1、消除机组调速器桨叶在运行中切手动的故障课题注册号：201003-K小峡发电部成成 QC 小组一、课题概况 小 组 名 称 小 峡 发 电 部 成 成 QC小 组 成 立 时 间 206年 12月 8日课 题 名 称 消 除 机 组 调 速 器 桨 叶 在 运 行 中 切 手 动 的 故 障课 题 类 型 问 题 解 决 型 组 长 张 东 成活 动 日 期 209年 6月 -201年 10月 课 题 注 册 209-61小 组 成 员 8人 注 册 编 号 20103-K活 动 次 数 4次 ， 出 勤 率 95%QC活 动 时 间 48小 时二、小组介绍1.小组成员情况 2.小组近几年活动情
2、况 小峡发电部成成 QC 小组在近几年活动课题情况如下： 2007 年 4 月完成降低小峡水电站机组顶盖排水控制系统故障率课题，获甘肃省电力工业质量协会优秀 QC 小组称号； 2009 年 12 月完成小峡电站全厂水位测量改造课题，获公司三等奖和全国电力质量协会一等奖。 三、引言 1.本课题中的名词解释 反馈： 将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端与输入量进行比较并以某种方式改变输入的过程。 协联工况： 导叶开度和轮叶开度组合关系处于具有最优性能（效率最高点）的运行工况。 2. 调速器原理框图： 四、选 题 理 由理由一:小峡电站四台机组调速器自 2007 年以来经常出现运行中桨叶报故障并切
3、为手动的问题。统计 2008 年全年总故障次数为 31 次，其中最严重的 3 号机组月平均故障次数达 1.4 次。由于故障时桨叶控制自动切换为手动状态，桨叶开度调整需人为进行，不能保证机组最优协联关系，影响了机组的稳定运行和经济运行。理由二：机组在运行中出现桨叶调节故障会影响有功调节响应，造成机组负荷波动、溜负荷现象，如在开、停机过程会造成机组不能自动开停机，甚至可能会造成过速事故。2007-2009 年期间由此发生不正常开停机共 3 次，因此桨叶调节故障使调速器存在较大的安全风险。理由三：调速器桨叶调节故障发生具有偶然性，为防止故障发生，保证运行可靠，开停机及调负荷操作需要运行人员现地配合，
4、增加了运行人员的工作量和压力。 根据上述原因，我们决定开展 QC 活动，消除机组调速器桨叶切手动的故障,保证设备运行的可靠性。五、现状调查现状一：机组调速器 2008 年累积故障数统计： 现状二：2008 年 3 号机组不同部位引起桨叶调节故障排列图： 现 状 三 ： 206 208年 间 ， 设 备 维 护 及 主 要 缺 陷 消 除 情 况 ：机 组 号 1 2 3 4定检项目及主要缺陷206年 残 压 测 频 信 号 隔 离 器 故障 处 理 ； 桨 叶 主 反 馈 机构 检 查 。 “电 调 电 源 消 失 ”报 警 检 查 处 理 ； 桨叶 主 反 馈 机 构 检 查 ，输 出 信
5、号 检 查 。 桨 叶 主 反 馈 机 构 检查 ， 传 感 器 钢 带 折断 处 理 ， 输 出 信 号检 查 。 CPU死 机 检 查 处 理 ，桨 叶 主 反 馈 机 构 检查 ， 输 出 信 号 检 查 。207年 对 步 进 电 机 外 接 线 焊 接处 理 检 查 ， 对 虚 焊 处 进行 焊 接 处 理 ； 调 速 器 通讯 故 障 处 理 ； 桨 叶 开 度传 感 器 钢 带 脱 槽 处 理 ；桨 叶 主 反 馈 机 构 检 查 ，输 出 信 号 检 查 ， 螺 丝 检查 ， 接 线 紧 固 检 查 。 对 步 进 电 机 外 接 线焊 接 处 理 检 查 ； 触摸 屏 死 机
6、 缺 陷 消 除 ；桨 叶 主 反 馈 机 构 检查 ， 输 出 信 号 检 查 ，螺 丝 检 查 ， 接 线 紧固 检 查 。 桨 叶 主 反 馈 机 构 检查 ， 钢 带 卡 涩 处 理 ，传 感 器 输 出 信 号 检查 ， 螺 丝 检 查 ， 接线 紧 固 检 查 。 触 摸 屏 死 机 检 查 处理 ， 桨 叶 主 反 馈 机构 检 查 ， 输 出 信 号检 查 ， 螺 丝 检 查 ，接 线 紧 固 检 查 。208年 触 摸 屏 故 障 处 理 ， 桨 叶主 反 馈 机 构 检 查 ， 输 出信 号 检 查 ， 螺 丝 检 查 ，中 接 反 馈 检 查 。 桨 叶 主 反 馈 机
7、构 检查 ， 输 出 信 号 检 查 ，螺 丝 检 查 ， 中 接 反馈 检 查 。 结 果 ： 正常 桨 叶 主 反 馈 机 构 检查 ， 桨 叶 传 感 器 反馈 机 构 频 繁 脱 槽 缺陷 处 理 ， 中 接 反 馈零 位 漂 移 处 理 ， 输出 信 号 检 查 ， 螺 丝检 查 ， 中 接 反 馈 检查 。 桨 叶 主 反 馈 机 构 检查 ， 输 出 信 号 检 查 ，螺 丝 检 查 ， 中 接 反馈 检 查 。现 状 四 ： 206-209年 主 要 改 造 及 异 动 情 况 ：残 压 测 频 信 号隔 离 器 更 换 桨 叶 主 接 反 馈更 换 角 位 移 传感 器 桨
8、叶 主 接 反 馈装 置 更 换 钢 带 桨 叶 主 接 反 馈传 感 器 电 缆 更换206.8 208.5 207. 206.12桨 叶 主 接 反 馈更 换 钢 带 桨 叶 主 接 开 度传 感 器 安 装 孔修 正 桨 叶 主 接 反 馈更 换 钢 带207.10 208.3 207.1桨 叶 中 接 传 感器 固 定 垫 更 换209.4六、制定目标为了保证小峡电站设备的安全经济运行，降低事故风险，保证调速器各项功能正常使用，同时提高人员工作效率，我们针对调速器存在的问题制定出了小组的活动目标。 我们的目标是：消除机组调速器桨叶在运行中切手动的故障，保证桨叶自动调节。目标可行性分析
9、1.通过对故障最严重的 3 号机组调速器一年故障情况分析，发现桨叶调节故障主要是主接反馈故障和中接反馈故障造成的，只要找出问题症结，消除这两项故障，目标就能实现。 2. 公司支持对存在缺陷、故障的设备进行技术改造。 3.成成 QC 小组有多年设备维护和故障处理经验，分析解决类似问题是完全有能力的。 因此，消除机组调速器桨叶在运行中切手动的故障目标是可行的。 八、原因分析及要因确认原因一：检修维护质量分析：在对机组的定期检修维护中，可能会存在检修人员风险评估不到位，检修项目疏漏，存在如传感器固定螺丝松动或接线松动等问题，从而造成反馈故障。 验证：按照点检定修标准，每年定修均安排对桨叶主接和中接反
10、馈装置进行重点检查，对固定螺丝、接线端子以及传感器钢带都要进行维护，同时每年不定期的对接线端子进行紧固检查，检修作业严格执行定修标准，符合工序工艺要求并经三方验收确认。检查后没有发现明显的螺丝、接线端子松动现象。 结论：不是要因。 原因二：传感器质量分析：传感器质量的好坏会影响其测量信号。 验证：反馈装置由传感器和传动机构组成。小峡电站调速器桨叶主接和中接开度反馈传感器均采用具有良好使用业绩的进口产品，而且桨叶和导叶反馈所用传感器型号相同。实际运行中导叶反馈装置故障很少， 在各兄弟电站中也具有成功的使用经验。结论：不是要因。原因三：主接反馈机构钢带质量分析：桨叶主接反馈采用角位移传感器，通过钢
11、带与桨叶主接力器反馈钢丝绳相连，钢带故障会影响传感器的测量。 验证：对 3 号机组检查发现，桨叶和导叶主接反馈装置的钢带材质差，制作工艺粗糙，钢带上有多处折痕和严重扭曲变形现象。从故障处理统计可知，桨叶控制故障多次是由钢带发卡和脱槽造成的。结论：是要因。原因四：主接反馈装置支架加工安装工艺分析：主反馈支架安装工艺差会引起传感器和机构安装位置不正，引起故障。 验证：检查发现传感器钢带与导向轮存在夹角（约 10 度） ，传感器安装后使钢带别劲，容易发卡。经测试此夹角不大于 5 度时，传感器钢带工作正常。另外，支架上传感器定位孔加工粗糙，不能满足传感器安装后位置调整的需要，螺栓易松动。 结论：是要因
12、。原因五：中接反馈传感器的固定分析：中接反馈传感器固定不牢固，会使传感器上下移动，造成零位偏移，使调节死区变大，桨叶调节不到位。 验证：检查发现，中接反馈是由铁皮环下加橡胶垫后用螺丝固定的，由于长时间运行后橡胶老化，且安装位置有油污易滑动，因振动等原因会造成传感器上下移动，造成零位偏移。从故障处理统计发现，存在中接零位偏移现象。 结论：是要因。原因六：机组振动分析：机组振动会引起传感器固定螺丝松动，接线松动。 验证：在定修和不定期检查中没有发现螺丝和接线松动情况。 结论：不是要因。原因七：负荷波动分析：机组负荷波动会引起桨叶大范围调节，有可能引起反馈部件故障。 验证：通过查看监控和运行记录，每
13、次桨叶控制故障发生前，不存在负荷大幅波动的情况。结论：不是要因。要因确认表 序号 原 因 末 端 因 素 确 认 内 容 是 否 是要 因1检 修 维 护 质 量 固 定 螺 丝 松 动 和 接 线 松 动 每 年 定 修 均 安 排 重 点 检 查 ， 三 方 验 收 确认 非 要 因2传 感 器 质 量 测 量 信 号 误 差 大 与 导 叶 反 馈 传 感 器 比 较 ， 导 叶 传 感 器 无故 障 。 非 要 因3主 接 反 馈 机 构 钢 带 质 量 钢 带 的 质 量 会 影 响 传 感 器的 测 量 。 检 查 制 作 工 艺 ， 以 往 设 备 故 障 处 理 总 结 是 要
14、 因4中 接 反 馈 传 感 器 固 定 零 位 偏 移 ， 调 节 死 区 大 ，桨 叶 调 节 不 到 位 。 检 查 固 定 情 况 ， 总 结 以 往 故 障 处 理 情 况 是 要 因5主 反 馈 支 架 安 装 工 艺 传 感 器 和 机 构 安 装 位 置 不正 ， 引 起 故 障 检 查 传 感 器 安 装 支 架 ， 调 整 后 经 运 行 检验 是 要 因6机 组 振 动 固 定 螺 丝 松 动 ， 接 线 松 动 定 修 和 不 定 期 检 查 非 要 因7负 荷 波 动 桨 叶 大 范 围 调 节 手 动 方 式 大 幅 动 作 桨 叶 检 查 反 馈 情 况 非 要
15、因九、对策制定小组针对已经确立的要因，激发全体成员的集体智慧，逐一制定对策，并列出了详细的计划表 十、对策实施实施一:主接反馈机构钢带质量差对策: 更换传感器或更换钢带选型:1.通过调研，确定采用磁滞伸缩位移传感器。 2.磁滞伸缩位移传感器的原理 3.基本参数如图 4.市场使用情况：近年来新投运电站已有使用，且运行良好； 5.特点：非接触式，安装调整方便，适用性强； 结论：完全满足要求 实施:利用 2009 年底机组定修的机会对桨叶开度传感器进行更换. 实施二:中接反馈传感器固定不牢对策: 重新固定或更换传感器实施: 1.利用 2009 年底机组定修机会进行处理 ； 2.对中接固定部位的油污进
16、行清理，更换橡胶垫； 3.在固定螺丝上加装防松弹垫并紧固;4.零位进行调整； 5.缩短定期检查周期，一季度检查一次中接反馈固定情况； 6.定期检查中接零位，保证零位偏差在 1%以内。 实施三:支架安装工艺差对策: 重新配制支架按新选用的传感器的要求及现场具体情况配做支架，并于 2009 年机组定修中对各台机组进行了实施。十一、效果检查2009 年机组定修后，调速器桨叶调节在自动方式稳定运行，机组一次调频及各项功能运行正常，调速器故障明显减少。桨叶主接和中接故障为零。下图为 3 号机组活动前后对比图. 十二、经济效益 1. 活动前情况和活动费用： a. 活动前 3 号机调速器因桨叶反馈引起故障处
17、理造成人工约 136 人工时（ 17 次2人4 工时） ，如包括其它机组 ，则需人工约 248 人工时； b.因桨叶调节经常切手动，不能保证机组在最优协联工况运行，降低了机组效率。 c.购买桨叶开度传感器共支出 40800 元（4 台机） ； 2.活动后效益 机组调速器桨叶调节故障率明显降低，保证机组最优协联工况运行，提高了机组效率.设备稳定性提高，有利于延长使用寿命。 消除机组过速等事故风险，确保机组安全运行；机组一次调频功能正常投运，有利于电网安全。 十三、巩固措施 1.将本次更换的传感器的技术参数及检查项目要求写入点检标准;2.按本次设备异动情况修改设备图纸;3. 修改设备台帐;4.对检修和运行人员进行培训,熟悉新设备。 十四、总结 通过此次 QC 小组活动, 不仅改善调速器设备的健康运行状况，也增强了集体的凝聚力，使我们的综合素质在实践活动中得到了有效的提高。我们计划在今后的工作中进一步学习电站各设备的原理，努力掌握新技术，采用新设备新工艺，发挥 QC 活动作用，使设备状况再一个新台阶。
