[行业技术文章]水轮发电机组振动危害性分析及预防

作者：福建省惠安县陈田水库发电站林景山

水轮发机电组在运行中发生振动现象是不成避免的，这是由多种身分引发机组振荡的综合效应。在装备运行生产治理工作中，应注重增强对机组振动现象及其风险性的分析与预防。

１水轮发机电组振动类型

１．１机械类振动。由于机械部门的平衡力引发的振动称为机械类振动。例如，转动部门重不服衡、轴线误差、摆动过年夜等。其主要特点是振动频率与机组转速一致，有时振幅与转速成正比。
１．２电气类振动。由于电气方面的缘由造成发机电磁场不服衡而引发的振动称为电气振动。例如，发机电在三相电流不合错误称情况下运行磁场不平均，发机电短路故障等。其主要特点是振幅与励磁电流年夜小成正比。
１．３水施类振动。由于某些缘由引发水轮机蜗壳内受力不服衡而酿成的振动称为水施类振动。例如，尾水涡带、叶片水卡门涡列、转轮圆圈边间隙不平均、转轮气蚀等。其特点是振幅与导叶开度有关，往往开度愈年夜，振幅愈年夜。

２水轮机组振动所带来的风险

２．１引发机组零部件金属和焊缝间疲钝破坏区的形成和扩年夜，从而使之发生裂纹，甚至断裂损坏而报废。
２．２使机组部门紧固部件松动，不仅会致使这些紧固件自己的断裂，而且加重被其毗连部门的振动，促使它们加速损坏。
２．３加速机组转动部门相互磨损水平。如年夜轴剧烈摆动可以使轴与轴瓦的温度升高，使轴瓦烧毁；发机电转子振动过年夜增加滑环电刷磨损水平，并使温度升高，使轴瓦烧毁；发机电转子振动过年夜增加滑环电刷磨损水平，并使电刷火花不竭增年夜。
２．４尾水管中形成的涡流脉动压力可以使尾水管壁发生裂缝，严重时可以使整体尾水举措措施遭到破坏。
２．５水轮机组共振引发的后果加倍严重。如机组装备与厂房的共振，可以使整个装备和厂房遭到分歧水平的损坏。

３引发振动的缘由及预防措施

３．１机械方面的身分有：①由于主轴的弯曲或挠曲、推力轴承调整不良、轴承间隙过年夜、主轴法兰毗连不紧和机组几何线中心点不准引发空载低速时的振动；②因转轮等旋转件与静止件相碰而引发的振动；③转动部门重不服衡引发的振动，且随转速上升振动增年夜而与负荷无关，这是常见的，非凡是焊补转轮或更换浆叶后更轻易发生。
对机械缘由引发的振动应接纳的措施：经由过程动平衡、调整轴线或调整轴瓦间隙等来提高相对齐心度和细密度。
３．２水施方面的身分有：①尾水管中水流涡带所引发的压力脉动诱发的水轮机振动，严重的还引发厂房共振；②卡门涡列引发的振动，当水流流经非流线型障碍物时，在其后面尾流中割裂一系列反常漩涡，即所谓卡门涡列，这类涡列交替地作顺时针或反时针标的目的旋转，在其不竭旋转与消失进程中，会在垂直于主流标的目的发生交变力致使的叶片振动，严重时会发出响声，甚至使叶片根部振裂；③转轮止漏间隙不平均引发的振动，间隙年夜处其流速较小而压力较年夜，其振频与止漏环偏心运动频率不异；④冲击式水轮机尾水涨振动，正常时，冲击式水轮机的尾水位与转轮必需连结一定距离，尾水应无压流动，如尾水渠壅水回溅到水斗上，侵扰水斗与射流的正常流程，也会引发机组效率下降和振动。
对于水施身分酿成的振动，可以接纳以下对应措施：①气蚀与尾水管涡带引发的机组振动，可采用补气的措施减振消振，增加共泄水锥或增加同轴扩散形内层不管段，也能够在尾水管进口处装导流瓦和导流翼板等，都可以使涡带引发的振动减轻或消失；②对于卡门涡列引发的振动，可以接纳改变卡门涡列频率或叶片固有频率的法子，也能够将叶片出水边削薄或改型，使正、反两侧面组成的交变漩涡抵消或削弱，避免共振；③止漏间隙不妥引发的振动，调整间隙使其匀称，实践证实，适当增年夜外止漏环间隙，可以使转轮偏心运动对转轮背压止漏环间隙压力的影响较着削弱，从而减小振动。冲击式水轮机机壳上补气孔太小或冒水而使尾水位抬高甚至沉没转轮，使尾水形成有压流动，使机组发生强烈振动，甚至危及机组平安，可以增加补气孔面积以消除之。
３．３电气方面的身分有：①由于制造或安装的缘由而造成发机电转子与定子间的空气隙不平均，发生不服衡的磁拉力；②转子磁极绕组匝间短路时，发生不服衡磁拉力；③发机电在不合错误称工况下运行，发生不合错误称的磁力份，负序电流将以２倍电源频率激起振动而引发振动；④发机电转子磁极外形稍有差异，也能够引发磁拉力不服衡而发生振动；⑤定子铁心松动引发振动，这类振动随着励磁电流的接通而发生，随着发机电温度的上升而减小。
对于电气身分酿成的振动，除应当遵照制造厂家有关划定外，还要定期检修实验，运行中应增强监视，做到早发现早处置。