对水轮发电机组振动及状态监测的探讨.pdf

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1、L0WCARBoNWoRLD2015／6能源·电力对水轮发电机组振动及状态监测的探讨陈云辉(湖南省安化县柘溪水力发电厂，湖南安化413508)【摘要】对于水电站而言，确保水轮发电机组稳定运行具有重要意义。但是，振动会严重影响机组的运行质量，本文从机动问题的严重性、振动特性及研究方向三个方面综合探讨了机组的振动，并从振动产生的原因对机组状态检测进行了进一步的分析。【关键词】水轮发电组；振动；状态监测【中图分类号】TK73【文献标识码】A【文章编号】2095—2066{2015)17—0079—02l概述行稳定．从而有效实现水电

2、站增容改造目标。近些年．我国水利水电工程的发展十分迅速．机组的容量3水轮机振动特性与尺寸都处于逐步的增大之中比转速渐渐提高，关于运行自由于水轮机过流部分流态十分复杂多样．每个电站的水动化的研究也日益深入，少人、无人值守以及远程控制技术被轮机结构也存在较大的差异，同时因为仅仅从轮机模型试验广泛应用。在此背景下，确保机组运行的稳定性十分必要。根出发．无法实现精确的预估．这也就使得水轮机振动问题得到据国内外的相关研究可以发现．大部分的机组问题的起因均十分广泛的重视。根据相关研究发现．水轮机的振动不仅具有是水轮机．水轮机振动导致其运

3、行工况受限，使得机组无法充共性也具有个性。分发挥自身的功能。因为机组长期处于振动状态下，使得机组3．1振动的共性内部的部件出现疲劳甚至是损坏，十分不利于机组的安全运①当水轮机不处于最优工况运行状态下，因为尾水管涡行．甚至是影响到最终的发电效益。带产生相应的涡带振动；②蜗壳中以及导叶后存在不均匀流，2机组振动研究紧迫性导致振动现象；(双列叶栅内的固定、活动导叶出口卡门涡导在水轮机的实际运行过程中．主要有以下几个重要的指致振动；④因为机组处于不对称的旋转状态下，导致不平衡振标：①效率。水轮机的运行效率与水能利用率息息相关；②空动

4、现象的出现。对于共性中的振动问题，均可在设计和试验阶化。空化直接关系着机器的使用寿命；③稳定性，水轮机的运段明确其成因．并制定针对性的预防和解决措施．保证机组的行稳定性直接决定了机组的运行质量。当前。我国对于水轮发运行稳定性电机组的稳定性进行了较为深入的研究．有效解决机组振动3．2振动的个性问题十分紧要。(1)水力共振。该振动的出现会导致机组、厂房以及大坝2．1大型机组必须有良好稳定性出现强烈的振动现象。如柘溪水电厂#5机组扩容后在空载工自三峡水电机组投入运行以来，我国的水电建设水平得况及35％额定出力以下负荷运行时．厂房振

5、动十分明显。到进一步提高。正在进行规划的大型机组，由于水头变幅十分(2)自激振动。该振动问题主要是因为转轮迷宫环泄漏、大．机组在运行过程中极易产生高、低水头不稳的问题：随着顶盖减压板装置等导致的．其和机组中的其余缺陷息息相关水轮机参数的不断提高．因其尺寸巨大、结构刚度相对降低，一般情况下，自振频率与振动体固有频率相一致。如柘溪水电厂#7、#8机组定子机座振动最大达到180txm。影(3)叶片振动。叶片振动的产生原因主要表现在以下几个响机组稳定性的未知因素也不断增多。使得水轮机振动的预方面：流速不均、卡门涡、叶片进口水流冲击以

6、及脱流等等．这防和治理难度相对增加些现象均会导致振动和噪音的产生2．2水轮机振动缺乏完善预估方法(4)其他未知因素、偶然因素导致的振动。这种形式的振在水轮机运行的三个指标中，效率、空化均可以利用水轮动并不多见，但是一旦出现往往会导致极为严重的后果．其机机模型试验。并按照相应的公式换算得到：但是．在稳定性方理还无法明确，但是影响因素十分多．防控难度大。面，由于水轮机的运行条件差异较大，这也就使得模型和真机4机组振动造成的事故之间无法进行准确换算。一般说来，水轮机稳定性的影响因素4．1柘溪水电厂#9机组水导烧瓦事故主要分为两种：

7、①激振力大小、频率；②振动部件静、动力响应2010年7月7日晚9时13分．#9机组顶盖水平振动异特性。对此，在水轮机的实际应用中，做好其稳定性估算研究常增加，45min后，水导轴承油渗漏，油位降至385mm，22时7意义重大。分，机组LCU检测到4块水导瓦温超过70℃，事故停机流程2_3机组增容性改造稳定性停机对水轮机进行增容改造的主要措施为：①提升转轮、导水事后分析．#9机栏污栅排出现缺口．从而导致杂物进入机机构水力效率。②增大水轮机的流量。由于没有办法对流道埋组流道，卡住转轮或导水机构部件，破坏流道流态和机组动平入部分进

8、行改造．这就使得流量增大以后．各机械部件振动值衡，进而使机组产生异常振动。机组的异常振动又导致水导轴和尾水管压力脉动值出现增大的现象。对此．在进行水轮机增承油位计管路金属疲劳断裂、把合螺栓松动，油槽渗漏，最终容改造时，必须保证其振动幅值处于可控范围内．确保机组运酿成烧瓦停机事故能源·电力L