水电机组运行稳定性及振动分析

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1、水电机组运行稳定性及振动分析摘要：现在我国水力发电建设发展十分迅速，而运行稳定性问题是目前国内外很多大中型水轮发电机组大量存在且没有很好解决的突出问题。本文针对水力发电机组的运行稳定性及某些振动案例进行了分析。关键词：运行稳定性；振动中图分类号：tm612文献标识码：a文章编号：analysisofhydro-generatingunitrunnningstabilityandvibrationzhangrui-chengabstract:nowhydroelectricpowerisdevelopingveryrapidlyinchina,butthereisnogoodsolutionto

2、solverunnningstabilityproblemwhichexistswidelyinmanylargeandmedium-sizedhydro-generatingunitathomeandabroad.therunnningstabilityofhydro-generatingunitandsomevibrationcaseisanalyzedinthisarctical.keywords:runningstability;vibration1前言现在我国水力发电建设发展十分迅速，新建发电机组大量投入运行，由于电站建设投资方众多，电厂机电设备的制造、安装、调试及竣工验收等各方面存

3、在很多问题，使某些机组投入运行后机组运行稳定性差，振动摆度超标，导致机组架机、轴系、主轴等方面的机械损伤，影响机组的安全运行，本文针对水力发电机组的运行稳定性及某些振动处理案例进行了分析探讨。2水电机组稳定性分析运行稳定性问题是目前国内外很多大中型水轮发电机组大量存在且没有很好解决的突出问题。由于水轮机固有的结构特性，使其在偏离较优运行区运行时来流冲角加大，转轮出口产生正或负的环量，出现转轮进出水边脱流、叶道涡、尾水管涡带等影响水轮机稳定运行的因素，所以水轮机只在一定负荷范围内能够稳定运行，这是其固有的特征之一。一般来说，影响水轮发电机组运行稳定性的因素，可归纳为：水力、机械与电气三大因素。水

4、力因素中主要是尾水管涡带对水电机组的稳定性的影响；机械因素中，影响机组运行稳定性的因素包含动平衡配重质量和轴线调整质量，由于各台机组的上述质量不完全相同，则在同样的水力因素作用下，机组的运行状态不完全相同。2.1机组的振动、摆度、水压脉动评价标准对于水力发电机组的振动、摆度各电厂可以依据：gb—t一6075—5—2002在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动》第5部分：水力发电厂和泵站机组，gb—t一6075一l二1999《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动》第1部分：总则，gb／t11348．5—2002《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／t1134

5、8．1—1999《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》第l部分：总则等标准接合各电厂设备情况制定评价标准及在线监测系统的报警定值。水压脉动可以依据轮转模性试验验收规程及转轮相关技术指标和《水力机械振动和脉动现场测试规程》gb—t17189—1997等技术规程和文件来制定水压脉动评价依据或线监测系统的报警定值。2.2运行稳定性分析在有完整的测试验数据资料的基础上，才有可能作出结论明确的分析，以下是机组带负荷稳态运行过程轴心轨迹分析：图2-1机组带负荷稳态运行过程轴心轨迹图（a、b、c、d）上图2—1是某大型混流式机组在不同负荷运行时的轴心轨迹图，图中(a)、(b)、(c)、(d)分别是机组带不同负

6、荷情况下水导轴承处轴心轨迹(图2-1a、c)及上导轴承处轴心轨迹(图2-1b、d)，很明显，机组在不同负荷运行工况，水轮机流道中流场变化很大，但对上上导轴承处轴心轨迹影响不大，而对水导轴承处轴心轨迹受水力因数影响极为明显，图2-1(a)所示机组在带250mw负荷运行时，水导轴承处轴心轨迹近似园型，说明x—y方向的摆动为一倍频，而且水导轴承处各方向预载荷均衡，根据图2-1(c)所示机组在带160mw负荷运行时，水导轴承处轴心轨迹受水力因数影响产生了明显的低频滚动现象，主要是受转轮出口旋转流场影响，改变了水导轴承处轴心轨迹型态，这时水导轴承处的水平振动明显上升(55μm一120μm)，其轴振频谱也

7、发生明显改变。3水轮发电机组振动分析水轮发电机组振动是水电站存在的一个普遍问题。运行中的机组不同程度都存在着振动，当振动超过规定的允许值时，便会影响机组的安全运行和机组的寿命．需及时找出原因并采取措施消除。同时水轮发电机组的振动也是一个复杂的问题，但从振动的原因来看，一般有机械、水力及电磁等方面的原因。由于机组机械部分的惯性力、摩擦力及其他力的于扰造成的振动叫做机械振动。引起机械振动的主要因素有：