對于水輪發(fā)電機組振動的原因及處理方法的研究

1、對于水輪發(fā)電機組振動的原因及處理方法的研究 水輪發(fā)電機組振動是水電站存在的一個普遍問題，有設計、制造、安裝、檢修、運行等方面的原因。水輪發(fā)電機組的振動，在理論上涉及很多學科領域，在機組運行中如何監(jiān)視，極早發(fā)現(xiàn)異常情況，防止因振動產(chǎn)生的事故是十分重要的工作，這需要豐富的實踐經(jīng)驗結合科學的理論，在維護檢查工作中全面加強設備的動態(tài)管理，確保水輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。 隨著我國水電工程的快速發(fā)展使得我國能源結構調(diào)整奠定了良好的基礎，同時也對我國水電企業(yè)設備維護與養(yǎng)護工作提出了更高的要求。在現(xiàn)代水電站的運行維護中，水輪發(fā)電機組異常振動是常見的異常現(xiàn)象。如何快速的判斷振動源并進行相應的措施是有效保障機組

2、運行安全的關鍵，也是目前水電站設備維護與運行安全的重要工作。在現(xiàn)代水電站運行經(jīng)驗總結中可以看出，水輪發(fā)電機組的振動對水電站機組甚至廠房的安全、經(jīng)濟效益都有著重要的影響。在現(xiàn)代水輪發(fā)電機組向高轉(zhuǎn)速與大容量方向發(fā)展的今天，水輪發(fā)電機組的振動影響更為明顯。加快電廠機組振動研究以及對策已經(jīng)成為我國水利水電發(fā)展的關鍵。 機組振動的原因及相應的處理方法 各種干擾力對水輪機的作用是使水輪機產(chǎn)生振動的主要原因。水輪機的振動可分為水力振動、機械振動和電磁振動。在機組運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，流體-機械-電磁三部分是相互影響的。 1.1.引起振動的水力因素 1.1.1. 尾水管中水流渦帶所引起的壓力脈動誘發(fā)的水輪機振動?；炝?/p>

3、式水輪機在偏離最優(yōu)工況運行時，尾水管中將出現(xiàn)渦帶，由此引起水輪機振動，并伴有響聲，常發(fā)生在30%60%額定負荷范圍內(nèi)。強烈的渦帶還可能引起廠房振動。 1.1.2.卡門渦列引起的振動。當水流流經(jīng)非流線型障礙物時，在其后面尾流中分裂出一系列變態(tài)漩渦，即卡門渦列。這種渦列交替地作順時針或反時針方向旋轉(zhuǎn)。在其不斷形成與消失過程中，會在垂直于主流方向引起交變的振動力。當卡門渦列的頻率與葉片固有頻率接近時，葉片動應力急劇增大，有時發(fā)出響聲，甚至使葉片根部振裂。 1.1.3.轉(zhuǎn)輪止漏間隙不均勻引起的振動。為了減少高水頭水輪機轉(zhuǎn)輪的容積損失，通常采用梳齒形止漏裝置。但當結構不合理或間隙過小時，即使主軸很小的偏

4、心或止漏環(huán)少量的幾何形狀誤差（如橢圓度、不均勻磨損等），都會引起間隙內(nèi)壓力的變化和波動。間隙大處其流速較小而壓力較大，間隙小處則相反。因而造成間隙內(nèi)的壓力不均勻分布和側(cè)向水推力，引起轉(zhuǎn)輪偏心變大和振動。 1.1.4. 沖擊式水輪機尾水上漲引起的振動。正常時，沖擊式水輪機的尾水位與轉(zhuǎn)輪必須保持一定距離，尾水應無壓流動。如果尾水渠壅水回濺到水斗上，擾亂水頭與射流的正常流程，也會引起機組效率下降和振動。此外，運行時處于轉(zhuǎn)輪附近的空氣，會被高速射流帶走并從尾水渠中排出，機殼上的補氣孔太小或冒水就有可能使尾水位抬高甚至淹沒轉(zhuǎn)輪，使尾水形成有壓流動，不僅產(chǎn)生強烈振動，而且危及機組安全。 1.2.引起振動的機械因素 機械方面的因素有：由于主軸彎曲或撓曲，推力軸承調(diào)整不良，軸承間隙過大，主軸法蘭連接不緊和機組對中心不準引起空載低轉(zhuǎn)速時的振動；轉(zhuǎn)