油槽內(nèi)的油。
??????? 　（3）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(nèi)進(jìn)入空氣等都會影響冷卻器的過流量，使冷卻器不能正常發(fā)揮作用，引起軸承油溫升高，這時(shí)應(yīng)立即投入機(jī)組備用冷卻水，或?qū)⒐艿琅艢?。若是冷卻水壓過低，應(yīng)設(shè)法加大冷卻水量，使軸承溫度下降到正常值。
??????? 　（4）主軸承擺度增大：當(dāng)主軸擺度增大時(shí)，軸與軸瓦間的磨擦力增加，發(fā)熱量增大，致使?jié)櫥瑮l件變壞，不能形成良好的油膜，這時(shí)應(yīng)設(shè)法減小機(jī)組擺度。例如改變機(jī)組有功及無功負(fù)荷，使機(jī)組在振動較小的負(fù)荷區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，或者停機(jī)檢查各導(dǎo)軸承間隙有否大的變化，檢查各導(dǎo)軸瓦的推力螺栓有無松動。
??????? 2.2水導(dǎo)軸承的潤滑水中斷
????????? 設(shè)計(jì)措施
?????????? （1）當(dāng)潤滑水中斷或水壓降低時(shí)，首先應(yīng)投入備用水源，然后清掃取水濾網(wǎng)及過濾器，或查找潤滑水自動供水閥誤關(guān)閉的原因，處理完成后仍恢復(fù)原供水系統(tǒng)的正常供水。
?????????? （2）若軸承采用水泵供水時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)水泵停止供水或其出口水壓下降而造成潤滑水中斷，應(yīng)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(yīng)處理；
?????????? （3）當(dāng)無法立即恢復(fù)供水時(shí)，為了不致造成事故擴(kuò)大，應(yīng)立即停機(jī)。
??????? 2.3發(fā)電機(jī)溫度過高
??????? 設(shè)計(jì)措施：發(fā)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，則迅速減少負(fù)荷；如定子三相電流不對稱，則查明原因迅速消除；冷卻水中斷，應(yīng)迅速停機(jī)；部分冷卻器堵塞，應(yīng)維持在低負(fù)荷運(yùn)行，迅速排除故障。
??????? 2.4發(fā)電機(jī)著火
??????? 可采取如下措施：緊急停機(jī)；打開發(fā)電機(jī)消防用水閥門進(jìn)行滅火；滅水過程中應(yīng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)冷、熱風(fēng)口，保持風(fēng)洞密封，嚴(yán)禁用泡沫滅火器或砂子、石灰進(jìn)行滅火
??????? 3發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行
??????? 3.1發(fā)電機(jī)過負(fù)荷
??????? 設(shè)計(jì)措施
??????? （1）注意監(jiān)視電壓、頻率及電流大小，是否超過允許值；
??????? （5 c' n( f2 |3 F? f. X: U2）如電壓或頻率升高，應(yīng)立即降低無功或有功負(fù)荷使定子電流降至額定值，如調(diào)整無效??????????
??????? 時(shí)應(yīng)迅速查明原因，采取有效措施消除過負(fù)荷
??????? （3）如電壓、頻率正常或降低時(shí)應(yīng)首先用減小勵磁電流的方法，消除過負(fù)荷，但不得使母線電壓降至事故極限值以下，同時(shí)將情況報(bào)告值長；
??????? （4 ]" @! T# y/ W* }- z5 k7 a2 c4）當(dāng)母線電壓已降到事故極限值，而發(fā)電機(jī)仍過負(fù)荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)過負(fù)荷多少，采取限負(fù)荷運(yùn)行并聯(lián)系調(diào)度起動備用機(jī)組等方法處理。
??????? 3.2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地
??????? 設(shè)計(jì)措施
??????? （1）檢查轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地信號能否復(fù)歸，若能復(fù)歸，則為瞬時(shí)接地，若不能復(fù)歸，并且轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)正常，則為永久接地；
??????? （# F5 V" A2 i6 X! Q/ K& w2）利用轉(zhuǎn)子電壓表，測量轉(zhuǎn)子正對地、負(fù)對地電壓值；（如發(fā)現(xiàn)某極對地電壓降至零，另一極對地電壓升至全電壓，說明確實(shí)發(fā)生一點(diǎn)接地。
??????? （/ O7 m) G2 U/ q& P# y$ v3）檢查勵磁回路，判明接地性質(zhì)和部位；
??????? （% i; ^: w, y6 A6 X# o4）如系非金屬性接地，應(yīng)立即報(bào)告調(diào)度設(shè)法處理，同時(shí)作好停機(jī)準(zhǔn)備；
??????? （- A" \# i% I" r5）如系金屬性接地，應(yīng)立即報(bào)告調(diào)度，啟動備用機(jī)組，解列停機(jī)。
??????? ) v: N- D8 a: P! ?! w. V5 s3 S, U注意：通常來說，檢查處理時(shí)間大致為2小時(shí)，否則應(yīng)停機(jī)處理。
??????? 3.3轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地
??????? 由于轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地時(shí)，由于轉(zhuǎn)子電流增大，可能使勵磁回路設(shè)備損壞；若接地發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)部，則轉(zhuǎn)子繞組過熱；機(jī)組劇烈振動損壞設(shè)備，因此立即緊急停機(jī)，并報(bào)告調(diào)度。
??????? 3.4發(fā)電機(jī)溫度過高
??????? （1）若發(fā)電機(jī)的有功負(fù)荷或定子電流超過了額定值，則調(diào)整到額定范圍內(nèi)運(yùn)行。
??????? （" V8 J1 O$ G# H3 z! d2）若測溫裝置異常引起，則退出故障測點(diǎn)，并通知維護(hù)專業(yè)班組進(jìn)行處理。
??????? （3）若空冷器進(jìn)、出水閥開度不夠，則調(diào)節(jié)空冷器進(jìn)、出水閥開度。
??????? （4）若機(jī)組冷卻水壓不足，則檢查供水泵，同時(shí)投入機(jī)組冷卻備用水，調(diào)整水壓至正常。
??????? （5）若空冷器堵塞造成水路不通，則短時(shí)加壓供水或倒換機(jī)組冷卻水。
??????? （- ]# X3 J8 b) f' T? {6）若空冷器進(jìn)出水閥閥芯脫落在關(guān)側(cè)引起，轉(zhuǎn)移機(jī)組負(fù)荷降低機(jī)組出力運(yùn)行，控制冷、熱風(fēng)溫度不致過高。
??????? + C' `7 h) M( [7）在不影響全廠出力和系統(tǒng)的條件下，適當(dāng)調(diào)整各機(jī)組的有、無功負(fù)荷分配。
??????? 5 ?2 Q5 U: P3 }6 c) W8）經(jīng)采取以上措施無效，定子線圈、鐵芯溫度超過120℃，則應(yīng)聯(lián)系調(diào)度停機(jī)處理。
??????? 3.5發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線
??????? （1）立即停機(jī)，檢查FMK動作情況，并報(bào)告調(diào)度；
??????? （; I+ t4 O& P1 W+ {2 C& `! X) H2）如有著火現(xiàn)象，應(yīng)立即進(jìn)行滅火。
??????? 3.6發(fā)電機(jī)定子接地
??????? （1）檢測、A、B、C三相對地電壓；（真接地時(shí)，定子電壓表指示接地相對地電壓降低或等于零，非接地相對地電壓升高，大于相電壓小于線電壓，且線電壓仍平衡。假接地時(shí)，相對地電壓不會升高，線電壓不平衡。這是判斷真、假接地關(guān)鍵）；
??????? （2）經(jīng)檢查如系內(nèi)部接地，報(bào)告調(diào)度，起動備用機(jī)組或轉(zhuǎn)移負(fù)荷，盡快解列停機(jī)；
??????? （3）經(jīng)檢查如系外部接地，應(yīng)查明原因，報(bào)告調(diào)度，按調(diào)度的要求處理；
??????? （4）在選擇接地期間，應(yīng)監(jiān)視發(fā)電機(jī)接地電壓，發(fā)現(xiàn)消弧線圈故障應(yīng)立即停機(jī)。
??????? 4水輪機(jī)葉片的磨損腐蝕防護(hù)措施
??????? 水輪機(jī)產(chǎn)生磨蝕的原因涉及到多種因素，結(jié)合湘江流域自身水資源的具體環(huán)境因素，開展了多方面的研究及探索，并分析了該區(qū)域水輪機(jī)磨蝕的規(guī)律，總結(jié)出以下有效措施可進(jìn)行水輪機(jī)磨蝕的防護(hù)。
??????? 3.1 涂層防護(hù)
??????? 水輪機(jī)過流部件表面涂層防護(hù)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外常用于表面涂層防護(hù)的方法有環(huán)氧金剛砂涂層防護(hù)、聚氨酯涂層防護(hù)、抗磨焊條堆焊防護(hù)、碳化鎢噴涂水輪機(jī)磨蝕防護(hù)。
??????? 3.1.1 環(huán)氧金剛砂涂層防護(hù)
??????? 環(huán)氧金剛砂分子結(jié)構(gòu)緊密，該涂層可以有效減少或隔絕酸、堿等腐蝕性介質(zhì)對基材的擴(kuò)散滲透能力，且具有價(jià)格低廉、施工簡易和抗磨性能好等特點(diǎn)，能對泥沙磨蝕的非空化區(qū)起到有效的保護(hù)作用。在70 年代三門峽水電站首次采用了該技術(shù)，使用此涂層實(shí)現(xiàn)了對水輪機(jī)葉片正面、固定導(dǎo)葉、中環(huán)等部位的保護(hù)；此后在多個(gè)水電站進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明該涂層對水輪機(jī)過流部件的非氣蝕區(qū)有很好的保護(hù)作用。但對于嚴(yán)重氣蝕區(qū)，該涂層的防護(hù)效果不夠理想。
??????? 3.1.2 聚氨酯涂層防護(hù)
??????? 聚氨酯為有機(jī)高分子化合物，該涂層在抗氣蝕磨損方面具有很好的效果。聚氨酯涂層可以吸收泥沙顆粒的沖擊力，且具有耐磨、強(qiáng)度高、彈性大等特點(diǎn)。但涂層抗硬物沖擊和割傷能力較差，一旦局部被劃傷， 會造成大面積脫落，或因?yàn)檎辰訌?qiáng)度不夠，往往機(jī)組運(yùn)行時(shí)間不長涂層便大面積或整體脫落。目前，國內(nèi)已經(jīng)研制成功粘接強(qiáng)度達(dá)到30MPa 的聚氨酯涂層，現(xiàn)已在各大水電站推廣使用。
??????? 3.1.3 抗磨焊條堆焊防護(hù)
??????? 在氣蝕區(qū)堆焊，可以加強(qiáng)碳鋼類過流部件的抗磨效果。焊條的篩選要結(jié)合抗磨損、抗氣蝕及焊接工藝等多方面因素綜合考慮，針對強(qiáng)氣蝕區(qū)，推薦堆焊材料最好選用A132、0Cr13Ni4Mo、GB1 焊條，這3 種焊條的抗磨蝕性能排序?yàn)镚B1>0Cr13Ni4Mo>A132。根據(jù)不同的氣蝕強(qiáng)度，可在不同區(qū)域使用不同的堆焊材料，如葉片頭部三角區(qū)、背部出水邊和外緣區(qū)，采用抗磨性能優(yōu)良的GB1 焊條，在一般氣蝕區(qū)采用發(fā)煙少、焊接工藝好、價(jià)格低的0Cr13Ni4Mo 焊條或A132 焊條。
??????? 3.1.4 高速氧燃噴涂碳化鎢防護(hù)
??????? 丙烷、丙稀和氧氣利用超音速火焰噴涂槍，經(jīng)過混合燃燒后，產(chǎn)生速度在1 500m/s 以上的高溫氣流，同時(shí)在噴嘴處它會將高壓空氣送入的碳化鎢粉末粉末熔化，并且產(chǎn)生500m/s左右的高速射流，從而均勻地把熔化后的粉末噴涂在材料表面上，形成高密度的強(qiáng)化涂層。這種涂層雖然在抗氣蝕、抗硬物沖擊方面較弱，但對泥沙磨損具有很好的抵抗能力。在不受硬物撞擊的非氣蝕區(qū)，即使含沙量很高的河水中磨蝕率也會降低很多。碳化鎢涂層是目前最為有效的表面防護(hù)方法，但需要專門的噴涂設(shè)備，成本較高。
??????? 3.2 優(yōu)化水輪機(jī)設(shè)計(jì)
??????? 通過觀察分析，流速高、脫流、旋渦等均會加大水輪機(jī)磨蝕。因此，在水輪機(jī)的設(shè)計(jì)以及制造工藝上，葉片的形狀需符合水流流態(tài)，且作用在葉片上的壓力必須分布均勻，另外采用抗磨蝕材料如不銹鋼轉(zhuǎn)輪，提高加工光潔度等，可使過流部件的抗磨能力進(jìn)一步提高。為了確保葉片的葉型更加正確，可使用數(shù)控機(jī)床對葉片進(jìn)行精加工，使葉片的流道誤差減小且過流表面光滑，可以更好地保障過流部件的抗磨蝕能力。
??????? 3.3 減少過機(jī)泥沙
??????? 在早期的水電站建設(shè)過程中，我國有過不少的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，如在每年汛期時(shí)，水流中的泥沙特別多，水電站的排沙設(shè)施不到位，從而使過機(jī)泥沙對水輪機(jī)造成很大的磨蝕。因此，在進(jìn)行水電站設(shè)計(jì)時(shí)就一定要考慮如何減少泥沙通過水輪機(jī)流道，如設(shè)置一定容量的沉沙池、排沙洞等設(shè)施；另外，采用蓄清排渾、洪水排沙、平水發(fā)電等方式，也可以較好地解決排沙與發(fā)電的關(guān)系。目前，我們已經(jīng)通過多種技術(shù)手段有效地減少了過機(jī)泥沙含量，從而降低水輪機(jī)過流部件的磨蝕程度。
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