是“寿终正寝”吗?
中国三峡工程报
萨阳惨案发生后,同行的俄罗斯朋友对我说,“我们的水轮机没有问题。”“制造厂家规定的水轮机使用寿命是30年,水轮发电机是40年。”而事故发生时水轮机已运行29年10个月!也就是说,萨阳惨案的发生,原因很简单,是水轮机到了寿命期。
萨阳64万千瓦水轮机是真的“寿终正??”,10台巨型机组该到“穷途末日”了吗?
人有寿命,机器也有寿命,这很正常。人的寿命有长短,俗话说“黄泉路上无老少”。医学家说主要取决于人的基因(先天因素),生活环境与条件(运行条件),医疗条件和治疗手段(维护修复)等。机器也一样,也受到先天因素――设计性能和制造质量的影响,也受到运行条件和维护修复条件的影响。人与机器最大的不同在于,人有思维,有精神因素,受情绪影响。而机器则完全处于被动状态,而人的能动性对机器的使用寿命,起到十分重要的作用。
对于萨阳-舒申斯克水电站10台64万千瓦水轮发电机组,首台在1978年12月投入运行,最后一台1985年12月投产发电。说这次萨阳惨案主要原因就是“大限已到”,业内人士恐怕很少有人附和此说。中国的水电机组事业虽然时间不算长,从最早的一台机组,1905年在台湾龟山水电站投入运行算起,已有104年。从中国大陆第一座水电站――云南石龙坝的机组在1912年发电算起,也有近100年了。这些机组都没有在运行40年后就“寿终”的报道。
我们当然很清楚地记得, 1959年4月,周恩来总理为中国第一座自主设计的水电站题词:“为我国第一座自已设计和自制设备的大型水力发电站的胜利而欢呼!”那指的是1958年投入运行的新安江电站7.5万千瓦级机组。时隔近50年后,在今年11月我又一次认真去看过年过半百的新安江机组。已大大超过了“而立之年”的水轮机,半个世纪了,还在那里“转转不息”。不但未见“老态龙钟”,而且“神采奕奕”,“光彩照人”。当然,担任的角色已大不相同。作为华东电网第一调频电厂和主要调峰、事故备用电厂,新安江水电站在降低电网内火电机组煤耗、提高供电质量、保障电网稳定安全经济运行等方面,发挥着不可替代的作用。只是运行时间短了,甚至有时(晚上10时到早晨8时)全厂9台机组全停,以换取用电高峰时“全力以赴”。
新安江电厂厂长李建华向我们介绍说,经过长期运行,这些曾经贡献突出的设备老化了,隐患增多。新安江水电站员工仔细为机组做了“体检”,制定了完善的“健身方案”,有的经过“换心”(转轮)术,有的更换了功能部件(弹性金属塑料瓦)。全厂应用计算机实时监控系统等。经过坚持不懈的更新改造,新安江水电站在科技进步和现代化管理方面硕果累累,先后荣获国家科技进步一等奖、全国设备管理优秀单位等殊荣。
当我提到我不久前为研究水轮机泥沙磨损考察过的黄河三门峡电站,使人感到“岁月催人老”、“不堪回首”时。李厂长告诉我:“我们是国网所属电厂,角色又非常重要,水电机组改造资金不成问题!”
这可是一语道破:维持“长生不老”的秘诀,就是要经常“体检”,要有“健身方案”,要有足够的经费支付体检、换心术和日常护理费用。
就在我们身边,长江第一坝葛洲坝电站首台机组,1981年投入运行,与萨阳机组年龄不相上下。当听到萨阳机组“被判”为“寿终正??”时,年龄相仿的葛洲坝机组似乎感到自已正处“而立”之年,离“古稀”之年还差得远呢,更与“寿终”两字拉不上关系!
国际电工委员会水轮机技术委员会一份文件说,水力发电设备是稳固的、可靠的、使用寿命长的设备。其稳固性可在很长时间内不需进行重要的修复而能维持连续运行。水轮机的可靠寿命可以长达30年到50年而不需进行重要的修复改造。这主要取决于机组的型式、设计、制造质量、运行条件和其他因素。当然,发电设备不可避免地会随着时间的推移,出现性能、可靠性、可利用率下降。
正是在应对国际电工委员会文件中提到的这些挑战性的因素时,采取的方式、方法、措施不同,才会出现截然不同的结果!
萨阳电站10台64万千瓦水轮机,从投入运行开始至1997年,在所有转轮叶片上均发现有裂纹,共127处,其中叶片与下环倒角处过渡焊缝周围出水边发现109处裂纹,叶片与下环接合部位进水边发现18处裂纹。部分叶片上已不止一次地出现裂纹。2号机组的15号、16号叶片已出现了4次裂纹,7号机组的5号叶片也出现了5次。
特别是惨案的“元凶”2号机组,由于转轮水力不平衡,强烈的动态力达90?95吨(设计值60吨) 作用在水轮机导轴承上。在这些力的作用下,轴承座的径向振动达到450?500μm,水轮机顶盖为200μm。曾经由于轴承座和支撑件出现松动,一个月内不得不停机两次检修水轮机导轴承。经过维修处理,直到2000年,萨阳机组才被批准正式投入永久运行,评价不是“优”,而是达到“良”。
国内同行议论说,设备自身带有缺陷,部件陈旧老化,虽经大修、中修,但“病根”没有消除,长期带病运行可能是萨阳水电站“8?17”事故重要原因之一。
比萨阳机组年长20岁的新安江机组的例子,给我们提供了再创“第二青春”的经验。萨阳机组的惨案,向我们提出了深思和警示。
通常水电站水电设备运行细则规定,运行维修人员应经常检查设备的技术状况,但有的没采取相应有效的方式组织这样的检查。萨阳机组振动严重超标,验收负责人还是评定为“良好”,可以“放行”。
巨型水电站机组设备的状态必须达到优良。像萨阳-舒申斯克水电站、三峡水电站这样对国家和地区供电有重大影响的电站的机电设备,包括自动化和各类保护设备,必须时时保持良好状态。
对设备运行状况应了如指掌。对设备状况的把握、了解,要有记录,有专人负责。特别是新机组、大修后重新投运的机组,发现了问题还未安排大修的机组应成为重点定期巡视的对象。发现问题、缺陷,及时研究、修复,包括更换部件,进行现代化改造,绝不应该长期“带病”运行。
巨型水电站机组设备的修复,要及时得到安排。对有缺陷的大机组的修复工作,更新、修复、更换的安排计划要落实。对自动化元件、保护元件和系统,需升级换代的,要得到及时安排,确保自动化系统、保护系统正常动作。萨阳惨案,不言而喻,是这些“保护系统”不能发挥正常动作所致。
萨阳电站的惨痛教训,不是技术负责人未曾发现设备存在问题,而是主要责任人未安排资金实施改造,验收委员会负责人未能认真把关而“放行”。这是非常惨痛的教训。
萨阳机组不会因为8?17惨案而“寿终正??”的,经过“修复与现代化改造”,萨阳电站10台64万千瓦机组还会重塑俄罗斯第一水电站的威名!