浅谈发电机组振动超标原因及处理策略

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1、浅谈发电机组振动超标原因及处理策略　　摘要：电力是我国主要的能源之一，因此维护发电机组的正常运转非常重要。文章通过对发电机组中的水轮发电机组的振动超标原因进行分析，并以其为基础，对水轮发电机组振动超标的处理策略进行了探究。　　关键词：发电机组；水轮；振动超标；处理策略；电力工业文献标识码：A　　中图分类号：TM34文章编号：1009-2374（2016）22-0068-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.033　　电已经成为我们生活中必不可少的元素。发电机组是电力工业中最为关键的设备之一，如

2、今社会中技术较为成熟、应用较为广泛的是水轮发电机组。水轮发电机组在运行工作过程中，经常会出现振动超标的现象，这给发电机组的正常运用带来了极大的安全隐患。因此为了保证发电机组的正常运行，对发电机组出现振动超标的原因及其处理策略进行研究和探讨是保证发电机组系统正常运行的关键。　　1水轮发电机组振动超标的原因8　　水轮发电机组设备在结构上较为复杂，这也使得整个机组对运行的环境有很高的要求，只有在特定环境下水轮机组才能正常运行，因此，水轮发电机组发生故障的几率很高。而且水轮发电机组振动超标，对发电机组和人都会产生不好的影响。例如引起发电机组的

3、部件松动，增大部件之间的摩擦，加快部件的损坏；不利于发电站的正常、安全运行；振动超标产生的噪音不利于工作人员及周围居民的身心健康等。　　水轮发电机组的振源有很多，其中主要的有三个，即机械振动、水力振动以及电磁振动。对这些振动，若把握得不好，就会使水轮发电机组出现振动超标的情况。下面对水轮发电机组的三个振源分别进行分析：　　1.1机械振动　　使水轮发电机组发生机械振动的原因有机组转子的振摆、弓状回旋、转子“抖动”以及一些其他的机械　　原因。　　第一，机组转子的振摆。作为引起水轮发电机机械振动的原因之一，机组转子的振摆产生的振动频率是以转

4、频为主频，与倍转频混合的频率。机组转子的振摆是指轴承在机组转子的总轴向力偏离了轴承的中心时，因为其受力不均匀产生的轴向变形，从而使得机组转子发生振摆。特别是出现轴承的大轴中心位置不正、轴线不直或不平、导轴承的中心与转子中心不在同一点、水轮机不在最好的工作环境等情况时，转子振摆的频率会尤其高。　　第二，因机组转动件之间不平衡引起的弓状回旋。这里的弓状回旋主要是由水轮发电机组转动件的质量不平衡、质量偏心所引起的，此时振摆频率和转速频率达到一致。机组转动部件的质量不平衡、质量偏心等问题，很容易导致转动部件在转动过程中，产生离心力，从而引起弓

5、状回旋，造成水轮发电机的振动。当转动部件的转速近似等于临界转速的时候，甚至会产生共振，对水轮发电机产生非常不好的影响。机组转动部件出现质量不平衡，大多数都是因为其在制造、安装或者是检修的时候出现了纰漏。8　　第三，转子“抖动”。转子“抖动”是一种横向振动，该振动的方向刚好是轴回转的反方向，振动的频率与轴产生振动的频率相同。转子“抖动”是指水轮发电机组在运行过程中，导轴承出现松动或者间隙不合适、刚性没达到要求，并且机组的运行不稳定、润滑工作没做到位的时候，导轴承与转轴发生干摩擦，使得轴承出现反方向的旋转，从而产生的横向振动。　　第四，其

6、他机械原因引起的振动。除了上述原因，还有一些机械原因会引起机械振动。例如因为导轴承的质量太差、导轴承间隙过大或过小、水轮机径向盘的盘根密封调整得不恰当、润滑没达到要求等。　　1.2水力振动　　水力振动大致可以分为由尾水管涡带引起的振动、卡尔门涡列引起的振动、狭锋射流引发的振动、协联关系不正确引发的振动等。　　第一，尾水管涡带引起的振动。当水轮发电机组的工作的实际负荷与设计负荷相一致的时候，转轮流出的水流方向才会与轴承的转向相同。实际负荷大于或者小于设计负荷都有可能引起尾水管里面压力脉动，这个脉动的频率f等于水轮机转轮转速n除以经验值Z

7、，再除以60。其中的经验值Z一般为3～4，偶尔取到1～5。频率的值以及其幅度会根据发电机组的工作状况而做出相应的改变。当尾水管内的压力脉动频率值与过水系统水压脉动频率值相似时，水轮发电机组整个过流系统的水压脉动就会不断地变强，发电机组产生振动；假如水轮发电机组在“飞逸”泄水的工作状态下，水轮发电机的尾水管进水的地方，就会因为水流的冲击而产生更大的压力脉动，从而导致水轮发电机组的振动超出标准。8　　第二，卡尔门涡列引起的振动。卡尔门涡列即当水轮发电机组的转轮叶片和导叶在大冲角或者在尾部不平滑的出水边上时，在水流绕流叶片的上表面和下表面，

8、边界层因为脱流而在绕流物后面出现的漩涡。假如水轮发电机组的叶片、导叶以及固定导叶出现振动，其原因很有可能就是卡门涡列的形成。卡尔门涡列引起的振动的振动频率f等于斯特劳哈系数Sr乘以绕流流速V，再除以板厚或者圆柱体直径d。