Q GDW 11697-2017 《混流式水轮机及水泵水轮机状态评价导则》.pdf

1、 ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11697 2017 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价 导则 Guide of condition evaluation for Francis turbine and pump-turbine 2017 - 02 -12 发布 2018 - 02 -12 实施 国家电网公司 发布 Q/GDW 11697 2017 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 状态评价方法 . 2 附录 A（资料性附录） 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价报告 14

2、编制说明 . 16 Q/GDW 11697 2017 II 前 言 为规范和有效开展混流式水轮机及水泵水轮机状态评价工作，参照相关规程，制定本标准。 本标准由国家电网公司基建部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位：国网新源控股有限公司、国网新源控股有限公司技术中心、国网浙江省电力公司。 本标准主要起草人：桂中华、冯伊平、荆岫岩、张亚武、陈伟勇、张全胜、常玉红、 胡卓勋、 周喜军、王环东、张飞、孙慧芳、董阳伟、姚航宇、李永红、孙逊、樊玉林、常龙、黄坤、姜涛、杜雅楠、朱青山。 本标准 首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 116

3、97 2017 1 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价导则 1 范围 本标准规定了混流式水轮机及水泵水轮机状态评价方法和评价标准。 本标准适用于国家电网公司所辖水电站混流式水轮机及水泵水轮机，其它型式水轮机可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅 注 日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 6075.5 在非旋转部件上测量和评价机组的机械振动 第 5部分 水力发电厂和泵站机组 GB/T 11348.5 旋转机械转轴径向振动的测量和评定 第 5部分 水力发电厂和泵站机组 GB/

4、T 17189 水力机械（水轮机、蓄能泵和水泵水轮机）振动和脉动现场测试规程 GB/T 28570 水轮发电机组状态在线监测系统技术导则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 状态量 criteria 直接或间接表征设备状况的各种技术指标、性能和运行情况等参数的总称，本标准将状态量分为一般状态量和重要状态量。 3.2 一般状态量 minor criteria 对设备的性能和安全 运行影响较小的状态量，状态量的劣化不影响设备主要功能的实现。 3.3 重要状态量 major criteria 对设备的性能和安全运行影响较大的状态量，状态量的劣化影响设备主要功能的实现。 3.4 正常

5、状态 normal condition 设备的状态量均处于规程规范限定的正常运行范围以内的运行状态。 3.5 Q/GDW 11697 2017 2 注意状态 attentive condition 设备的状态量（单项或多项）具有接近规程规范限定的正常运行范围边界的趋势，但未超过该限值，设备在实时监控的条件下具备长时间运行能力的状态。 3.6 异常状态 abnormal condition 设备状态量（单项或多项）处于或略超过规程规范限定的正常运行范围边界，设备在实时监控的条件下具备短时运行能力的状态。 3.7 严重状态 serious condition 设备状态量（单项或多项）超过规程规范限

6、定的正常运行范围边界，设备不能够满足短时运行能力的状态。 4 状态评价方法 4.1 状态量选取原则 4.1.1 状态量的选取应能直接、有效反映设备的运行状态与设备性能劣化的趋势及程度。 4.1.2 状态量的获取应技术可行，状态量的评价应有明确的规程规范支撑。 4.1.3 状态量应尽可能根据具体部 件的情况进行细化，可以根据部件的物理状态进行描述。 4.2 状态量获取 4.2.1 状态量来源于原始资料、运行资料、检修资料和其它资料。 4.2.2 原始资料应包括但不限于：设计报告、订货技术规范、铭牌参数、型式试验报告、设备监造报告、出厂试验报告、运输安装记录、交接验收试验报告、调试报告、安装使用说

7、明书等。 4.2.3 运行资料包括但不限于：监控系统记录、在线监测系统记录、运行日志、巡检记录、缺陷及异常记录等。 4.2.4 检修资料包括但不限于：检修报告、预试报告、特殊测试报告、设备技改及主要部件更换情 况记录等。 4.2.5 其它资料包括但不限于：同类型设备的运行、修试、缺陷和故障情况；有关反措执行情况说明；运行环境的变化；国家及行业标准的制修订情况等。 4.3 状态量劣化程度及扣分值 4.3.1 根据状态量劣化程度及对水轮机正常运行的影响从轻到重分为、级。状态量劣化等级、劣化程度及扣分标准见表 1。 4.3.2 一般状态量的劣化程度分为、级，重要状态量的劣化程度分为、和级。 4.3.

8、3 重要状态量一旦出现扣分值，应引起运行及维护人员注意并采取相应的策略。 Q/GDW 11697 2017 3 表 1 状态量劣化等级及对应扣分表 劣化等级 一般状态量扣 分值 重要状态量扣 分值 劣化程度描述 1 2 劣化程度轻微，不处理并不造成设备整体功能的降低，不影响水轮机长时间正常运行。 2 4 劣化程度较轻，状态量或有接近标准限值的趋势，或造成设备局部功能异常，但不影响水轮机正常运行。 / 8 劣化程度较重，状态量或超过标准限值，或造成设备局部功能缺失， 相关部件需要及时处理，水轮机不能长期运行。 / 10 劣化程度严重，状态量已超过标准限值，造成设备部件功能丧失，影响机组作为一个整

9、体运行，需要 立即处理。 4.4 状态评价 4.4.1 状态评价分为部件评价和整体评价两部分。 4.4.2 根据各个部件功能的独立性，混流式水轮机部件包括：转轮与大轴、主轴密封及其供水系统、水导轴承及其油冷却系统、导水机构、蜗壳与座环、压水回水系统（根据具体电站而定）、尾水管、水轮机机坑其他设备、综合反映机组运行状态的状态监测系统等 9 个部件。 4.4.3 当以下情况发生时，应对部件状态进行评价，必要时可进行整体评价： a) 新部件投运后； b) 公司发布批次缺陷后； c) 日常巡视缺陷（严重或危急）发生或消除后； d) 检修、预试等维护工作发现缺陷（严重或危急）后； e) 反措发布或执行后

10、； f) 振摆保护动作后。 4.4.4 当以下情况发生时，应对机组进行整体评价： a) 新机组投运后； b) 机组发生特殊运行工况（如机组二级过速、一管多机同时切泵或同时甩负荷等）后； c) 重要部件更换后。 4.4.5 电厂宜根据水轮机运行及检修情况进行定期整体评价。 4.4.6 状态量扣分标准 ,水轮机部件状态与评价扣分标准见表 2所示。 4.4.7 部件状态评价方法 ,水轮机部件的评价应同时考虑单个状态量扣分和 部件合计扣分情况。正常状态和注意状态根据部件合计扣分确定，异常状态和严重状态根据单项扣分确定，具体评价方法见表 3所示。 4.4.8 整体状态评价方法 ,整体评价应以部件评价为基

11、础，根据以下准则进行评价： a) 当所有部件评价为正常状态时，整体评价为正常状态。 Q/GDW 11697 2017 4 b) 当任一部件为注意状态、异常状态或严重状态时，整体评价为其中最严重的状态。 4.4.9 状态评价报告 ,状态评价报告格式模板见附录 A。 Q/GDW 11697 2017 5 表 2 混流式水轮机及水泵水轮机部件状态与评价扣分表 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 1 转轮与 大轴 主轴本体 主轴本体及其法兰出现裂纹 重要 10 1、 需整体评估主轴能否继续使用； 2、 定期进行无损探伤，检查缺陷情况； 3、 必要时更换主轴。 水导摆

12、度 稳定运行区内摆度超过 GB/T 11348.5所规定的 B区限值1.25倍。摆度的测量应满足 GB/T 17189的要求。 重要 4 稳定运行区内摆度超过 GB/T 11348.5所规定的 C区限值1.25倍。摆度的测量应满足 GB/T 17189的要求。 重要 8 稳定运行区内摆度值上升趋势明显，且接近允许值 重要 8 大轴连接螺栓与螺母 螺母及锁定存在裂纹或松动 重要 8 1、机组检修时检查螺母及锁片情况； 2、必要时对螺栓及锁片进行无损探伤。 螺栓存在裂纹或断裂 10 螺栓保护盖松动 4 转轮连接螺栓与销钉 螺母及锁定存在裂纹或松动 重要 8 1、机组检修时检查螺母及锁片情况； 2、

13、必要时对螺栓及锁片进行无损探伤。 螺栓存在裂纹或断裂 10 销钉存在裂纹或断裂 10 大轴底部堵板 堵板及其紧固螺栓、锁片松动 重要 10 密封损坏出现漏水 10 转轮 转轮迷宫环间隙不合格 重要 4 每次机组检修时对转轮裂纹、空蚀、磨损进行修复，预防缺陷扩大 转轮叶片出现微裂纹 4 转轮叶片出现贯穿性裂纹 10 Q/GDW 11697 2017 6 表 2 (续 ) 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 转轮轻微空蚀、磨损 2 转轮中等空蚀、磨损 4 转轮严重空蚀、磨损 10 泄水锥 泄水锥固定螺栓松动 重要 8 泄水锥焊缝出现裂纹 8 转轮平压管路 管路法

14、兰面处之 间轻微漏水 一般 8 管路焊缝部位轻微漏水 2 不能正常工作 4 2 主轴密封及其供水系统 固定环 固定环固定螺栓松动 重要 4 抗磨环 抗磨环轻微磨损 重要 4 抗磨环烧损时需检查活动密封环情况 抗磨环烧损 10 抗磨环固定螺栓、销钉损坏 8 活动环 固定环与活动环间隙不足，影响活动环正常运行 重要 10 固定环与活动环之间有较多污垢，影响活动环自由活动 4 固定环与活动环之间密封损坏，漏水量大 重要 8 活动 密封环 温度 温度超过报警值 重要 8 1、密封环磨损量应定期进行评估； 2、结合小修对弹簧压缩长度、磨损标尺等进行检查，评估磨损速度及磨损值 供水流量 流量小于报警值 8

15、 磨损量 磨损量接近或达到报警值 4 磨损量接近或达到跳机值 8 活动环支撑弹簧 弹簧断裂 重要 10 弹簧压缩力不足，无法压紧 8 表 2 (续 ) Q/GDW 11697 2017 7 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 活动环弹簧支撑螺杆 螺杆松动 重要 4 螺 杆断裂或有裂纹 8 主轴密封供水软管及钢管 供水管路及接头轻微渗水 重要 2 供水管路及接头漏水 4 主轴密封过滤器 过滤器堵塞 重要 8 过滤器排污阀不能开启 4 主轴密封减压阀 减压阀定值漂移 一般 4 节流孔板堵塞 4 减压阀漏水 4 3 水导轴承及其油冷却系统 油位 油位低或高至报警值

16、 重要 4 1、巡检时应准确记录油位计标示值并进行评估： 2、巡检时检查有无漏油等异常情况，必要时进行油含水化验； 3、严重时立刻对油盆底进 行渗漏检查、对冷却器、相关管路进行打压试验，确认是否存在内漏或外漏； 4、在排除在线监测系统故障后，结合技术监督数据如机组振动、摆度、运行工况、水头、冷却水温等进行全方面评估，分析变化原因。 油位低或高至跳机值 8 油质 油品不合格 重要 4 机组检修时进行油过滤或更换新油 油品严重劣化 8 Q/GDW 11697 2017 8 表 2 (续 ) 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 油温瓦温 油温瓦温达到报警值 重要

17、4 检查瓦温传感器、轴瓦间隙、轴承部件、冷却器等，找出油温瓦温升高原因 油温瓦温达到跳机值 8 导瓦 轴瓦表面存在异常磨损或刮伤 重要 4 机组运行时关注轴瓦温度，必要时更换轴瓦；关注油化试验中油样是否存在异常磨损颗粒 轴瓦表面存在严重磨损、刮伤或开裂 8 轴瓦损毁 10 瓦间隙调整部件 瓦间隙调整部件松动 重要 4 瓦间隙超过设计量 4 瓦间隙调整部件存在裂纹或断裂 8 瓦支撑部件 瓦支撑部件松动 重要 4 瓦支撑部件存 在裂纹或断裂 10 油盆 油盆盖甩油 重要 4 油盆底渗油 4 油盆底漏油 8 循环油泵 油泵电机异常发热，运行电流偏大 重要 4 油泵存在渗油漏油 4 油泵运行振动、噪声

18、过大 4 油过滤器 过滤器堵塞或滤网破损 一般 4 过滤器存在渗油漏油 4 油冷却器 冷却器管路堵塞 重要 4 表 2 (续 ) Q/GDW 11697 2017 9 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 冷却器漏油、漏水 4 冷 却系统管路与阀门 管路或阀门存在渗漏 一般 2 4 导水机 构 顶盖 顶盖密封漏水 重要 4 1、当抗磨板出现较大刮伤时，应对其状况进行进一步评估； 2、通过复测上下抗磨板距离、刀口尺检查平面度等方式确认变形量 顶盖固定螺栓松动 10 顶盖固定螺栓裂纹 10 顶盖抗磨板轻微刮伤、脱层 4 顶盖抗磨板严重刮伤、脱层 8 顶盖抗磨板轻微

19、变形 4 顶盖抗磨板严重变形 8 顶盖抗磨板固定螺钉松动 8 振动与压力脉动 稳定运行区 内振动超过 GB/T 6075.5所规定的 B 区限值1.25倍。振动的测量应满足 GB/T 17189的要求。 重要 4 稳定运行区内振动超过 GB/T 6075.5所规定的 C 区限值1.25倍。振动的测量应满足 GB/T 17189的要求。 重要 8 顶盖振动特征值上升趋势明显，且接近允许值 重要 8 在水头、负荷等工况参数接近时，与历史数据结果比较，有明显变化；部分负荷范围有水力谐振发生。 重要 8 底环 底环抗磨板轻微刮伤、脱层 重要 4 1、当抗磨板出现较大刮伤时，应对其状 况进行进一步评估；

20、 2、通过复测上下抗磨板距离、刀口尺检查平面度等方式确认变形量 底环抗磨板严重刮伤、脱层 8 底环抗磨板固定螺钉松动 8 Q/GDW 11697 2017 10 表 2 (续 ) 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 底环固定螺栓松动 8 底环抗磨板轻微变形 4 底环抗磨板严重变形 8 泄流环 泄流环表面锈蚀 一般 4 活动导叶 导叶轻微空蚀、磨损 重要 2 导叶端面或抗磨板的磨损原因判定应结合多方面检查确定，比如抗磨板变 形量、水道异物、导叶止推装置起不到限位作用、导叶操作机构异常受力、导叶异常受力倾斜等 导叶中等空蚀、磨损 4 导叶严重空蚀、磨损 8 导叶

21、立面 /端面间隙超出设计值 2 活动导叶上下端面磨损 4 剪断销故障 8 活动导叶存在裂纹 8 导叶轴套 轴套卡涩导致导叶不能正常开关 重要 8 评估导叶轴套的正常使用周期 导叶轴套密封漏水 4 导叶止推轴承 导叶止推轴承磨损 重要 4 导叶固定、调整 导叶固定方式、调整 螺杆松动 重要 4 上下迷宫环温度 迷宫环温度达到报警值 重要 4 当迷宫环温度出现异常时，应对其状况进行评估 迷宫环温度达到跳机值 8 上下迷宫环流量 迷宫环冷却水流量达到报警值 重要 4 迷宫环冷却水流量达到跳机值 8 迷宫环管路及阀门 冷却水管路或阀门损坏、漏水 重要 8 Q/GDW 11697 2017 11 表 2

22、 (续 ) 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 导叶接力器 导叶接力器轻微漏油 重要 2 导叶接力器较大漏油 8 导 叶接力器连扳 导叶接力器连扳松动 重要 4 导叶接力器基础板 导叶接力器基础板松动 重要 4 导叶拐臂 导叶拐臂松动 重要 4 控制环 控制环异常变形 重要 10 5 蜗壳与 座环 蜗壳 蜗壳表面锈蚀脱层 一般 4 蜗壳延伸管 蜗壳延伸管表面锈蚀脱层 一般 4 蜗壳进人门 进人门渗漏 重要 4 进人门螺栓松动、存在裂纹 10 座环 座环表面锈蚀脱层 一般 4 固定导叶 固定导叶空蚀、锈蚀 一般 4 基础环 基础环锈蚀 一般 4 蜗壳进口压力脉

23、动 在水头、负荷等工况参数接近时，与历史数据结果比较， 有明显增大趋势；部分负荷范围有水力谐振发生。 重要 8 6 压水回水系统 压水气罐 压水气罐轻微锈蚀 重要 4 严重锈蚀时应请专业机构进行检测 压水气罐严重锈蚀 8 气罐安全阀 安全阀锈蚀 重要 4 安全阀定值漂移 4 Q/GDW 11697 2017 12 表 2 (续 ) 序号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 压水回水管路及阀门 管路或阀门渗漏 一般 4 管路或阀门生锈 2 阀门或其操作机构损坏、拒动 4 7 尾水管 锥管 锥管锈蚀 重要 4 锥管把合螺栓松动 10 锥管存在裂纹 10 锥管进人门 进

24、人门渗漏 重要 4 进人门螺栓松动、存在裂纹 10 尾水肘管和扩散段 表面锈蚀脱层 重要 4 存在空鼓、变形 8 尾水管排水阀门 阀门锈蚀 一般 2 阀门渗漏 4 尾水管压力脉动 稳定运行负荷范围内，大于 10m，或大于运行水头的311%：在水头、负荷等工况参数接近时，与历史数据结 果比较，有明显增大趋势；部分负荷范围有水力谐振发生。 重要 8 8 水轮机坑其他设备 顶盖排水系统 顶盖排水泵不能正常工作 一般 4 顶盖排水管渗漏 2 水轮机坑起吊设备 起吊设备不能正常工作 一般 2 水轮机坑踏板 机坑踏板固定螺栓断裂、松动 一般 2 表 2 (续 ) Q/GDW 11697 2017 13 序

25、号 部件 状态量组别 状态量 状态量 属性 应扣 分值 运维策略建议 机坑踏板变形、破损 2 9 监测系统维护 测点安装不满足 GB/T 28570要求导致的信号异常 一般 2 未 定期送检 重要 4 未及时消缺 一般 4 传感器失效 重要 8 测压管路漏水或压力脉动测压管路无排气阀 一般 2 软件系统异常 重要 8 硬件系统异常 重要 8 无数据 重要 10 Q/GDW 11697 2017 14 表 3 混流式 水轮机 及水泵水轮机 部件状态与评价 标准 对应 表 序号 部件 正常状态 注意状态 异常状态 严重状态 合计扣分 合计扣分 单项扣分 单项扣分 1 转轮与大轴 8 8 8 10

26、2 主轴密封及其供水系统 8 8 8 10 3 水导轴承及其油冷却系统 8 8 8 10 4 导水机构 12 12 8 10 5 蜗壳与座环 8 8 8 10 6 压水回水系统 12 12 8 10 7 尾水管 12 12 8 10 8 水轮机坑其他设备 10 10 / / 9 状态监测系统 8 8 8 10 Q/GDW 11697 2017 15 附 录 A （资料性附录） 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价报告 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价报告见表 A.1。 表 A.1 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价报告 设备资料 单位名称 电站名称 设备编码 机组编号 制造 厂家 型 号 出厂序号

27、投运日期 最近检修日期 评价时间 备注 部件评价结果 部件 评价项数 扣分项数 单项最高扣分 合计扣分 部件定级 备注 转轮与大轴 主轴密封及其供水系统 水导轴承及其油冷却系统 导水机构 蜗壳与座环 压水回水系统 尾水管 水轮机坑其他设备 Q/GDW 11697 2017 16 表 A.1 （续） 部件 评价项数 扣分项数 单项最高扣分 合计扣分 部件定级 备注 状态监测系统 合计 总体评价结果（根据部件最严重状态确定） 总体状态定级 单项最高扣分 总体扣分 存在问题与运行风险（部件或设备） 运维建议（针对设备存在的问题及运行风险提出，是对设备的总体运维建议） 巡维 检修 改造 评价人 审核

28、批准 A Q/GDW 11697 2017 17 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价导则 编 制 说 明 Q/GDW 11697 2017 18 目 次 1 编制背景 18 2 编制主要原则 18 3 与其他标准文件的关系 18 4 主要工作过程 18 5 标准结构和内容 18 6 条文说明 19 Q/GDW 11697 2017 19 1 编制背景 本标准依据国家电网公司关于下达 2017年度公司第一批技术标准制修订计划的通知（国家电网科 2017 72号文）的要求编写。 近年 来， 国家电网公司 不断加强了水电站设备运行管理，但 相关的状态评价标准尚未明确，随着 抽水蓄能电站建设的加快 ，各

29、单位对尽快编制 混流式水轮机及水泵水轮机状态 评价导则的需求都十分迫切。 本标准编制主要目的是 规范 了混流式水轮机状态评价标准，包括评价状态量的选取原则、构成、劣化程度及扣分值，并规范了状态评价方法， 用以指导 混流式水轮机状态评价工作， 提升 水电厂（站）对机组的管理 水平。 2 编制主要原则 本标准 主要根据以下原则编制： a) 遵守现行相关国家标准和行业标准，同时结合国家电网公司所属水电厂（站）具体情况，编制本标准； b) 按 国家电网公司技术标准管理办法（国家电网企管 2014 455 号文）的要求 进行编 制。 3 与其他标准文件的关系 本标准与相关技术领域的国家现行法律、法规和政

30、策保持一致。 本标准 不涉及专利、软件著作权等知识产权使用问题 。 4 主要工作过程 2017年 1月，国家电网公司下达了 国家电网公司关于下达 2017年度第一批技术标准制修订计划的通知 (国家电网科 2017 72号文 )。 2017年 2月 ， 国家电网公司基建部启动了 混流式水轮机及水泵水轮机状态评价导则 编制工作，成立了项目编写组。 2017年 3月，完成标准 大纲编写，组织召开大纲研讨会。 2017年 7月，完成标准 初稿 编写， 通过专家内部评审会审查 。 2017年 8月，完成标准征求意见稿编写，采用下发征求意见表的方式广泛在国家电网公司系统及部分系统外单位征求意见。 2017年 9月，修改并形成标准送审稿。 2017年 10月，国网工程建设技术标准专业工作组在北京组织的 2017年水电建运技术标准送审稿审查会，审查结论为：审查组专家经协商后取得一致意见，同意修改后报批。 2017年 11月，修改形成标准报批稿。 5 标准结构和内容 本标准按照 国家电网公司技术 标准 管理办法 （国 家电网企管 2014 455 号文） 的要求编写 。 Q/GDW 11697 2017 20 本标准的主要结构和内容如下： 本标准主题章分为 1 章，水轮机评价方法，由状态量选取原，状态量构成，状态量劣化程度及扣分值，混流式水轮机状态评价 与资料 组成。 6 条文说明 无。 _