张玉永 蒋加胜
国家电投云南国际桥街电站679109
摘要：经济的飞速发展对我国水能、电能提出了更高的要求，作为生活必用的能源，水电厂作为关键的水能和电能部门承担了巨大的压力，因此水电厂设备的可靠性一直备受科技人员的关注。水电厂运行的可靠性也对电力系统有着十分重要的影响，很多水电厂事故的发生，例如区域性的大面积停电、电力系统崩溃都与水电厂的设备可靠性有着不可分割的关系。因此，提高水电厂机械设备的管理和可靠性已经是水电发电企业的核心。本文以电力系统的安全生产为背景，基本概括了当前我国水电厂生产电力行业的现状，分析了水电厂各个系统的故障原因和影响，为提高水电厂机械主设备的运行可靠性，在管理上提出了一系列举措。
关键词：水电厂；机械主设备；运行；可靠性研究
引言：我国不断的对电力企业进行改革以达到人们对电量的需求，着重对水电厂机械主设备的运行可靠性进行研究和管理，以达到容量大、设备先进、自动化的水电系统的目标。在电力企业进行改革的过程中，也会暴露很多安全问题和生产事故，而在这些事故中，电力系统设备的运行故障占主要原因，所以关注水电机械设备的可靠性也逐渐成为了人们重点关注的问题。
一、水电厂机械设备的现状分析
水电厂的机械主设备指的是机械设备和电气设备，其中机械设备主要包括发电机、调速器和水轮机。机械主设备的原理就是多零件合理组合在一起以形成一个综合性的电力系统，从而达到电力系统的功能。
水电厂的机械主设备的不断的使用过程中会出现一系列的故障问题，从而达不到预期的使用效果，事实证明一旦水电厂的机械主设备在运行过程中出现故障，一般都会带来严重的后果，故障处理起来难度也很大。而在运行故障原因中，除了机械的正常磨损之外，还存在以下几个问题：
1、在水电厂主设备的机械制造中存在隐患
在水电厂运行故障原因中，有一部分原因是在设备的原始设计、零部件选型和组装过程中出现的问题，现场的组装人员或者技术人员对设备的认识不够，没有充分考虑地理环境对机械设备的影响，零部件选择和组装错误，没有详细计算回转零件安装定位点，加工零件的偏差较大等都会对机械设备的使用寿命或者实际应用造成影响。
2、对水电厂机械主设备的维护工作不充分
定期的维护、检修、保养是保证水电系统机械主设备可靠性的有效措施。但是在实际的水电厂的维护工作中，维护人员往往处理不当，造成严重后果。例如：以次充好，在设备的运行过程中出现零件的磨损是很常见的现象，而在维护过程中维护人员常因为节约成本等原因更换检修质量不良的备用零件，从而造成严重后果。还有可能是因为水电厂缺乏专业的维修人员。在目前的电力企业中需要很多的专业人员，但是目前市场上专业人员明显资源紧缺，或是在后期的人才培养方面电力企业存在欠缺，导致在电力系统的工艺和材料更新改革之后，设备检修人员没有对检修工艺做出适时的调整，造成了机械设备检修质量不良的现象。
3、对机械运行的重视程度不够
对水电系统的运行的重视程度不够是当前国内大中型水电厂普遍存在的一个问题。由于资金短缺、节约成本、企业过度追求利润等一系列原因，造成了对水电系统机械主设备质量的忽视，在日常的经营管理中存在欠缺，在设备的安装和检修环节的重视明显不足，只有在机械设备出现重大问题或者造成严重后果后才能引起电力企业的重视。
二、水轮机转动部件的故障模式及影响分析
水轮机转动部件的故障模式及影响分析即FEMA是分析可靠性的一种重要的方法。其基本原理是通过对潜在的故障模式进行分析，从而得到潜在的故障为系统带来的不利影响，同时将故障模式按照严重程度的不同进行分类，并评价和分析，在已有的技术水平上找到合适的方法去消除或者减小影响。
首先将电力系统机械主设备转动部件按照结构树进行分解，随后用FEMA方式进行分析。转动部件可以分为能量转换机构、能量输出机构、轮叶操作机构和轮叶密封机构四部分。
利用FEMA的分析方法，对零件的功能、故障原因、故障现象、故障方式和故障影响等进行危害性分析，找出在转动部件中对电力系统危害最大的零部件。通过一系列的分析，我们得出结论在转动部件的四个部分中对设备危害最大的是能量转换机，其次是转轮密封机，随后是轮叶操作机，能量输出机是危害性最小的部分。这些分析为之后的检修工作提供了理论依据。
三、提高水电厂机械主设备可靠性的具体措施
1、采用FEMA的分析方法，评判零件失效的预防等级
水电厂机械主设备可以分成各个明确的结构，采用结构树的分析方法，可以可以清晰明了的观察到机械主设备每个子系统中最基本的零件的故障原因和故障影响，根据以学习的知识，我们可以知道影响零件故障危害的参数包括每个部件的故障率、故障影响概率、故障模式频数比和工作时间，可以得到故障模式危害度=每个部件的故障率*故障模式频数比*故障影响概率*工作时间，同时可以根据这个指标得到各个零件的危害度排行，从而得到零件失效的预防等级。通过利用计算得出的这一结果，对危害大的零部件采用合理的方法进行远程监控，防止设备故障的发生。
2、根据故障率确定维修周期
由FEMA分析结果，我们可以依靠故障次数、可靠性数据等得到发电厂机械子系统的故障频率、故障的间隔时间和失效情况，利用统计的方法得到故障率这一数据。利用故障率和正常情况下的预计使用寿命两个数据我们可以计算出最小计划维修周期。通过这一计算结果，我们既可以依靠计算的时间合理做出计划停机的决策来防止故障的发生，也可以降低电厂非计划停机的不确定性，提高电厂和机组的信赖度。
3、合理安排零部件的备品备件数量
根据各种实际发生的情况我们可以发现，在电厂机械设备发生的故障中，有些是普遍的，属于同类故障，而这些故障发生的频率都较高。所以依靠对电厂设备故障率的统计结果这一数据对某些零部件的备品备件数量进行适当的增加，防止因为故障的发生造成维修时间的浪费，减少非计划停机时间。除此之外，一些故障率低、非必要部件的备品备件的储备会造成成本的浪费或者资源的损耗，可以适当的减少它的库存量以节约成本。
4、对故障进行预防并及时确定处理方法
在水电厂的实际工作中，我们可以根据故障率、FEMA分析部件系统的材料、强度和维护手段等，尤其是发生故障部件的材料、力学结构、功能等问题，利用这些分析结果找到合理的预防措施和故障处理方法，并进行技术改造。
5、确定同一故障类型的检修时间
根据对故障的统计结果我们可以得出结论：同类故障发生的频率很高，所以统计故障的停机修复时间就十分有必要，这是在今后处理同类故障申请停机时间的有力依据。因为在实际情况中，如果申请的停机时间小于故障修复的实际时间，就是影响机组的一系列可靠性的考核指标，从而影响机组的可靠性。而确定好同一故障类型的检修时间，就可以迅速做出反应，避开用电高峰期，减少水电厂的资源压力，对停机时间做出合理规划。
结束语：水电厂机械主设备是否安全可靠直接影响了电力系统供电的可靠性和稳定性。通过对水电厂机械主设备的可靠性的探讨和研究，利用结构树等分析方法分析各个部件或者子系统的故障，帮助技术人员了解系统结构，制定检修方案，控制检修进度和检修成本；通过故障树的分析方法了解设备失效的原因，帮助水电系统预防故障的发生，并将设备故障影响消除或者降低到最低的水平。这样做不但能有效的改善水电厂机械设备的管理，还能很大程度的提高水电厂设备的可靠性，防微杜渐，减少并杜绝事故和重大危害的发生。
参考文献
[1]郭卉.提高水电厂设备运行可靠性的研究[J].低碳世界,2016(09):227-228.
[2]李宏宇.浅析中小型水轮机械主设备可靠性管理[J].科技与企业,2015(07):9.
[3]李中新.提高水电厂机械主设备运行可靠性研究[J].中国水运(下半月),2012,12(02):104-105.
[4]付兴林,张根保,辛绍凯,任显林.水电厂机械主设备运行可靠性研究[J].机械设计与制造,2007(11):222-224.