水力發(fā)電廠水輪機(jī)振動異常故障和處理對策

周歆童

摘要；對于我國目前各水電站來講，相關(guān)工作人員在進(jìn)行管理水輪發(fā)電機(jī)組時，一定要注意進(jìn)行定期的維修與檢查，一旦發(fā)現(xiàn)存有問題或隱患要進(jìn)行全面的分析，將其所產(chǎn)生問題故障的真正原因?qū)ふ页鰜恚缓筮x擇相應(yīng)合理的解決措施將其問題徹底解決。只有這樣，才能夠有效的保證水輪發(fā)電機(jī)組在水力發(fā)電廠中的正常運(yùn)行與工作。

關(guān)鍵詞：水力發(fā)電廠；水輪機(jī)震動；故障與處理

當(dāng)水輪機(jī)出現(xiàn)震動異常故障時所導(dǎo)致的原因便是：主軸剛度不足、推力頭和鏡子之中的電銅板、安裝不當(dāng)、轉(zhuǎn)子材質(zhì)不夠均勻、軸系的剛度變差以及發(fā)力對輪的鏈接等出現(xiàn)問題。在這種情況當(dāng)中，如果水輪機(jī)進(jìn)行運(yùn)行工作的時間較短，那么該機(jī)組并不會有較大的問題所產(chǎn)生。但如果該機(jī)組運(yùn)行工作的時間較長，那么便會將較大的麻煩帶給整個水輪發(fā)電機(jī)組，從而產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的震動，徹底影響了水輪機(jī)的正常工作運(yùn)行。

一、水輪機(jī)震動為水力發(fā)電廠帶來的危害

水輪機(jī)與其他的動力機(jī)械不同，水輪機(jī)所產(chǎn)生振動時相關(guān)工作人員需要進(jìn)行考慮到的因素及情況較多如：

1.水輪機(jī)組在進(jìn)行正常工作運(yùn)行的過程當(dāng)中，不可避免會產(chǎn)生一定程度的震動。

2.水輪機(jī)在進(jìn)行運(yùn)行工作時，水流會相應(yīng)的產(chǎn)生一定程度的壓力、發(fā)電機(jī)自身所擁有的電磁力，以及其他固定組件所形成的震動，會對于發(fā)電及自身及其他零件產(chǎn)生一定程度的震動影響。并且機(jī)械、電磁及流體在發(fā)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)行工作的正常狀態(tài)下也擁有著相互關(guān)聯(lián)的作用。

3.水輪機(jī)組震動時所產(chǎn)生的危害主要由以下幾點(diǎn)所組成：第一點(diǎn)發(fā)電機(jī)組各組成部分所進(jìn)行緊固的零件部位會發(fā)生斷裂或松動等情況，同時也會令其他所進(jìn)行連接的部位零件產(chǎn)生相應(yīng)的震動，最終所導(dǎo)致他們所進(jìn)行使用的壽命全面降低。第二點(diǎn)便是機(jī)組零部件的各金屬與焊接縫隙之間，本身就是屬于疲勞損壞的區(qū)域，一旦使用運(yùn)行的時間過長，那么該部位的損害便會大幅度的增加，在使用的過程當(dāng)中可能會出現(xiàn)縫隙，從而導(dǎo)致他們最終報廢以至于完全不能進(jìn)行使用。第三點(diǎn)最為嚴(yán)重的便是水輪機(jī)當(dāng)中所產(chǎn)生的共振，如果機(jī)組設(shè)備和廠房當(dāng)中產(chǎn)生共振，這邊會使其在各種不同的程度上使廠房里的設(shè)備產(chǎn)生損壞。最后一點(diǎn)邊是尾部水管當(dāng)中會在運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生渦流脈動這一壓力，當(dāng)情況越發(fā)嚴(yán)重的時候，尾部水管壁會因為壓力的增大而出現(xiàn)斷裂，從而破壞相應(yīng)的尾水設(shè)備[1]。

二、工程概況

本文在這里進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗，在實(shí)驗當(dāng)中所使用的水輪機(jī)型號為SF8000-16/3300，1000MW的用輪發(fā)電機(jī)組，直徑為330cm的定子鐵心，8000kW的額定出力，16-代表等級數(shù)值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為375r/min，并且使用了水內(nèi)冷卻這一方式進(jìn)行冷卻。這一機(jī)組在正式使用前進(jìn)行了自轉(zhuǎn)運(yùn)行，在自轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中發(fā)電機(jī)便出現(xiàn)了輕微的震動。在這里根據(jù)機(jī)組震動當(dāng)中的特點(diǎn)，全面的分析了產(chǎn)生的原因，并且相應(yīng)的制定了平衡方案。

三、震動原因分析

根據(jù)測試表當(dāng)中所展現(xiàn)測試數(shù)據(jù)如表一所示：震動所擁有存在的特點(diǎn)可以看出：6～8號的軸震動都擁有較大的熱變量，且震動的熱變量主要是以基頻成分為主，除此之外，相關(guān)工作人員好考慮到了發(fā)電機(jī)進(jìn)行接地產(chǎn)生故障以前，8號的軸震狀況非常良好，磁現(xiàn)象表明了立端小軸自身的平衡狀況非常完美。因此所引起6～8號軸震變熱量增大的主要原因是由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的熱彎曲或者超負(fù)荷運(yùn)行的情況下發(fā)勵與輪之間的鏈接狀況產(chǎn)生問題[2]。

通流器件當(dāng)中的水里不夠平穩(wěn)，當(dāng)水流逐漸進(jìn)入轉(zhuǎn)輪當(dāng)中，出現(xiàn)了明顯的不對稱情況，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定的橫向作用所產(chǎn)生，使器件產(chǎn)生了明顯的喘振。在進(jìn)行低載荷運(yùn)行或零載荷運(yùn)行時，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動。搜易通道當(dāng)中流過的水會出現(xiàn)不對稱狀態(tài)。

尾部的流通管道有渦流帶現(xiàn)象的產(chǎn)生，在剛性管道當(dāng)中的流體震動與脈沖率或與壓力鋼管自身所擁有的振蕩頻率出現(xiàn)較為相似的現(xiàn)象時，可以令剛性管道發(fā)生極大地流體震動。

四、有效處理措施

將水輪機(jī)組進(jìn)行全面的分解拆開，并且將機(jī)組當(dāng)中的低緩、轉(zhuǎn)輪和頂蓋的等零件部位全部拆下，送回原生產(chǎn)廠進(jìn)行相應(yīng)的維修。并進(jìn)一步的增加頂蓋與地環(huán)之間所擁有的間隙，以此有效地減少低環(huán)與頂蓋質(zhì)檢所發(fā)生的碰撞，有效的消除一定程度的震動發(fā)生的概率。

有效利用打磨機(jī)針對機(jī)組內(nèi)部的作環(huán)與下環(huán)進(jìn)行相應(yīng)的打磨，有效的調(diào)整期水平度，以此來保證其能夠在相關(guān)規(guī)定的范圍當(dāng)中。相關(guān)檢修工作人員再次針對機(jī)組進(jìn)行調(diào)整盤車，并將絕緣板有效的運(yùn)用在推力瓦與鏡板之間，在進(jìn)行填補(bǔ)絕緣板與主軸的時候，應(yīng)選擇通過鏟削這一方式，將以前用過的紫銅墊完全取消。全面增加水輪機(jī)當(dāng)中頂部所擁有的排水管，從原來的2個全面增加到4個，并且有效的通過排水的廊道將水進(jìn)行排除，以此更進(jìn)一步的增加對于閥門控制的力度[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，普遍水電站當(dāng)中較為讓人頭痛的問題便是水輪機(jī)當(dāng)中的震動問題，一旦其所擁有的震動超過了國家當(dāng)中所規(guī)定的范圍，水輪機(jī)所進(jìn)行運(yùn)行使用的年限將會大幅的縮短，并且嚴(yán)重的影響到水電站自身的經(jīng)濟(jì)效益。只有及時的進(jìn)行清楚與排查，才能夠真正地做到防患于未然，以最大程度的有效減輕事故的發(fā)生與影響，以此有效的維護(hù)了機(jī)組安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李方. 關(guān)于水輪發(fā)電機(jī)組振動的原因分析與處理對策探討[J]. 水能經(jīng)濟(jì)，2017（1）：20-20.

[2]杜偉強(qiáng). 淺析水輪機(jī)發(fā)電機(jī)振動的原因與處理對策[J]. 水能經(jīng)濟(jì)，2017（6）：36-36.

[3]杜寧，李采文. 對水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)試期間振動問題的分析[J]. 水電站機(jī)電技術(shù)，2017（10）：46-47.