喀腊塑克水电站机组振动的原因分析

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1、喀腊塑克电站机组振动的原因分析单位:新疆额河水电有限公司作者:韩建军喀腊塑克电站机组振动的原因分析【摘要】本文以一水电站的水力机组出现振动、噪音的故障现象为依据，根据专业人员在现场对该水电站的试验结果的数据，分析机组的振动原因和问题，并提出解决问题的建议。【关键词】水电站；试验；原因分析；1电站概况喀腊塑克电站位于新疆省阿勒泰地区的额尔齐斯河流域，属于坝后式电站。喀腊塑克水库调节特性为不完全多年调节，水库总库容24.19亿m3，调节库容19.18亿m3，坝高121.5m，水库特征水位：正常蓄水位739m，死水位

2、680m，校核洪水位（P＝0.02%）743.60m，设计洪水位（P＝0.1%）741.70m。电站总装机4×40MW＝160MW，年利用小时数3707h，多年平均设备发电量5.19亿kw.h，保证出力14.4MW。水轮机型号HLX100-LJ-246,额定转速n=300r/min,工作最大水头96m，最小水头32m，额定水头79.5m，额定流量51.75m3/s。多年平均含沙量0.994kg/m3，多年平均输沙量330.57万t。2 问题的提出近期，喀腊塑克电站1号水轮发电机组噪音突然增大，运行人员对其振动、

3、摆度进行了测试，其数值上与次测量值相比变化不大，只有水导+X方向水平振动和-Y方向的垂直振动超出正常范围，水电公司领导与汇通安装公司领导研究决定对1号水轮发电机组进行水下部件进行检查，检查结果发现转轮中卡入一根1.5m长的木块及一个2.5kg左右的水泥块。经过对其清理后，1号水轮发电机组声音基本上恢复正常。喀腊塑克水电站机组在投入运行以后，一直受到机组振动、噪音的困扰。通常在水电站的水轮发电机组发生振动和噪音的原因主要有三个方面，一是水力因素，即水力振动；二是机械因素，即机械振动；三是电磁因素，即电磁振动。但是

4、，电站建成以来，1、2、3、4号水轮发电机均有不同程度的振动和噪音，为分析振动的具体原因，新疆额河建管局水电公司工作人员与汇通安装公司技术人员及新疆电力科学院专家一起进行了专题试验，以便提出解决办法。3 机组试验成果振动、噪音原因分析3．1 厂家试验成果分析在厂家做的一次现场试验中，①当机组在桨叶开度45.2％，导叶开度63.4％处开始出现异常响声；至桨叶开度92.7％，导叶开度76.9％时异常响声消失。当机组处于手动状态，将桨叶角度固定在87.2％附近时，随着导叶开度的增大，机组出力增加，至导叶开度为75％时

5、达最大值35000kw，随后机组的出力随导叶开度的增大而呈下降趋势，且机组水导处摆度值随出力下降呈上升趋势。从上述的试验结果可以看出，机组的出力随导叶开度的增大而呈下降趋势，且机组水导处摆度值随出力下降呈上升趋势。②在现场试验中，将机组转速提高到额定转速的120%，此时振动消失。生产厂家试验的结果是认为：机组振动是机组在安装过程中，整套水轮发电机组的旋转中心不是同心的，即主轴的轴心线与实际旋转中心之间存在有一定的偏差而造成的。但是在生产厂家的试验报告表示“在现场试验中，厂家还将机组转速提高到额定转速的120%，

6、此时振动消失”；从该现场试验得出的结论，可以知道该水轮机的转速若按照60.0HZ来运转可大大减轻运转振动。转速与相应的水流流态有关，所以该水轮机水力振动的因素是否还需进行更专业的试验。3．2 新疆电力科学研究院的试验成果分析电力科学研究院做的试验包括第1、2次变负荷试验、升降负荷和定桨变导叶试验、1次补气试验、动平衡试验和配重后变负荷试验、第2次定桨和补气试验。电力科学研究院对试验的成果进行综合分析的结论是：①运行实践证明，当水轮机浆叶开度达到和超过40%以下及85%以上，即功率10.0MW以下及35.0MW以

7、上时，转轮室就出现异常声响。而从振动试验数据分析，喀腊舒克电站发电机组存在来年两个振动区域，一个低负荷振动区和一个高负荷振动区，1号机组在5.0MW-18.0MW附近和35.0MW以上工况振动、摆动和水压脉动值比较大，而且35.0MW以上工况振动、摆动和水压脉动值随开度的增大显著增大，转轮室里也出现了异常声响。从转轮前压力值变化与异常声响的关系看，这种声响与空化空蚀有关。②“转轮室的异常声响出现后机组构件4倍转频的振动也明显增大，这说明转轮室的异常声响极有可能是水力引起的空蚀振动噪声。可以肯定的是目前的异常声响

8、不是转轮叶片与转轮室碰磨的声音”。而且，初步判断机组的的振动应该是与水轮机转轮叶片开口不均匀而引起转轮圆周水力不平衡也有关系。3．3 喀腊塑克方面的分析喀腊舒克电站提出了振动噪音的原因，一是水轮机过流部件（尤其是浆叶的实际叶型型线与设计的叶型型线之间）的加工工艺有偏差，导致水轮机转轮圆周的水力不平衡；二是水轮机转轮的安装中心与实际的要求有偏差；三是没有根据中国的电网频率（50HZ）对国