4水轮机运行规程.docx
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4水轮机运行规程
大盈江（四级）水电站运行规程
水轮机
1主题内容及适用范围
1.1主题内容
1.1.1本规程主要内容包括水轮机设备参数、运行方式、设备巡检、操作及事故处理方法。
1.1.2本规程对水轮机运行方式、设备操作及事故处理等做出了具体规定。
1.2适用范围
1.2.1本规程适用于大盈江水电站（四级）的运行管理。
1.2.2大盈江水电站（四级）运行人员应掌握本规程，其他生产技术管理人员应熟悉本规程；本规程也可供有关维护专业人员参考。
2依据与引用标准
2.1《水轮机运行技术大标准》（DL/710-1999）中华人民共和国电力行业标准
2.2《水轮机基本技术规范》（DL445-91）中华人民共和国电力行业标准
2.3《电业安全工作规程》（热力和机械部分）水利电力部
2.4《大盈江水电站（四级）水轮机产品设计使用说明》东芝水电设备（杭州）股份有限公司
3设备运行
3.1设备概述
3.1.1大盈江水电站（四级）采用东芝公司先进的水力设计技术，针对电站具体情况进行了CFD（计算流体力学）优化设计，水轮机为立轴混流式，金属蜗壳，包角345°，蜗壳进水方向与厂房X-X轴线垂直，金属弯肘型尾水管。
水轮机与交流发电机直接连接，俯视顺时针旋转。
3.1.2水轮机基本参数：
型号
HL（TF5008）－LJ-380
转轮公称直径（mm）
3814
额定转速（r/min）
300
最大飞逸转速（r/min）
542
额定流量（m3/s）
≦67.8
尾水管型式
弯肘型尾水管
蜗壳型式
金属蜗壳
旋转方向
俯视顺时针
额定功率
178.6MW
水头Hmax/Hr/Hmin（m）
331/289/285
额定工况点效率（η）
≧93.03%
水轮机最大功率Nmax（r/min）
204MW
比转速（m·kW）
106.4
最大水头时轴向最大推力（F）
490t
3.1.3水轮机导水机构共由12个固定导叶和24个活动导叶、顶盖、底环、导叶轴套及导叶操作机构等组成。
每个活动导叶均设有气动剪断销装置，当剪断销破坏时，自动报警。
导叶操作机构包括：
导叶臂（拐臂）、连杆、控制环、接力器推拉杆、剪断销和偏心销。
活动导叶开口均匀，最大开口留有一定的裕量，裕量不小于10%，并设有限位装置。
活动导叶有三个支撑轴承，轴瓦采用高强度铜基合金自润滑复合材料轴瓦。
活动导叶装设有限位保护装置（摩擦装置），该装置能在导叶剪断销剪断后不产生摆动和不稳定运动，不碰撞相邻导叶和转轮，从而不会发生连锁破坏。
3.1.4水轮机主轴工作密封采用不接触密封，转动部分轴套为不锈钢材料，固定部分为巴氏合金。
还设有一套充气围带式检修密封，充气围带有压缩空气管接头，其充气压力为0.5—0.8MPa，试验压力为1.2MPa。
3.1.5顶盖上的法兰与座环的上法兰用螺栓把合。
顶盖的下部与转轮相邻处的设计可减小其水力的摩擦损失，顶盖设计时考虑到在电站水头水压变化的情况下，保证顶盖抗磨板与导叶端面间隙值保持在沿导叶长度方向近似相等，在无水压情况下，顶盖中部具有一定的挠度。
顶盖上设有可更换的不锈钢抗磨板和不锈钢止漏环。
顶盖和转轮间设有一空腔使其能充分排泄转轮密封的漏水，以释放顶盖处的水压从而减小作用在转轮上的轴向推力。
3.1.6顶盖上开有孔，并设有法兰与4-ф150平衡管连接，通过转轮上冠设置的泵板的作用，将止漏环的水通过顶盖平衡管排水至排水总管，再排至尾水肘管内。
3.1.7大轴中心设有补气装置，补气阀位于发电机的顶部并设补气管路、排水管路和水位报警装置，补气装置设有两道密封，密封和阀的止口采用不锈钢材料，补气管和排水管分开设置，并将补气装置和补气管、排水管等全部罩于发电机机罩内。
补气管出口布置在电站下游最高尾水以上约1米的位置。
3.1.8导叶接力器：
水轮机有两个直缸固定式液压活塞式接力器。
额定操作油压为6.3MPa，接力器缸体上部设排气丝堵，下部设漏油、排油管，并设有阀门用以接力器两端排油和排气用。
3.2运行规定
3.2.1机组的开机、停机，检修门、尾水闸门和进水球阀的启闭操作必须经值长许可。
3.2.2机组应避开振动区运行。
当机组在运行中发生异常振动或摆动时，值班人员应立即汇报值长，调整机组负荷避开振动区,同时应检查轴承温度和机组摆度。
3.2.3当运行工况变化后，应注意监视主轴密封工作情况和顶盖水位。
3.2.4水轮机备用应满足的条件
3.2.4.1调压井检修门、球阀、尾水闸门应全开；
3.2.4.2压力钢管及蜗壳压力正常；
3.2.4.3发电机出口断路器在断开位置，隔离开关在合闸位置；
3.2.4.4导叶应在"全关"位置，调速器在自动运行状态，调速系统油压装置工作正常，油压、油位正常，漏油装置工作正常；
3.2.4.5接力器锁锭在拔出位置；
3.2.4.6制动气压正常，风闸全落下；
3.2.4.7机组各部辅助设备动力、操作、信号电源投入，表计信号指示正确；
3.2.4.8机组各部轴承油位、油质正常，排油雾装置状态正常；
3.2.4.9机组技术供水水压正常，各管路阀门位置正确，各部导轴承水压正常处于停备状态；
3.2.4.10机组振动摆度测量装置工作正常，测温装置工作正常；
3.2.4.11顶盖排水泵完好，顶盖排水控制屏工作正常；
3.2.4.12气动剪断销气源正常，空气围带无压。
3.3水轮机保护
3.3.1水轮机保护由分别装设在机组LCU和紧急停机PLC中的两套保护构成，轴瓦温度保护装设于机组LCU。
保护构成和动作后果如下：
事故停机
紧急停机
启
动
源
温度保护
停机过程中剪断销剪断
事故低油压:
油罐油压低于4.28MPa
机组转速≥145%
机组电气事故
全机械过速保护动作
机旁事故停机按钮
机旁紧停落门按钮
动作后果
执行事故停机流程
执行紧急停机流程
3.3.2轴瓦温度保护逻辑如下：
项目
单位
报警
停机
上、下导轴承瓦温
℃
70
>65℃且≤85℃，每秒温度变化<±3℃，任意相邻两点同时满足以上两个条件延时5秒启动事故停机
推力轴承瓦温
℃
70
>60℃且≤85℃，每秒温度变化<±3℃，任意相邻两点同时满足以上两个条件延时5秒启动事故停机
水导轴承瓦温
℃
70
>65℃且≤85℃，每秒温度变化<±3℃，任意相邻两点同时满足以上两个条件延时5秒启动事故停机
3.3.3机组紧急事故停机硬接线保护设备装于机组LCU屏内，电气接线上独立于LCU的PLC控制回路，与LCU的PLC控制回路同时作用于紧急事故停机回路。
3.4设备巡检
3.4.1仪表制动柜
3.4.1.1柜内各压力表计阀门全开，无漏气；
3.4.1.2柜内各阀门位置正确，管路及阀门无漏气；
3.4.1.3电磁空气阀状态正常；
3.4.1.4柜内油雾器充有润滑油；
3.4.1.5转速测量装置工作正常；
3.4.1.6轴电流报警装置工作正常；
3.4.1.7水轮机流量计工作正常；
3.4.1.8制动器气源压力指示正常，上下腔压力与机组状态相对应；
3.4.1.9气动剪断销环管气压指示与机组状态相对应；
3.4.1.10空气围带气压指示与机组状态相对应。
3.4.2水车室
3.4.2.1水导油槽油位、油色正常，油槽无渗漏油、甩油；
3.4.2.2导水机构的拐臂、连杆、剪断销完好、背帽紧固；
3.4.2.3接力器无抽动、无漏油，传感器工作正常；
3.4.2.4调速系统接力器行程开关完好；
3.4.2.5接力器各排油阀关闭严密并无漏油现象；
3.4.2.6气动剪断销供气环管无漏气；
3.4.2.7顶盖水位正常，主轴密封无大量漏水，导叶轴套无串水；
3.4.2.8发电机转子接地碳刷与大轴接触良好；
3.4.2.9机组齿盘测速装置和PT装置正常；
3.4.2.10水轮机顶盖清洁无杂物，顶盖自流排水通畅，顶盖排水泵工作状态正常。
3.4.3顶盖排水控制箱
3.4.3.1控制箱信号正常，液晶显示屏无报警信息，切换控制把手位置正确；
3.4.3.2控制箱内PLC交、直流电源投入正常，各继电器完好；
3.4.3.3控制箱内各动力电源开关投入正常，接触器完好。
3.4.4尾水盘型阀操作廊道
3.4.4.1蜗壳入孔门、尾水入孔门封闭严密无漏水；
3.4.4.2蜗壳排水阀关闭严密，无渗漏；
3.4.4.3尾水盘型阀关闭严密，操作供排油阀关闭严密，管路、阀门位置正确，限位锁板投入，无渗漏；
3.4.4.4尾水管无异常振动和水击现象；
3.4.4.5蜗壳及尾水压力表计指示正常。
3.4.5水轮机遇下列情况应加强检查
3.4.5.1水轮机检修后投入运行；
3.4.5.2机组事故处理后；
3.4.5.3机组有缺陷时；
3.4.5.4水轮机过负荷运行时；
3.4.5.5顶盖漏水较大或顶盖排水不通畅；
3.4.5.6汛期或下游水位较高时；
3.4.5.7振动摆度较大或振动试验时；
3.4.5.8相关试验工作结束后。
3.4.6振动摆度监测屏
3.4.6.1振动摆度监测装置电源投入正常；
3.4.6.2振动摆度监测装置液晶显示屏参数正确，无报警信息。
4设备操作
4.1设备操作原则
4.1.1机组有下列情况之一禁止启动
4.1.1.1调压井检修闸门、球阀、尾水闸门任一未全开；
4.1.1.2各部轴承油位、油质不合格；
4.1.1.3各轴承冷却水、空冷器冷却水、密封润滑水不能正常供水；
4.1.1.4制动闸块未落下；
4.1.1.5机组制动气压较低；
4.1.1.6检修围带未排气；
4.1.1.7压油装置不能维持正常油压；
4.1.1.8调速系统工作不正常，接力器锁锭在投入；
4.1.1.9水机保护装置不能正常工作；
4.1.1.10机组有电气或机械事故；
4.1.1.11事故停机后，未查明原因。
4.1.2开启球阀前应检查下列各项
4.1.2.1压油装置和调速系统处于正常状态；
4.1.2.2调速器总供油阀开启；
4.1.2.3导叶全关，接力器锁锭投入；
4.1.2.4蜗壳入孔门、尾水入孔门关闭严密；
4.1.2.5蜗壳排水阀，尾水盘型阀关闭严密；
4.1.2.6尾水闸门及调压井检修闸门全开。
4.1.3进入水轮机蜗壳内工作时，应采取下列措施
4.1.3.1严密关闭球阀，排空钢管积水，做好防止球阀误开措施，拉开发电机出口隔离开关；
4.1.3.2落下尾水门，漏水较大时，做好堵漏工作；
4.1.3.3蜗壳排水阀、尾水盘型阀全开，检修排水系统工作正常，保持尾水管水位在工作点高程以下；
4.1.3.4做好防止导叶转动的措施。
4.2运行操作
4.2.1机组自动开机
4.2.1.1机组具备开机条件；
4.2.1.2中控操作员工作站或现地LCU发开机令；
4.2.1.3监视自动装置动作良好，自动工作不良时手动帮助；
4.2.1.4机组并网后进行全面检查。
4.2.2机组手动开机至空转
4.2.2.1查机组满足启动条件；
4.2.2.2启动机组技术供水泵，查水压正常；
4.2.2.3投入排油雾泵；
4.2.2.4将导叶开至空载开度；
4.2.2.5调整机组转速在100％Ne；
4.2.2.6检查机组在空转状态运行正常。
4.2.3机组自动停机
4.2.3.1中控操作员工作站或现地LCU发停机令；
4.2.3.2监视自动装置动作良好，不良时手动帮助；
4.2.3.3机组停稳后进行全面检查。
4.2.4机组手动停机
4.2.4.1检查机组制动气源压力正常；
4.2.4.2将机组有功、无功负荷减至零；
4.2.4.3断开机组出口开关；
4.2.4.4现地投入发电机逆变灭磁，检查机端电压降至零；
4.2.4.5电调切"电手动"，将导叶关至零；
4.2.4.6监视机组转速下降正常；
4.2.4.7机组转速降至20%Ne时，投入吸尘器；
4.2.4.8机组转速降至20%Ne时，手动加闸；
4.2.4.9机组转速降至零时，复归风闸；
4.2.4.10退出制动器吸尘器、排油雾泵；
4.2.4.11切除冷却水。
4.2.5顶转子注意事项
4.2.5.1新投运机组停机超过24小时，推力油槽排油后或停机超过10天后再次启动机组时，应先进行顶转子工作；
4.2.5.2检修围带必须排气；
4.2.5.3转子顶起的高度不超过6～8mm，并保持10分钟后排油落下转子；
4.2.5.4顶转子过程中，必须设专人监视顶盖水位情况，若水位急剧上升且有可能淹没水导油槽时，应立即停止顶转子操作，投入空气围带。
待水位下降，围带排气后方可继续顶转子；
4.2.5.5操作完毕后根据顶盖漏水情况决定空气围带是否给气。
4.2.6水轮机检修措施
4.2.6.1检查机组出口断路器在断开位置、机组出口隔离开关在分闸位置；
4.2.6.2关闭进水球阀，做防误开措施，落下机组调压井检修闸门；
4.2.6.3投入机组制动闸，开导叶3%排压；
4.2.6.4监视蜗壳压力与尾水平压后落下尾水门；
4.2.6.5打开蜗壳、尾水盘型阀排水；
4.2.6.6启动检修泵抽水，并保持水位在安全检修高程以下；
4.2.6.7关闭机组调速系统总供油阀*108阀（关闭此阀门前将锁锭装置挂起，现地PLC切调试态）；
4.2.6.8关闭油压装置自动补气总阀*301阀；
4.2.6.9断开机组相关辅助设备的操作电源和动力电源；
4.2.6.10根据检修工作票的要求做其它相应措施。
4.2.7水轮机检修恢复
4.2.7.1检修工作全部结束，确认机组可以投运；
4.2.7.2检查机组各部卫生清洁，转动部分无残留物；
4.2.7.3检查机组蜗壳、尾水管入孔门关闭严密；
4.2.7.4检查机组蜗壳、尾水管盘型阀完全关闭；
4.2.7.5机组漏油装置恢复备用，并置于“自动”位；
4.2.7.6机组各部轴承油槽充油，检查油槽油位、油质正常；各管路阀门位置正确，法兰接头无渗漏现象；
4.2.7.7顶盖排水系统恢复备用，并置于“自动”工作位置；
4.2.7.8配合维护顶转子；
4.2.7.9调速器油压装置恢复至正常；
4.2.7.10做调速器充油排气，恢复调速系统至备用状态；
4.2.7.11配合维护做调速器动作试验、机组无水开停机试验；
4.2.7.12将导叶全关，接力器锁锭投入；
4.2.7.13联系维护开启尾水闸门（提门前应开启平压阀平压）；
4.2.7.14开启调压井检修闸门、进水球阀；
4.2.7.15做机组供水系统充水试验并将其恢复至备用；
5.2.7.16拆除有关安全标示牌、护栏及其它安全措施,恢复常设遮拦；
4.2.7.17按机组备用状态进行全面检查；
4.2.7.18配合维护作机组首次启动试验的手/自动开停机操作。
4.2.8机组开机后进行下列检查
4.2.8.1机组进水球阀位置指示正确；
4.2.8.2机组运转无异音，各部轴承处振动、摆度正常，瓦温正常，机组运行稳定；
4.2.8.3调速器自动运行正常；
4.2.8.4油压装置压力正常，油色、油位正常，补气装置工作正常，漏油箱油位正常；
4.2.8.5机组各部轴承油位、油色及温度指示正常，无甩油现象，排油雾装置工作正常；
4.2.8.6风洞内无异音、异味和振动过大现象，风闸不跳动，加热器退出正常；
4.2.8.7机组各部冷却水压正常，自动滤水器工作正常；
4.2.8.8油、水、气系统各阀门位置正确，无漏水、漏油、漏气现象；
4.2.8.9顶盖水位正常，气动剪断销气源投入正常，空气围带切除正常；
4.2.8.10接力器无漏油，控制环转动灵活，拐臂、连接销无卡涩及拔出现象。
4.2.9机组停机后进行下列检查
4.2.9.1调速器工作正常，油压装置压力正常，油位正常，补气装置工作正常；
4.2.9.2机组完全静止，制动闸全部落下；
4.2.9.3机组技术供水切除正常；
4.2.9.4顶盖水位正常；
4.2.9.5导叶全关，气动剪断销未剪断；
4.2.9.6机组具备开机条件。
5事故处理
5.1事故处理原则
5.1.1机组发生事故时，中控语音报警，操作员工作站提示相应故障信息，现地发出相应信号。
此时机组可能有冲击或其它异音，事故发生后，应根据情况，立即呼叫维护人员到现场协助进行事故处理。
对事故时发出的信号，只有在事故处理完毕或确认是误动时，方可复归信号，严禁删除设备事故或故障信息。
5.1.2事故处理时，应加强对运行机组监视。
5.1.3事故处理过程应及时汇报值长，并做好记录。
5.1.4发生重大事故后，应立即汇报调度和值班领导。
5.1.5机组遇有下列情况之一者，立即汇报值长，报告调度，转移负荷，解列停机，必要时按事故停机按钮停机，并查明原因，进行处理
5.1.5.1轴承温度急剧上升或稳定上升；
5.1.5.2顶盖水位急剧升高，处理无效；
5.1.5.3轴承油面急剧下降或上升；
5.1.5.4机组转动部分与固定部分有金属碰击声，或其它不正常的异音危及机组安全运行时；
5.1.5.5机组的摆度和振动值超过规定极限值；
5.1.5.6轴承冷却器或空冷器冷却水长时间中断，处理无效；
5.1.5.7调速器因故障切至"纯手动"在短时间内不能处理；
5.1.5.8发生其它严重危及机组安全运行的情况。
5.1.6在下列情况下可以不经值长许可，利用"紧急停机"按钮关闭球阀，并立即向值长汇报
5.1.6.1机组停机过程中剪断销剪断或转速上升至150％额定转速时，进水球阀没有自动关闭；
5.1.6.2水轮机顶盖破裂，严重漏水；
5.1.6.3机组运行中剪断销剪断两个以上，机组剧烈振动；
5.1.6.4低油压事故且导叶不能关闭；
5.1.6.5机组运行中发生尾水管里衬脱落，尾水入孔门大量漏水。
5.1.7事故停机后的重点检查项目
5.1.7.1齿盘测速装置和PT有无变位，油系统有无漏油；
5.1.7.2主轴密封是否正常，顶盖水位是否正常，顶盖自流排水是否通畅；
5.1.7.3各部轴承油位是否正常，机组无漏油现象，轴瓦温度无较大变化；
5.1.7.4剪断销有无剪断；
5.1.7.5大轴、调速器的机械连接件及基础件有无变形、裂纹现象，是否有焊缝开裂和螺丝松动现象。
5.1.8机组甩负荷过速停机后的重点检查项目
5.1.8.1发电机励磁滑环碳刷架及碳刷有无损坏；
5.1.8.2上机架基础无损坏；
5.1.8.3发电机转子有无明显变形，转子焊点无撕裂；
5.1.8.4各轴承油槽油位及油管接头有无漏油；
5.1.8.5检查顶盖漏水情况；
5.1.8.6气动剪断销有无剪断。
5.2水轮机振动、摆度超过规定值
5.2.1现象
5.2.1.1监控系统：
水轮机振动、摆度超过规定值；
5.2.1.2水轮机振动、摆度测量仪报警。
5.2.2处理
5.2.2.1如机组在振动区运行，应避开该振动工况区；
5.2.2.2分析机组振动、摆度的测量结果；
5.2.2.3检查轴承运行情况；
5.2.2.4分析振动原因,进行相应处理；
5.2.2.5振动严重超过规定值,应按事故停机按钮停机。
5.3进水口拦污栅堵塞
5.3.1现象
5.3.1.1拦污栅前后压差指示报警；
5.3.1.2机组出力在导叶开度未变的情况下，有所下降。
5.3.2处理
5.3.2.1检查拦污栅前后压差指示，如未超过规定值，机组可降低功率运行，但应立即通知维护清污；
5.3.2.2污栅堵塞严重应立即联系停机处理。
5.4水轮机顶盖水位升高
5.4.1现象
5.4.1.1监控系统报警“水轮机顶盖水位升高”
5.4.1.2现地顶盖水位升高。
5.4.2处理
5.4.2.1迅速到现场检查漏水及水位上升情况，检查排水泵排水情况，如排水泵未启动抽水，应检查原因，设法启动排水泵；
5.4.2.2检查各处漏水量是否增大，如水轮机主轴密封部分漏水较大，调整机组有功功率和无功功率使顶盖水位降低；
5.4.2.3检查自流排水孔是否畅通，如有堵塞，应通知维护清理排水口；
5.4.2.4若漏水过大，处理无效且水位还在上升，视情况联系停机处理；
5.4.2.5停机后投空气围带止水，通知维护处理。
5.5导叶剪断销剪断
5.5.1现象
5.5.1.1监控系统报警“剪断销剪断”
5.5.1.2机组振动、摆度增大，水车室有漏气声。
5.5.2处理
5.5.2.1现场检查确有剪断销剪断，并确定剪断销剪断位置、数量；
5.5.2.2向调度申请停机并联系检修处理。
5.6机组轴瓦温度升高
5.6.1现象
5.6.1.1监控系统报警“XX轴瓦温度偏高”
5.6.1.2机组LCU柜轴瓦温度显示超过正常值。
5.6.2处理
5.6.2.1现场检查是否误发信号，若系测温装置误动，通知维护退出该点并校验装置和相关表计；
5.6.2.2注意监视瓦温上升情况，及时调整负荷；
5.6.2.3检查有关冷却水的水压和循环系统工作是否正常；
5.6.2.4监听轴承内部声音，判别发声部位，仔细分析原因；
5.6.2.5检查轴瓦油面油色、油位，如有漏油应设法处理，如果油色不正常应联系维护取油样化验。
油混水则参照5.8条处理；
5.6.2.6测量机组摆度是否有明显的变化，如果摆度大引起瓦温升高，可适当调整导叶开度至摆度最小工况运行；
5.6.2.7经检查和处理仍不能维持机组正常运行时，应联系调度尽快解列停机。
5.7机组轴承油槽油位异常
5.7.1现象
5.7.1.1监控系统报警“机组轴承油槽油位异常”
5.7.1.2油位超过上（下）限。
5.7.2处理
5.7.2.1核实油位是否正常并监视瓦温变化情况；
5.7.2.2如油位过低，应检查是否漏油，甩油；
5.7.2.3检查排油阀是否关闭严密；
5.7.2.4设法补油使机组恢复正常运行；
5.7.2.5经检查系冷却器漏水引起油位上升，应立即停机处理。
5.8油混水
5.8.1现象
5.8.1.1监控系统油混水报警；
5.8.1.2轴承温度可能升高。
5.8.2处理
5.8.2.1监视轴瓦温度；
5.8.2.2检查油槽的油位、油色；
5.8.2.3检查系冷却器漏水引起，应立即停机处理。
5.9运行中球阀误关
5.9.1现象
5.9.1.1机组负荷大幅度降低或至零；
5.9.1.2导叶开度增大,球阀开度指示减小或至零。
5.9.2处理
5.9.2.1检查确认球阀误关时,立即将机组停运；
5.9.2.2通知维护检查误关的原因,故障消除后,做远方球阀自动开关试验正常后,方可启动机组投入运行。
附录
1设备安装高程
坝顶高程
35.5
m
正常库水位
585
m
校核洪水位
594.7
m
水库死水位
583.5
m
最高尾水位
266
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