微型水电站的运行和维护。方案、说明

微型水力发电厂的运行和维护。无线电电子电气工程百科全书

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微型水电站的运行和维护必须按照微型水电站使用说明书进行。为了持续监测微型水电站的状态以及水参数，微型水电站的所有者必须保留微型水电站的检查和观察日志。该期刊包含微型水力发电厂设备和水力结构的检查（观察和测量）数据、河流和微型水力发电厂水力结构的水参数。

操作说明可以由建造该设施的人（或承包商）提供给微型 HPP 的所有者，也可以由所有者自己直接开发（如果微型 HPP 的建设是独立进行的）。

微型 HPP 的操作手册应包含以下信息：

水工建筑物清单、其用途和操作功能；
设备清单、用途和操作功能；
水工结构材料的特性（构成结构的材料类型等）；
液压装置的技术护照和操作说明书（由液压装置制造商提供）；
微型水力发电站的运行程序：正常运行条件下、跳过洪水和高水位时、霜冻期间、紧急情况下；
微型 HPP 运行的安全要求；
微型水电站水工建筑物和水力发电机组的准备和维修程序；
大概日期：洪水的开始和结束；污泥的出现；河水结冰；
水轮机（水轮机）的流动特性；
所有控制和测量仪器（KIP）的清单和布局；
进行仪器测量的方法。

以下是微型水电站运行的一般规定，其中包含适用于大多数导流型微型水电站的规定。同时，还应根据微型水电站的类型、容量和具体水力特性对这些一般规定进行补充。

微型水电站运行程序

1.启动和停止

1.1 微型水电站启动时，需向压力池注水至保证水电机组及压力管道运行的容量。充水时，这些水工建筑物不允许向水轮机供水。

1.2. 水工建筑物注水时，必须打开取水建筑物的闸门，保证引水渠取水。通过打开进水建筑物的闸门来确保引水渠的取水，从而提供引水渠的必要填充和所需水流的通道。

1.3. 如果引水渠和/或压力水管包含溢流装置或用于排放过量水的系统，则可以在进水闸门完全升起的情况下将水抽入这样的引水渠中。然而，在这种情况下，必须记住，大量水流的通过可能会导致土质水工结构的侵蚀。

1.4. 将取水结构注水至微型水力发电站的水力发电机组可以运行的水位应该是打开涡轮室供水的信号。重要提示：打开涡轮室供水时，必须确保碎屑、沙子和石头不会随压力池中的水进入涡轮室。启动时向水轮机供水的流量不应超过水力装置标称流量的20%，逐渐增加流量至水力装置标称流量的50%。该流量在液压装置操作说明书中指定的时间内供应至涡轮机。同时，启动期间液压装置空载运行。

1.5. 水轮机的启停、运行和维护（以功率260kW径轴式水轮机HLD28-LJ-30为例）。型号标记含义如下：

HL——混流式水轮机；
D260——叶轮型号；
L——纵轴；
J——金属螺旋室；
28 - 标称叶轮直径（28 厘米）。

操作前准备

1）检查排放通道出口是否位于水下所需深度（根据液压装置的要求）。

2) 检查所有转动部件是否处于运动状态。

3) 检查螺栓和螺母是否紧固。

4）检查油位是否在适当的高度（根据液压单元的要求）。

5) 检查所有需要润滑的部位是否充分润滑。

6) 检查机器附近是否有物体阻碍各部件的运动。

7) 检查配电盘和接线。

8）打开上锁（锁），检查压力管路连接处是否有泄漏。

发射

1）打开主闸门，使蜗壳开始充满水。然后打开压力表和真空表。

2）缓慢转动调速手轮，启动先导叶片，让机器空转，直至达到所需速度。注意：必须确保速度不超过允许的限制。

3）查看频率计是否稳定在50Hz。当机组达到正常值后，逐渐增加负载，并将调速器置于自控模式。

4）布水器的开度必须与发电机的负载相匹配。它由速度控制杆调节，考虑发电机的转速。

水轮机试运行

汽轮机投入运行前，需进行试运行，监测各部件运行是否平稳。

1）根据水轮机的启动情况，首先让机组转速达到要求值的一半。空载运行涡轮机 4 小时。监视机组运行中是否有不可预见的现象。若一切正常，则将转速提高至要求值，再连续运转4小时。

2) 机组空载运行成功后，逐渐交替增加负载25%、50%、75%，直至满载。一旦达到满载，设备必须进行 72 小时（满载）测试。密切监视装置所有部件的功能。每小时记录一次机组的运行状态。如果一切正常，则将设备投入全面运行。但在试运行中如发现异常现象，应立即停车，查明原因并排除。

停止水轮机

1) 关闭配水系统。

2）关闭消费者。

3) 关闭进水阀。

4) 关闭压力表和真空表。

5) 将设备外部擦干净。

6）机组长时间停机或结冰时，需打开位于螺旋室底部的排水阀，排出积水，并清除堆积的杂质。

紧急停止

机组运行过程中若出现下列情况，应立即停止运行，并在运行日志中作出相应记录：

1) 机组功率明显下降。

2) 发电机或调速器出现故障。

3) 设备剧烈振动，或异常噪音。

4) 轴承过热。

5) 机组向两侧“运行”（如果速度控制器处于自控模式，则将运行置于空转状态，然后停止）。

2、正常操作条件下的操作程序

2.1. 水工建筑物的运行应保证取水建筑物向引水渠不间断供水，其供水量保证水工装置带载运行。引水渠的供水量严重过剩可能会导致下游出现危险的冲刷。

2.2. 为了防止引水渠（特别是土渠）受到损坏，不应允许渠内水位发生过快的变化（例如突然施水量很大）。

2.3. 为防止河岸侵蚀，不允许超过允许流量的水流通过。

2.4. 为了防止空气进入涡轮室，不得让压力池内的设定水位降低。空气进入涡轮室是一种非常危险的现象，会导致涡轮机产生水锤。如果压力结构中的水面形成漏斗，则需要减少流向涡轮机的水流和/或增加进水结构处的进水量。

2.5. 如果水盆装有溢水装置和/或排放装置，则可以增加供水量。这将使得在水力发电装置耗水量急剧增加的情况下能够获得供水，并部分清除漂浮在表面上的垃圾。

2.6. 水轮机运行和维护：

1）定期检查机组各部位的密封性。

2) 定期检查所有螺母和螺栓的紧固性。

3) 监控设备所有活动部件的可维护性和移动性。

4）定期测量螺旋室内的水压和排出通道的真空度，同时将测量数据记录在工作日志中。

5) 确保叶轮叶片上不形成气蚀。

6) 定期在机组所需部位加注润滑油。

7）建议机组每三个月进行一次技术检查和小修，每年进行一次大修。需要更加频繁地检查叶轮、轴承等关键部件。

8）机组的启动、运行和停止必须严格按规定程序进行。

9) 如果机组运行过程中出现故障，需要进行初始记录。

10）生产场地必须保持清洁。备件、润滑剂和消耗品、工具必须齐全。

2.7. 微型水电站的操作人员必须确保对微型水电站的水工结构和水力发电装置进行日常目视检查，并将检查结果信息输入微型水电站检查和观察日志中。日志应包含以下信息：

检查日期；
测量水工建筑物中水位和水量的数据；
有关垃圾截留机构上是否存在碎片以及清除该机构上的碎片的必要性的信息；
有关陷阱中是否存在沉积物以及需要对其进行清洁的信息；
有关检测到的微型 HPP 水力结构损坏的信息；
微型水电站的停运日期和造成停运的原因；
根据说明提供的包含在微型 HPP 检查和观察杂志中的其他信息。

在冬季，有关水工结构结冰和污泥存在（或不存在）的信息应记录在日志中。

3. 压力管道和涡轮机的垃圾保护

3.1. 在微型水力发电厂运行过程中，必须确保涡轮设备免受漂浮垃圾（木本植被、草地、漂浮生活垃圾等）的影响。

3.2. 微型 HPP 保护系统免受垃圾影响，应在从取水结构到压力管道的水运动路径上的所有水工结构上安装垃圾保持机构。为了保护微型水力发电厂的涡轮机免受进入压力池的垃圾的影响，来自压力池的水在进入压力管道之前必须通过挡渣格栅。

3.3. 微型水力发电站（引水型微型水力发电站）取水构筑物的设计和施工应确保大部分垃圾被水流清洗干净。河道，防止垃圾进入导流渠。

压力池的设计应提供水组织系统，使主流水流将垃圾引导至废物管道中。

3.4. 应定期清洁垃圾储存装置，以防止供应给涡轮机的水量减少。洪水发生时，垃圾截留装置的清理频率应高于微型水电站正常运行期间的频率。

3.5. 如果微水电站所在的河流中产生大量杂物，那么为了避免对微水电站造成损害，允许在年底前停止微水电站的运行。洪水时期。在这种情况下，取水设施的取水暂停（通常，此操作仅适用于导流型微型水电站），并且微型水电站设备的运行停止。

3.6. 有关清除水工建筑物碎片的信息被记录在微型水力发电厂的检查和观察日志中。

4. 泥沙控制

4.1. 由于水力结构淤积和涡轮叶轮的严重磨料磨损，微型水力发电厂的运行常常出现困难。微型水力发电厂水工建筑物的设计和施工应包括建造各种拦石、淤泥和沙子的陷阱。

4.2. 主要的泥沙控制措施有：

开展护岸工程，防止引水渠岸边遭到破坏和侵蚀；
在从进水结构到压力管道的水路沿线安装石头、沙子和淤泥收集器；
定期清除存水弯中的沉积物，如有必要，清除相应水工建筑物中的沉积物。

4.3. 如果进行泥沙清除会导致压力管道进沙，甚至石块进入，那么在清理水工建筑物泥沙期间，需要暂停微型水电站的运行。

4.4. 应定期清除疏水阀和水工建筑物上的沉积物。清洁频率取决于水工建筑物及其上安装的沉积物收集器的堵塞率。考虑到河流的自然和水文特征，以及微型水力发电厂之间的差异（不存在几乎两个相同的微型水力发电厂），微型水力发电厂的所有者必须独立确定微型水力发电厂的清洁频率。沉积物

4.5. 有关清除水工建筑物沉积物的信息被记录在微型水力发电厂的检查和观察日志中。

5.跳过洪水（洪水）

5.1. 每年洪水期到来之前，微型水电站业主必须确定春季洪水（洪水）正常通过所需的措施清单。

5.2. 对于导流式水电站来说，有效通过洪水的一个重要条件是合理设计和建造的取水建筑物。取水结构的安装方式应避免位于洪水路径上。它应位于河流的内弯处，以便主要洪水流到达河流的对岸，而不是直接位于进水建筑物上。

5.3. 由于不受控制的水流进入引水渠而导致水工建筑物被洪水破坏。当微型水电站上游形成新的（额外的）河道或河道扩大时，可能会因洪水而导致不受控制的水流进入。为了防止这种情况的发生，有必要对可能受到侵蚀的地方进行河岸加固工作，这些地方可能会形成新的河床，从而导致微型水电站的水工建筑物和设备遭到破坏。

5.4. 对于具有相对较小水力机组的小型微型水力发电厂，将其拆除并将其转移到安全的地方是有意义的。

5.5. 微型水力发电厂水工结构的设计和施工应考虑到先前在拟建微型水力发电厂的河流上可获得的洪水信息。该信息可以从当地居民和相关服务部门（紧急情况部、水资源部、灌溉服务部门）获得。随着渡过洪水的经验不断积累，洪水期间微型水电站运行程序的变化应纳入微型水电站运行说明书中。

5.6. 洪水过后，必须检查所有水工建筑物，特别是下游锚地和设备，确定损坏情况并确定消除期限。

5.6. 有关洪水的信息、开始和结束日期以及洪水通过的结果都被输入到微型水力发电厂的检查和观测日志中。

6. 负温操作

6.1. 每年，在负气温时期到来之前，都需要确定一份正常度过该时期的措施清单。

6.2. 在负温度时期之前，有必要检查：

冬季运行闸门的运行准备情况以及密封件的适用性；
污泥排放装置、炉排清洁装置（如有）的准备情况；
门、格栅、凹槽、预埋件和提升机构的加热和隔热装置的可用性；
仪器的可维修性；
工具和设备（耙子、铲子等）。

还需安排专人全天候清除液压装置所在场所的冰、污泥，并做好冬季操作的准备，以防止设备和仪表结冰。

6.3. 闸门和水工建筑物在负温期间需每日检查是否结冰。

6.4. 不得允许导流航道和压力盆地因冰和冰团而形成哪怕是最小的堵塞。当水工结构中结冰时，必须立即开展工作将其从结构中清除。

6.5。与污泥和冰的斗争应通过以下方式进行

安装在杆之间的大跨度光栅的冬季。
从压力结构中去除污泥和冰。可以通过废液管道（如有）进行部分清除，但必须注意废液管道不要被堵塞；
人们使用各种设备清除污泥和冰：耙子、干草叉、铲子等；
可以对垃圾拦截格栅安装电加热装置，以防止其结冰。

6.6. 为了防止污泥和浮冰堵塞格栅，导致进入涡轮机的水量减少，有必要经常清洁格栅。污泥可以通过格栅。

6.7. 为了使污泥沿导流渠道畅通无阻，必须采取以下措施：

微型水电站不应在最大负荷下运行；
必须清除所有妨碍污泥平稳、均匀移动的障碍物，以防止在导出过程中形成堵塞。

6.8。微型水电站的检查观测记录应标明引水航道上发生快速冰川作用的部位，以便及时碎冰，防止形成冰塞。

6.9. 如果在负温度期间关闭微型水电站，则有必要：

从涡轮室和压力管道中排出水；
关闭这些结构和机制的水通道；
关闭取水建筑物闸门，停止向引水渠供水。

采取这些措施是为了防止液压装置和压力管道发生故障。

水工建筑物的维修

维护任务是：

水工建筑物的持续运行维护（检查、消除小缺陷、清除碎片和植被、清理沟渠、清除冬季积雪等）；
监测结构，进行必要的调查和研究；
识别缺陷，消除这些缺陷需要维修工作；
维护用于评估结构状况的技术文件。

7、水工建筑物的维修

7.1. 微型水电站在运行过程中，随着时间的推移，混凝土表面可能会出现空化损伤（水引起的损伤），表现为凹陷、沟壑、裂缝等。这是由于水流对某些混凝土表面的直接冲击而产生的。地方。在此类表面上进行修复工作时，必须消除已发生的所有损坏（使墙壁光滑，突出的加固部分（由于混凝土碎片脱落）必须与混凝土表面齐平或密封至其原始状态。

如果在结构体中发现裂缝，则必须确定其发生的原因并进行修复工作以消除裂缝。

7.2. 土质水工建筑物在运行过程中，可能会出现沟壑、裂缝、滑坡、沉降、土壤冲刷等现象，必须查明其发生原因并进行适当的修复工作。

7.3. 在引水渠上，有必要清除所有限制运河工作断面并造成沿渠压力损失的障碍物：未清除的桩基残骸、临时桥梁支撑、修复屏障残骸、围堰、未切割的岸台等。

7.4. 如果运河穿过定居点，则必须有下降的生活用水取水口，并配备额外的安全措施，以防人员落水。取水点的选择必须征得运营组织和地方当局的同意。

7.5。引流路线沿线的建筑物（塞勒杜克、泥石流管道、雨水排放口、高地沟渠等）必须及时清除沉积物和淤泥，并保持其正常工作状态。

7.6。微型水电站的计划关闭应用于检查水工结构，清除沉积物和碎片，并进行维修工作。

8、常见故障及排除方法（以功率260kW径轴式水轮机HLD28-LJ-30为例）

故障及其原因		调试方法
单位功率降低
1	上部通道充满淤泥或流筛被杂物堵塞，或水压减弱。	需在取水口前挖坑（池），用于沉淀砂泥团，并定期清除堆积物。清除粘在网上的杂物。
2	下部通道充满淤泥，减少了所用压力的力量。	清除渠道中的淤泥堆积物。采取预防措施，防止河岸崩塌，因为河岸的侵蚀往往会导致单位渠道淤积。确保地下水源源不断。严格遵守排放通道的设计尺寸。
3	放电通道浸没深度不够，内部已形成裂纹，或空气进入放电通道，或真空度被破坏。	任何情况下，必须保持排水沟淹没深度至少30x50毫米。通过焊接将产生的裂纹焊掉。安装通风口。确保排放通道中所需的真空度。
4	水轮机导叶开度不足。	检查调速器、导叶、自动调速器的工作情况。排除故障。
5	叶轮叶片损坏。	使用焊接修复叶片，或完全更换叶轮。
6	密封圈磨损。	检查环，必要时更换。
机组运行过程中出现异响、敲击声、振动
1	大量异物进入装置	停止设备并清除其流动部分积聚的碎片。
2	由于停止添加润滑油或用不同质量的油更换正确质量的油而导致轴承过热。	停止设备。检查是否需要加油：必要时加油。或者用正确质量的油更换用过的油。
3	紧固件松动。	停止设备。检查所有可能用螺栓和螺母固定的部件。正确拧紧它们。防止紧固件再次松弛。
4	机器的旋转部分不平衡。	停止设备。调整旋转部分的位置，使其平衡。
5	水轮机在极其不利的空化腐蚀条件下运行。	检查操作条件。涡轮机必须在正确的吸入高度下运行，该高度不得超过铭牌上指示的吸入高度。
6	在一定的环境和功率下，设备开始振动。	请勿在不稳定的位置操作本机。
在涡轮机从空载状态转换到负载状态期间，导流叶片的开度超过空载运行期间的开度比例。
1	进水阀未完全打开。	完全打开进水阀。
2	在进水口处，挡渣篦被堵塞。	清洁垃圾格栅。
3	叶轮间隙过大。	停止设备。检查磨损程度。根据需要更换或修理。
轴承发热超过允许限度
1	润滑油不足或过量。	停止设备。检查润滑系统。保持正确的油位。
2	轴承损坏。	更换轴承。

作者：Kartanbaev B.A.、Zhumadilov K.A.、Zazulsky A.A.

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