水輪發(fā)電機組振動原因分析

1、水輪發(fā)電機組振動原因分析水輪發(fā)電機組的振動問題與一般動力機械的振動有一定差異 ,除了機器本身轉(zhuǎn)動或固定部分引起的振動外 ,尚需考慮發(fā)電機的電磁力以及作用于水輪機過流部分的流動壓力對系統(tǒng)及其部件振動的影響。在機組運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下 ,流體 機械 電磁三部分是相互影響的。 例如 ,當水流流動激起機組轉(zhuǎn)動部分振動時 ,在發(fā)電機轉(zhuǎn)子與定子之間會導致氣隙不對稱變化 ,由此產(chǎn)生的磁拉力不平衡也會造成機組轉(zhuǎn)動部分的振動 ,而轉(zhuǎn)動部分的運動狀態(tài)出現(xiàn)某些變化后 ,又會對水輪機的水流流場及發(fā)電機的磁場產(chǎn)生影響。因此 ,水輪機的振動是電氣、機械、流體等多種原因引起的?？梢?,完全按照這三者的相互關系來研究系統(tǒng)的振動是不夠

2、的。鑒于問題的復雜性 ,將引起水輪機組振動原因大致分為機械、 水力、電氣三方面的因素來研究 ,為水電廠生產(chǎn)管理、運行、檢修人員提供參考意見 ,以便制定出相應的預防和消振措施。1 水輪發(fā)電機組振動的危害振動是旋轉(zhuǎn)機械不可避免的現(xiàn)象,若能將其振幅限制在允許范圍內(nèi) ,就能確保機組安全正常運行。但較大振動對機組安全是不利的 ,會造成如下危害 : )使機組各連接部件松動 ,使各轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間產(chǎn)生摩擦甚至掃膛而損壞 ; )引起零部件或焊縫的疲勞、形成并擴大裂縫甚至斷裂 ; )尾水管低頻壓力脈動可使尾水管壁產(chǎn)生裂縫 ;當其頻率與發(fā)電機或電力系統(tǒng)的自振頻率接近時 ,將發(fā)生共振 ,引起機組出力大幅度波動

3、,可能會造成機組從電力系統(tǒng)中解列 ,甚至危及廠房及水工建筑物。 下面簡單介紹幾起天橋水電廠機組振動引起的事故 ,以便從中了解機組振動的起因。)20 世紀 80 年代初 ,天橋水電站多次發(fā)生因振動擺度過大而引起的設備損壞事故。 1980 年 8 月 3 號機由于上導軸承擺度大導致 4 個上導瓦背墊塊斷裂 ;1982 年 10 月 3 號機發(fā)生發(fā)電機掃膛嚴重事故 ,上導瓦架與上機架固定螺栓 8 只中的 5 只被剪斷 ,1 只定位銷剪斷、 瓦架變形。上機架振幅達 022 ,水導軸承處振幅達 020。水輪機軸與發(fā)電機大軸法蘭聯(lián)接處擺度為 074 ,后經(jīng)測量分析為機組軸承中心不正 ,發(fā)電機轉(zhuǎn)子外圓度超標

4、 ,空氣間隙不勻等原因所致。)1997 年 2 月天橋水電站 4 號機尾水管錐管段不銹鋼襯板與普通鋼襯板銜接處 (高程 8087)以下約有 232 普通鋼板沿環(huán)向脫落。其主要原因是由于葉片翼端間隙射流及尾水管渦帶產(chǎn)生的低頻水壓脈動相互作用 ,引起錐管段鋼板振動 ,焊縫疲勞破壞后被撕裂或脫落。)2000 年 11 月天橋水電站 1 號機大修后 ,發(fā)生發(fā)電機推力瓦 12 塊被燒毀的嚴重事故 ,因推力瓦水平調(diào)整不好 ,軸系中心不正及調(diào)速系統(tǒng)失調(diào)所致。)2002 年 5 月天橋水電站 3 號機大修檢查發(fā)現(xiàn)尾水管彎管段垂直于水流方向產(chǎn)生環(huán)狀裂縫,其主要原因為尾水管低頻水壓脈動激起尾水管壁振動 ,當振動頻率接近尾水管的固有頻率產(chǎn)生共振時,嚴重造成尾水管壁產(chǎn)生裂縫。從以上幾個實例