水輪發(fā)電機組運行時劇烈振動和異常聲音的分析及處理

水輪發(fā)電機組運行中劇烈振動故障診斷及處理 汪文波，趙鴻 （甘肅電投河西水電開發(fā)有限責任公司，甘肅張掖734000） 摘要：在龍首一級水電站4#水輪發(fā)電機組的運行中，經(jīng)常出現(xiàn)劇烈振動，對該故障進行多次診斷和處 理后，最終找到故障原因是軸系產(chǎn)生了自激振動，而主軸的剛度是引起自激振動的內(nèi)因，水力是誘發(fā)自 激振動的外因。同時，提供了故障處理方法，并在實際使用中能有效的解決水輪發(fā)電機組運行中劇烈振 動的問題。 關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機組；劇烈振動；分析處理 1.電站概況 龍首一級水電站工程位于甘肅省張掖市西南30km黑河干流上，電站總庫容1320×104m3，屬日調(diào)節(jié) 水庫。極端最高氣溫38℃，極端最低氣溫-33℃，電站海拔高度1700m，地震基本烈度ⅷ度，多年平均含 沙量1.4kg/m3。電站裝機總?cè)萘?9kw，共四臺混流式水輪發(fā)電機組，單機容量為15mw（1#～3#機

水輪發(fā)電機組在運行中經(jīng)常會因為各種不同的原因出現(xiàn)劇烈振動,振動會損壞轉(zhuǎn)輪和導葉,影響水電站的經(jīng)濟效益,甚至威脅到水電站運行的穩(wěn)定和安全.因此,探討水輪發(fā)電機組振動的原因是非常重要的.本文就水輪發(fā)電機組運行中出現(xiàn)的振動原因和解決措施進行簡要的介紹.

水輪發(fā)電機組振動的處理 機組運行的穩(wěn)定是水輪發(fā)電機組工作性能中的重要指標,克服機組的 不穩(wěn)定，就成了機組設(shè)計、制造、安裝、運行和檢修中突出要解決的 問題之一，無論大、中、小型機組都不例外。 機組運行的穩(wěn)定性包括：機組工作水頭和出力的波動；水壓力脈動、 水流周期性沖擊；機組支承部分的振動機組轉(zhuǎn)子振擺、調(diào)速系統(tǒng)的振 蕩；機組內(nèi)部不正常的音響（噪音、異常聲音）等。而這些穩(wěn)定性的 基本表現(xiàn)形式就是振動。 因為水輪發(fā)電機組是一個彈性組合體，在運轉(zhuǎn)中所受的力又不可能是 絕對平衡的所以振動是不可避免的。機組在運行中出現(xiàn)微小的振動是 允許的，而我們所關(guān)注的是機組在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)不允許的所謂異常振動 時，會造成機械連接件的松動或造成某些部件的有害的彈性變形和塑 性變形，使一些零、部件材料發(fā)生疲勞、裂紋以致斷裂，也可能引起 機組基礎(chǔ)、廠房構(gòu)件和引水壓力鋼管的共振，導致機組運行參數(shù)的波 動，影響機組的負

水輪發(fā)動機組振動有諸多原因以及危害。由于破壞了轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)和固定導葉,這種振動現(xiàn)象會威脅水電站運行的安全性和穩(wěn)定性,降低水電站的經(jīng)濟效益。文章闡述了水輪發(fā)電機組原理、原因以及危害等問題,為了提高機組安全穩(wěn)定運行延長機組使用壽命,我們要減少水輪發(fā)電機組振動這種現(xiàn)象。

做高速旋轉(zhuǎn)運動的水輪發(fā)電機組產(chǎn)生振動是不可避免，而機組的振動是由若干個簡諧振動疊加而成的非簡諧振動。運行中的機組如果振動過大，則會影響生產(chǎn)的安全性，甚至有可能造成事故停機。因此，對機組振動原因進行分析并在機組運行過程中可能進行的跟蹤、監(jiān)測，可以將機組振動有效地控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

做高速旋轉(zhuǎn)運動的水輪發(fā)電機組產(chǎn)生振動是不可避免，而機組的振動是由若干個簡諧振動疊加而成的非簡諧振動。運行中的機組如果振動過大，則會影響生產(chǎn)的安全性，甚至有可能造成事故停機。因此，對機組振動原因進行分析并在機組運行過程中可能進行的跟蹤、監(jiān)測，可以將機組振動有效地控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

介紹了一個特殊的水輪發(fā)電機振動現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及所采用的成功的處理方法。機組振動可能是機械、電磁、水力三者中的一個因素引起的單一振動,也可能是幾種因素共同作用的耦合振動,在實際工作中,要科學、全面、客觀地探討產(chǎn)生現(xiàn)象的內(nèi)在及主要的原因。

sd83227@126.com 第1頁共3頁 各標準中對水輪發(fā)電機組振動和擺度的要 求 gb_t_15468-2006水輪機基本技術(shù)條件 gb_t_7894_2000水輪發(fā)電機基本技術(shù)條件 gbt8564-2003水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范 sd83227@126.com 第2頁共3頁 sd83227@126.com 第3頁共3頁 ｇｂ／ｔ１１３４８．．５－２００２

　a輯第15卷第1期　　　　　水動力學研究與進展　　　ser.a,vol.15,no.1 　　2000年3月　　　　　　　journalofhydrodynamics　　　　　mar.,2000 文章編號:100024874(2000)0120129205 水輪發(fā)電機組振動故障 診斷與識別 α 沈　東,　　褚福濤,　　陳　思 (云南工業(yè)大學電力工程學院,昆明650051) 　　摘　要:　振動是影響水輪發(fā)電機組正常運行和危害機組壽命的主要故障。要清除機組振動 故障,必須尋找引起機組振動的原因。本文主要介紹如何依據(jù)誘發(fā)機組振動的某些特征,捕捉其振 動原因。為簡化問題,不考慮引起機組振動諸因素間的相互影響,但對分析機組振動的主要原因, 仍有較好的參考作用。 關(guān)　鍵　詞:　水

針對某廠一號水輪發(fā)電機組增容改造后的振動異常問題進行分析,指出振動、擺度大主要是轉(zhuǎn)動部件(主要是發(fā)電機轉(zhuǎn)子)存在質(zhì)量不平衡和磁力不平衡所致,轉(zhuǎn)子動平衡后機組振動、擺度均有明顯下降。最后提出各種不同水頭機組的振動監(jiān)測建議,即避開各水頭條件下低負荷振動區(qū)運行,避免對設(shè)備造成損壞,從而提高了機組運行可靠性與穩(wěn)定性。

為了深刻吸取俄羅斯\"薩揚水電站事故\"教訓,提升二灘水電站運行管理水平,統(tǒng)計了二灘水電站機組振動區(qū)運行數(shù)據(jù),利用matlab軟件編寫程序?qū)y(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析、計算,得到機組跨越振動區(qū)的次數(shù)及單次跨越振動區(qū)的平均時間,總結(jié)出發(fā)電機組的整體運行工況水平,最后提出了若干條應(yīng)對措施。

水輪發(fā)電機組振動是水電站存在的一個普遍問題,有設(shè)計、制造、安裝、運行等方面的原因。運行中的機組不同程度都存在著振動,當振動超過規(guī)定的允許值時,便會影響機組的安全運行和機組的壽命,需及時找出原因并采取措施消除。同時水輪發(fā)電機組的振動是一個復雜的問題,但從振動的原因來看,一般有機械、水力及電磁等方面的原因。文章結(jié)合實踐對水輪發(fā)電機組運行中的振動問題進行分析。

結(jié)合石龍壩電廠水輪機組的實際,從各個角度闡述了水輪機組產(chǎn)生振動的原因。

水輪機發(fā)電機組運行的穩(wěn)定是其工作性能的重要指標，但是高速運轉(zhuǎn)的水輪機發(fā)電機組運行中的振動是不可避免的，如果振動幅度過大，就會對安全生產(chǎn)產(chǎn)生影響，甚至導致事故停機。本文主要結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，分析了水輪發(fā)電機組運行中產(chǎn)生振動的原因和控制措施。

對于水輪發(fā)電機組來說,唯有確保其正常穩(wěn)定運行,其經(jīng)濟效益才能夠得到充分的保證,如果水輪發(fā)電機組出現(xiàn)問題,將會對其運行造成嚴重的危害。本文就簡單的論述了水輪機發(fā)電機組振動過程當中所形成的危害,從多個角度提出了機組振動的具體原因,根據(jù)具體的原因提出了針對性的解決對策。

水輪發(fā)電機組動平衡測試是為了檢測機組大修后的穩(wěn)定性能,分析影響機組安全穩(wěn)定運行的原因,提高機組的優(yōu)化運行能力,為機組的運行檢修、技術(shù)改造及科學調(diào)度提供依據(jù)。

對于水輪發(fā)電機組來說,唯有確保其正常穩(wěn)定運行,其經(jīng)濟效益才能夠得到充分的保證,如果水輪發(fā)電機組出現(xiàn)問題,將會對其運行造成嚴重的危害。本文就簡單的論述了水輪機發(fā)電機組振動過程當中所形成的危害,從多個角度提出了機組振動的具體原因,根據(jù)具體的原因提出了針對性的解決對策。

靈觀巖電站是一座中型中高水頭水電站,水輪發(fā)電機組是三支點臥式結(jié)構(gòu),剛性連接,電站試運行合格正式投產(chǎn)后一個月,3臺機組相繼出現(xiàn)機組振動問題以至無法正常運行。通過流道計算流體力學、軸系穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)分析,提出和實施了消除振動的解決方案,現(xiàn)機組已長期正常運行。圖5幅。

隨著科技的不斷進步,水輪發(fā)電機組及其輔助設(shè)備的制造技術(shù)也在不斷地進步,特別是水輪機組內(nèi)自動化元件的技術(shù)提升,給水輪發(fā)電機組在檢修及后期改造包括制定標準提供了科學、合理的依據(jù)。本文首先分析了水輪機組幾項檢修要求,接著列舉了漁子溪電站機組檢修及改造的實例,來闡述其方法。

水電站機組運行特性概括為三點內(nèi)容：一是水流能量利用特性,二是水輪機的空化和空蝕,三是機組穩(wěn)定特性.能量和空蝕空化已經(jīng)與機組的利用程度和機組的使用壽命緊緊相關(guān),通常會因為機組的振動問題而影響到機組的安全運行,進而影響到發(fā)電機組對電網(wǎng)系統(tǒng)所做的貢獻,此外,長久以來的振動還會對機組的很多零部件造成損傷,成為潛在的威脅機組安全運行的關(guān)鍵因素.現(xiàn)階段,由機組振動問題所導致的廠房結(jié)構(gòu)振動已經(jīng)成為整個水電站重點關(guān)注和研究的對象.為了更好地了解和掌握水電站廠房的振動特性,更好地解決擺度等問題,最直接、最實用的方法就是對水電站進行現(xiàn)場檢測,再結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)來反饋水電站廠房的特性,不僅如此,現(xiàn)場實地檢測還能夠獲得更多的一手數(shù)據(jù),進行處理和分析就能夠歸納出水電站的共性,為水電站運行優(yōu)化、避免機組事故等具有重要參考價值.本文結(jié)合亭子口水電站實際振動試驗,對以下內(nèi)容進行了研究分析：（1）亭子口水電站機組變轉(zhuǎn)速試驗、變負荷試驗、特殊工況測試結(jié)果,對機組和廠房結(jié)構(gòu)實測數(shù)據(jù)進行時域分析.（2）基于機組和廠房振擺分析結(jié)果,結(jié)合水輪機運行特性曲線并考慮機組安全運行要求,提出了機組安全的運行區(qū)域劃分的指示并對亭子口水電站運行振擺區(qū)域預測.（3）根據(jù)四川中鼎科技有限公司《亭子口1號機組全水頭振動區(qū)界定試驗報告》（編號：zdkj/bg14-472）,進行針對性開停機的非平穩(wěn)過程進行了振源分析.

水電站機組運行主要依靠水流力量,但是在運行期間會發(fā)生振擺現(xiàn)象,從而影響水輪發(fā)電機組的穩(wěn)定性?；诖?本文就水輪發(fā)電機組運行振擺特性進行研究,從勘測試驗的角度出發(fā),首先對水輪發(fā)電機運行振擺特性的試驗內(nèi)容和試驗依據(jù)進行簡要介紹,然后分析在105米振區(qū)、110米振區(qū)、118米振區(qū)和120米振區(qū)的勘測試驗結(jié)論。

水輪發(fā)電機組的振動在運行中是不可避免存在的,如果振動過大,則會影響機組的安全,精確測量振動值及分析振動原因并及時采取相應(yīng)對策是機組安全運行的重要保證,本文從機械、水力、電磁三方面對振動原因進行了分析并提出對應(yīng)措施。