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1、CCS XXXX 备案号：XXXXDL中华人民共和电力行业标准DL/TXXXX-XXXX立式水轮发电机组寿命评估技术导则TechnicalguideIinesforIifeassessmentofverticalhydrogeneratorunits（征求意见稿）20XX-XX-XX 实施20XX-XX-XX发布XXXX发布前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14评估条件25评估方法35.1 评估准备35.2 关键设备确认35.3设备损伤机理35.4现场检查35.5机组可靠性评估55.6设备状态评估55.7失效风险评估75.8寿命评估76评估报告8附录A（资料性附录）资料收集内容9附
2、录B（资料性附录）关键设备确认10附录C（资料性附录）设备主要损伤机理11附录D（资料性附录）现场检查内容11附录E（资料性附录）人员访查12附录F（资料性附录）机组状态量评估标准13本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力企业联合会提出。本文件由电力行业水轮发电机及电气设备标准化技术委员会(DL/TC10)归口。本文件起草单位：大唐岩滩水力发电有限责任公司、广西桂冠电力股份有限公司、深圳中质安股份有限公司、国网吉林省电力有限公司电力科学研究院、大唐
3、水电科学技术研究院有限公司、中国长江电力股份有限公司、长沙理工大学、广西水利电力建设集团有限公司、广西桂开电力股份有限责任公司、四川川汇水电投资有限责任公司。本文件主要起草人：本文件首次发布。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号，100761)。立式水轮发电机组寿命评估技术导则1范围本文件规定了以综合失效风险分析为基础，立式水轮发电机组（以下简称：机组）寿命评估的基本要求与方法，确立了机组寿命评估与管理的一般原则。本文件适用于机组的使用寿命评估、寿命管理、检验策略与维修计划优化调整。其他水轮发电机组及抽水蓄能机组参照执行。2规范性引用文件下
4、列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T7894水轮发电机基本技术条件GB/T8564水轮发电机组安装技术规范GB/T9652.1水轮机调速系统技术条件GB/T9652.2水轮机调速系统试验GB11120涡轮机油GB/T11348.5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/T15468水轮机基本技术条件GB/T15469.1水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定第1部分：反击式水轮机的空蚀评定GB/T15706机械安全设计
5、通则风险评估与风险减小GB/T40582水电站基本术语DL/T302.2火力发电厂设备维修分析技术导则第2部分：风险维修分析DL/T507水轮发电机组启动试验规程DL/T563水轮机电液调节系统及装置技术规程DL/T654火电机组寿命评估技术导则DL/T710水轮机运行规程DL/T751水轮发电机运行规程DL/T793.1发电设备可靠性评价规程第1部分：通则DL/T793.3发电设备可靠性评价规程第3部分：水电机组DL/T1245水轮机调节系统并网运行技术导则DL/T1318水电厂金属技术监督规程DL/T2561立式水轮发电机状态检修评估技术导则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1
6、风险risk是对人员伤害和经济损失潜在程度的度量，风险综合反映了一个负面结果（失效）发生的可能性（或者概率）以及其对人员健康、设备或环境影响的严重程度。3.2关键设备criticalequipment是指一旦失效可能会对整体安全、环境、经济性有重大影响的设备。3.3无损检测nondestructivetesting在不损坏构件性能的完整性的前提下，检测构件金属的某些物理性能和组织状态，以及查明构件金属表面和内部各种缺陷的技术。按检测方法分为射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测等。3.4机组寿命unitIife是指水轮发电机组常规强度设计寿命。3.5机组寿命管理unitIifemanageme
7、nt以评估被管理对象的寿命损耗为基础而进行的、使电厂以最低成本安全运行的技术和管理方法。3.6预期运行时间safeIife机组或关键设备在服役条件下可安全运行时间或启停次数。3.7剩余寿命remainingIife机组或关键设备预期运行时间减去累积的运行时间或启停次数。3.8机组可靠性unitreliability是指在规定条件下、规定时间内，完成规定设备功能的能力。3.9状态评估conditionassessment根据机组和设备的状态监测、检验、检查等数据分析得出评估结果。3.10风险评估riSkassessment量化机组或关键设备带来的影响或损失的可能程度。3.11寿命评估Iifeas
8、sessment依据机组或关键设备的运行参数及状态，评估剩余寿命。4评估条件根据机组运行状态，有下列情况之一时应进行寿命评估：a）已运行30年及以上的机组（或已达到设计寿命年限75%）；b）不满足GB/T7894的要求,或长期和频繁偏离设计参数运行的机组,应适当提前进行寿命评估；c）当使用单位或主管部门认为有必要进行寿命评估时。5.1 评估准备5.1.1 资料收集应收集以下内容（具体内容详见附录A）：a）设计图纸、资料；b）制造图纸、资料；c）安装图纸、资料；d）运行资料；e）维护资料；f）检修、及试验资料；g）技术监督资料。5.2 关键设备确认5.2.1一旦失效可能导致发生重大安全事故的设备
9、。5.2.2更换价值特别高的设备。5.2.3更换时间特别长的设备。5. 2.4机组的寿命评估一般应包括以下（但不限于）关键设备（具体内容详见附录B）：a）水轮机；b）发电机；c）调速系统；d）机架；e）简形阀。5.3 设备损伤机理根据设备的主要损伤机理选择合适的寿命评估方法（具体内容详见附录0：a）疲劳；b）腐蚀；c）空蚀；d）磨损；e）绝缘老化。5.4 现场检查5.4.1应对机组关键设备及其主要附属设备进行状态检查，检查内容见附录D。5.4.2应对机组及关键设备至少一个A级检修周期（或8年）的历史数据分析5.4.2.1获得数据后应进行分析与总结，表达出机组、设备状况。状态监控数据内容见表1。
10、发电机水轮机噪声发电机噪声顶盖、蜗壳、尾水管噪声摆度上导、推力、下导轴承处的大轴摆度水导轴承处的大轴摆度振动上机架、下机架振动；定子机座振动；定子铁芯振动；顶振动压力脉动/蜗壳进口、无叶区（导叶后）、尾水锥管、尾水肘管等间隙发电机空气间隙值（含扫膛历史情况）/气蚀与裂纹上机架、下机架、定子、转子、各轴承压力钢管、转轮、导叶、蜗壳、尾水管、顶盖、轴承发电机主绝缘定子、转子绝缘/电气量定子、转子电气状态（电压、电流、有功、无功、频率等）/温度量定子绕组温度、定子铁芯温度、冷却空气温度、推力瓦温、推力油温、上导瓦温、上导油温、下导瓦温、下导油温等水导瓦温、水导油温5.4.2.2运行工艺数据：异动统计
11、、缺陷统计、故障统计、失效统计，统计内容见下表2。表2运行工艺数据统计运行工艺数据统计内容异常工况统计累积运行时间、启停次数、非停次数、超限运行；异动统计设备或系统的操作功能或控制逻辑的改变：物理结构的改变、拆除、移位：设备或部件的增设，材料的改变。缺陷统计不同类别、系统、部位的缺陷，缺陷的发生时间与消除时间。故障统计渐发性的故障和突发性的故障，故障的影响程度及消除措施。失效统计设备或部件的功能丧失程度，影响机组运行的程度。5.4.3人员访查访查人员包括以下人员（访查内容详见附录E）：a）运行维护人员；b）设备管理人员；c）技术监督人员。5.4.4管理审查审查包括以下内容：a）技术人员素质；b
12、）安全性管理；c）可靠性管理；d）标准化管理；e）技术监督管理；f）设备信息化管理；g）运行管理；h）检修管理。5.5 机组可靠性评估5. 5.1机组可靠性评估-般包括水轮机、发电机及相应的辅助系统。6. 5.2可靠性评估是利用可靠性理论建立完善的可靠性算法、可靠性模型，以便定量分析设备可靠性。7. 5.3可靠性评价是利用统计方法来记录某一时间内特定事件进行记录，评价指标包括非计划停运系数、等效可用系数、强迫停运系数等，具体统计办法和评价指标按照DL/T793.3执行。8. 5.4机组在稳定运行区的振动（轴摆度）符合GB/T11348.5、DL/T507的要求。9. 5.5发电机运行温度应满足
13、DL/T751的要求。10. 5.6轴承瓦温应满足DL/T710、DL/T751的要求，透平油符合GB11120的规定。11. 5.7技术供水系统水压、水量、水温满足机组各冷却设备需求；中、低压气系统满足油压装置、制动用气、检修及吹扫用气的气压、气量要求。12. 5.8在额定水头下，导叶漏水符合GB/T15468的要求。13. 5.9水轮机空蚀评定符合GB/T15469.1的要求。14. 5.10水轮机调节系统的技术性能及常规试验应符合GB/T9652、DL/T563、DL/T1245的要求。15. 5.11机组的运行数据（启动可靠度、运行系数、等效可用系数、等效强迫停运率、非计划停运次数）按
14、DL/T793进行评定。16. 5.12根据DL/T793对机组可靠性数据进行统计分析。5.6 设备状态评估5.6.1设备状态评估方法5.6,1.1运行状态分析。收集数据，分析关键设备运行方式、实时运行数据变化趋势、设备动作逻辑分析、巡检采集的运行数据、设备缺陷、运行记录、定期工作记录、异常信号等信息。5.6.1.2检修状态分析。收集检修资料，分析关键设备的操作功能或控制逻辑状况、物理结构的变化，对比修前与修后设备状况。5.6.1.3缺陷和损伤分析。设备运行中的缺陷应定期收集，分类管理。对I、II级的设备缺陷，应立即处理并分析是否为偶发或家族性缺陷，有无规律性或先兆特征等，对至少两种主要损伤机
15、理的损伤程度进行评定，对同型设备进行风险评估并提出处理建议；对III级设备缺陷，应跟踪其发展情况，对设备进行动态评价并提出处理建议。5.6.2可靠性评价方法5.6.2.1设备状态影响因子的评价，是机组状态评估的主体内容，是保障后续风险评估和寿命评估质量的最关键因素。根据所收集资料、实时状态监测评估、现场状态检验的综合分析，提供明确的设计与制造、安装与调试、运行、检修四个分项状态评估最终结果。影响因子的确定依据参考表3。5.6.2.2当状态量（尤其是多个状态量）变化，且不能确定其变化原因或具体设备时，应进行分析诊断，判断状态量异常的原因，确定扣分设备及扣分值。设备总体评估标准见表4。5.6.2.
16、3发电机部分状态量评估应符合DL/T2561o5.6.2.4水轮机部分状态量评估见附录F。5.6.2,5状态评估采用五级评分方法，或者百分制评分方法。百分制与五级制的大致对应关系可参考下表5。5.6.2.6推荐实施机组寿命管理策略，分阶段增加资源投入和评估精度，对机组当前固有状态，及长期运行状态和寿命损耗两部分开展评估。表3影响因子的确定依据设计、制造因子安装、调试因子运行因子检修因子评价说明设备是否存在设计、制造重大缺陷设备安装、调试是否存在重大缺陷，影响设备运行设备是否在额定条件下正常运行是否发生过严重事故，并未改进，是否检查出严重超标缺陷，并未处理确定依据设计指标：运行指标：超标缺陷：设
17、计结构：设计强度：安装工艺：安装质量：运行条件改变（异动、缺陷）：检修质量：检验可靠性：是否能继续使用及制造工艺：安装前检验：运行方式改变（增缺陷管理：说明制造缺陷：安装监理：容、技改、调峰）：失效分析：制造厂管理：调试质量：可靠性：监督管理：制造监造：安装前检验：安装监督：投运监督：经济性：运行时间、启停次数：检修管理：更换管理：表4机组整体评估标准标准部件正常状态注意状态异常状态危险状态合计扣分单项扣分合计扣分单项扣分单项扣分单项扣分水轮机W303012,24)24,30)30发电机303012,24)24,30)230压力钢管、蜗壳、尾水管W303012,24)24,30)N30表5状态
18、评估的五级制和百分制比较五级制百分制优+97优90优-84良+77良70良一64可+57可50可-44差+37差30差一24劣+17劣10劣_45.7失效风险评估5.7.1失效概率评估应符合DL/T302.2,定义机组设备的风险为：R=FC(1)式中：R风险，百分比；F失效概率(可能性)；C失效后果严重程度。如前所述，设备的失效风险概率等同于其寿命损耗率。发电机组的失效概率为：F=DF(MFQ1+CFQ2+FQ3+PF,Q4)(2)式中：DF主要设备损伤概率因子；MF设计因子；CF制造因子；IF检修、管理因子；PF运行、管理因子；Q1设计因子权重；Q2制造因子权重；Q3检修、管理因子权重；Q1
19、运行、管理因子权重。5.7.2失效概率评价应考虑的影响因素如下：a)过去状态和性能；b)现在状态和性能；c)预期状态和性能；d)设备状态/性能的趋势分析。5.8寿命评估5.8.1机组寿命包括正常寿命消耗与异常寿命消耗。寿命评估的基本原则是:式中：t一一累计寿命时间；N累积启停次数；式中第一部分是正常运行劣化寿命消耗，以累计小时数计算，第二部分为异常运行损伤寿命消耗，以累计启停次数计算。寿命评估外推取安全系数1.5-2。根据失效分析可能性（概率）R评价结果，寿命损耗程度（失效概率）等于为1表示为消耗100%寿命以可评价预期剩余寿命：寿命损耗率（R）(4)（异常次数X影响因子）+累计运行时间允许的
20、寿命时间预期剩余寿命=（I-R）X理论寿命时间（5）5. 8.2以预期剩余寿命除以1.5-2的安全系数评估安全使用寿命，第一次评估采用安全系数“2”，或数据和资料不完整时，采用安全系数“2”。并作为下一次修正性寿命评估的实施时间参考依据。6. 8.3机组整体的使用寿命取决于关键设备的最短寿命值。6评估报告评估报告应包括的主要内容：a）评估目的：b）评估依据；c）评估方法；d）机组以及设备概况：包括机组和设备设计参数、运行参数、历次检验及检修改造情况等；e）现状检查情况：包括运行数据检查、现场检查、人员检查、管理审查试验结果、处理意见等;f）机组可靠性评估结果；g）设备状态评估结果；h）失效风险
21、评估结果；i）寿命评估结果：包括所选取的设备材料性能、危险部位的应力计算结果、评估方法和判据、预期剩余寿命、安全使用寿命等；j）评估结论与建议：重点监督的设备、监督措施、消缺措施、下一次寿命评估的时间等；k）参考资料。附录A（资料性附录）资料收集内容资料收集设计制造安装调试阶段资料运行资料检修及试验资料技术监督资料发电机、水轮机设计报告；发电机、水轮机监造报告；发电机、水轮机出厂检验报告；水轮机模型试验报告；运输记录；到货验收记录；交接试验报告；安装检验报告；投运检验报告；工程竣工报告；强度设计计算书；结构应力计算书；材料检验；复检资料。发电机的运行历史；状态监测资料；包括但不限于每年的实际运
22、行时间；负荷情况；调峰情况；强迫停机次数及原因；计划停机次数；状态监测关键参数数据；监测指标；，异动、缺陷、故障、失效数据分析报告；机组在振动区运行时长；超高水位、超低水位运行参数。发电机的消缺记录；检修记录；包括但不限于故障及消缺记录；机组大小修报告；技改报告；检验报告；试验报告；己替换的高价值部件记录等；包括技术监督检验；例行试验；特殊项目检验；失效分析报告。技术监督报告；附录B（资料性附录）关键设备确认水轮机部分发电机部分调速系统电气部分水轮机主轴转轮体筒形阀转轮叶片导叶泄水锥连轴螺栓水导轴承顶盖主轴密封装置冷却器发电机主轴转子定子推力轴承导轴承机架空气冷却器技术供水系统压油罐压油装置组
23、合阀控制环接力器受油器操作油管辅助接力器主配压阀事故配压阀分段关闭阀励磁系统调速器控制系统附录C（资料性附录）设备主要损伤机理设备名称主要损伤模式绝缘老化疲劳腐蚀空蚀磨损发电机主轴转子定子推力轴承发电机导轴承发电机机架空气冷却器水轮机主轴转轮导水机构水轮机导轴承蜗壳尾水管附录D（资料性附录）现场检查内容主要部件检查内容水轮机转轮检查转轮叶片表面磨损、裂纹、气蚀状况；转轮各焊接部位、薄弱部位（混流式水轮机转轮的裂纹通常发生在叶片与上冠、下环的连接处；轴流式水轮机的裂纹通常在叶片与枢轴法兰的过渡段）；止漏环圆度0水轮机主轴检查主轴表面裂纹、轴颈圆度水导轴承检查油槽密封与轴颈密封的磨损；巴氏合金与瓦
24、衬结合处脱壳现象；支柱螺钉端部与瓦背垫块接触情况；导瓦面损坏；油槽焊缝开裂；冷却器铜管破裂。导水机构导叶磨损、气蚀程度；Il导叶动作情况；桨叶动作情况；导叶间隙测定；漏水试验；顶盖焊缝质量；顶盖把合面情况；多种工况下的顶盖变形量测量情况；筒形阀开、关动作情况；筒形阀上、下密封情况；阀体焊缝质量；压力钢管、蜗壳、尾水管检查压力钢管锈蚀深度、面积及原防锈漆变质程度；蜗壳锈蚀程度；尾水管里衬空蚀程度；人孔门框变形、密封状况。发电机定子定位筋松动；焊缝开裂；铁芯松动；线圈绝缘试验。转子转子圆度；连接螺栓松动；焊缝开裂；磁聊键松动；转子绕组绝缘状况。推力轴承、导导轴承检查镜板空蚀破坏情况；推力瓦损坏情况
25、；油槽焊缝开裂；冷却器铜管破裂。机架检查把合螺栓；焊缝开裂。附录E（资料性附录）人员访查受访人员访查内容运行人员运行工况；状态监测；负荷情况；水头情况；洪水情况；开、关机次数；故障信号。维护人员设备缺陷；处理措施；检修总结。技术监督人员受监设备现状；技术监督报告。设备管理人员设备现状；设备改造情况；设备运行历程统计。附录F（资料性附录）机组状态量评估标准水轮机部分状态量名称基本扣分判断依据权重系数扣分值（基本扣分值X权重系数）备注水轮机主轴10焊接部位有可见裂纹410联轴螺栓探伤有裂纹或两次拉伸未更换的48连轴螺栓有松动，或紧固力矩不满足要求44轴颈工作面有划痕或锈蚀3转轮8气蚀情况不满足GB
26、/T15469.1的要求410叶片有严重变形；转轮裂纹情况较严重，且多年连续发生的44迷宫环间隙不符合设计要求，磨蚀、气蚀严重的38泄水锥紧固螺栓有松动、脱落的；加固焊缝有裂纹的34补气装置及真空破坏阀不能正常工作的38转桨式转轮叶片不能转动或转动不灵活、漏油或进水严重的4导水机构8导叶或冲击式水轮机喷针、喷嘴气蚀磨损情况较严重的44活动导叶的立面、端面间隙不满足设计要求或密封装置损坏的38顶盖、底环抗磨板有磨损、开裂、划伤、变形的38接力器内泄、外泄严重，或动作不正常的34接力器压紧行程不满足设计要求的，或锁定装置不能正常投退的38控制环、联臂（弯曲连杆）、导叶拐臂、接力器推拉杆等联接螺栓有
27、松动的；剪断销装置故障的：冲击式水轮机喷针、折向器动作不同步的310顶盖紧固螺栓有松动、脱落的；加固焊缝有裂纹的410顶盖经变形测试，强度试达不到设计要求的48在GB/T15468规定的稳定运行范围内，顶盖振动值不满要求的310筒形阀开、关动作不灵活48筒形阀上、下密封不严310阀体焊缝有可见裂纹4水导轴承8轴瓦表面存在严重磨损、刮伤或开裂的34轴瓦支撑部件松动38轴瓦支撑部件存在裂纹或断裂38轴瓦间隙调整部件存在裂纹或断裂34轴瓦间隙超过设计值28轴瓦运行温度接近或达到报警值38油温接近或达到报警值34油混水信号报警或混水装置不正常24油槽有渗漏油现象，或运行中有甩油或油雾逸出问题28水导轴
28、承处大轴在GB/T15468规定的稳定运行范围内，摆度超出允许值3压力钢管、蜗壳、尾水管10有开裂缺陷或与之相焊的附件有开焊、漏水的410蜗壳或尾水管管壁存在空蚀、磨损、漏水、脱空的48尾水闸门有严重漏水的48蜗壳、尾水进人门有严重漏水、渗水的48压力钢管、金属蜗壳有严重锈蚀情况的4发电机部分机架8上（下）机架水平、垂直振动不满足GB/T7894或制造厂规定310表面存在贯穿性裂纹48剪断销有断裂或弯曲48表面有过热烧融现象48受力焊缝探伤检测有裂纹48合缝螺栓有松动，组合螺栓及销钉点焊有裂4纹、松脱现象8基础螺栓有松动，或螺栓及销钉点焊有裂纹、松脱现象48机架高程偏差、水平偏差、中心偏差超过
29、规程或设计规定2发电机主轴10焊接部位有可见裂纹410联轴螺栓探伤有裂纹或两次拉伸未更换的48连轴螺栓有松动，或紧固力矩不满足要求44轴颈工作面有划痕或锈蚀3上、下导轴承8轴瓦表面存在严重磨损、刮伤或开裂的34轴瓦支撑部件松动38轴瓦支撑部件存在裂纹或断裂38轴瓦间隙调整部件存在裂纹或断裂34轴瓦间隙超过设计值28轴瓦运行温度接近或达到报警值38油温接近或达到报警值34油混水信号报警或混水装置不正常24油槽有渗漏油现象，或运行中有甩油或油雾逸出问题28上、下导轴承处大轴在GB/T7894规定的稳定运行范围内，摆度超出允许值3定子10定子绕组、铁芯温度超出DL/T751的限值48定子机座和铁芯振
30、动不满足GB/T7894或厂家技术文件要求38线棒端部存在明显的电晕放电痕迹28线棒表面有严重的电腐蚀痕迹48线棒槽口绝缘有硅钢片割破或严重磨损现象48线棒有严重变形410线棒整体有下沉48表面有明显的放电或外物损伤痕迹24绑绳表面有磨损痕迹28绑绳有断裂38绑绳、垫块、支撑块等存在松动或移位38垫块、支撑块等有脱落48接头绝缘盒表面有贯穿性裂纹或严重破损310接头绝缘盒整体有松脱或脱落现象410线棒接头、引水（液）管或汇水（液）环存在渗漏冷却水（液）现象48引水（液）管或汇水（液）环表面有爬电或放电痕迹48槽楔有脱落、断裂、腐蚀或凸出定子铁芯内圆等现象48止口槽楔绑绳有松动或断股210槽内垫
31、条、波纹板等填充物有脱落或甩出现象48局部位置有严重磕碰、短接痕迹3转子10转子支架焊接部位有裂纹或开焊48转子把合螺栓有松动，或紧固力矩不满足要求38集电环表面有明显的火花或环火48集电环运行温度超出DL/T751的规定限值38引线接头存在松脱，或固定夹板有损坏28发一点接地保护信号且接地电阻值达到告警定值38发出一点接地保护信号且接地电阻值达到跳机定值48磁挽片局部区域存在严重裂纹48磁规片局部区域有移位38磁挽键有窜出、松动等异常34磁挽拉紧螺杆预紧力不符合出厂设计值，或者螺栓有松动、开焊等异常310磁挽拉紧螺杆有烧融、断裂等异常48磁极局部位置有严重磕碰、短接或过热痕迹38磁极片间有严重分层或翘曲现象310磁极片有跑片、错位、滑出等痕迹48磁极固定键有松动，或垫片有变形38磁极线圈表面绝缘存在严重损伤38磁极线圈整体有明显松动34磁极线圈匝间有明显开裂，匝间绝缘和绝缘法兰有窜出等异常38制动环焊缝检测有裂纹48制动环局部区域磨损程度超出厂家技术文件要求38制动环紧固螺栓有明显松动28闸瓦（板）表面有明显裂纹或严重翘曲38闸瓦（板）表面磨损超过IOmnb或四周有大块剥落4
