水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因分析

1、水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因分析水輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)問題與一般動(dòng)力機(jī)械的振動(dòng)有一定差異 ,除了機(jī)器本身轉(zhuǎn)動(dòng)或固定部分引起的振動(dòng)外 ,尚需考慮發(fā)電機(jī)的電磁力以及作用于水輪機(jī)過流部分的流動(dòng)壓力對(duì)系統(tǒng)及其部件振動(dòng)的影響。在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下 ,流體 機(jī)械 電磁三部分是相互影響的。 例如 ,當(dāng)水流流動(dòng)激起機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分振動(dòng)時(shí) ,在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間會(huì)導(dǎo)致氣隙不對(duì)稱變化 ,由此產(chǎn)生的磁拉力不平衡也會(huì)造成機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的振動(dòng) ,而轉(zhuǎn)動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)某些變化后 ,又會(huì)對(duì)水輪機(jī)的水流流場及發(fā)電機(jī)的磁場產(chǎn)生影響。因此 ,水輪機(jī)的振動(dòng)是電氣、機(jī)械、流體等多種原因引起的?？梢?,完全按照這三者的相互關(guān)系來研究系統(tǒng)的振動(dòng)是不夠

2、的。鑒于問題的復(fù)雜性 ,將引起水輪機(jī)組振動(dòng)原因大致分為機(jī)械、 水力、電氣三方面的因素來研究 ,為水電廠生產(chǎn)管理、運(yùn)行、檢修人員提供參考意見 ,以便制定出相應(yīng)的預(yù)防和消振措施。1 水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的危害振動(dòng)是旋轉(zhuǎn)機(jī)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(jī)組安全正常運(yùn)行。但較大振動(dòng)對(duì)機(jī)組安全是不利的 ,會(huì)造成如下危害 : )使機(jī)組各連接部件松動(dòng) ,使各轉(zhuǎn)動(dòng)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(kuò)大裂縫甚至斷裂 ; )尾水管低頻壓力脈動(dòng)可使尾水管壁產(chǎn)生裂縫 ;當(dāng)其頻率與發(fā)電機(jī)或電力系統(tǒng)的自振頻率接近時(shí) ,將發(fā)生共振 ,引起機(jī)組出力大幅度波動(dòng)

3、,可能會(huì)造成機(jī)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(jī)組振動(dòng)引起的事故 ,以便從中了解機(jī)組振動(dòng)的起因。)20 世紀(jì) 80 年代初 ,天橋水電站多次發(fā)生因振動(dòng)擺度過大而引起的設(shè)備損壞事故。 1980 年 8 月 3 號(hào)機(jī)由于上導(dǎo)軸承擺度大導(dǎo)致 4 個(gè)上導(dǎo)瓦背墊塊斷裂 ;1982 年 10 月 3 號(hào)機(jī)發(fā)生發(fā)電機(jī)掃膛嚴(yán)重事故 ,上導(dǎo)瓦架與上機(jī)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(jī)架振幅達(dá) 022 ,水導(dǎo)軸承處振幅達(dá) 020。水輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)大軸法蘭聯(lián)接處擺度為 074 ,后經(jīng)測量分析為機(jī)組軸承中心不正 ,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外圓度超標(biāo)

4、 ,空氣間隙不勻等原因所致。)1997 年 2 月天橋水電站 4 號(hào)機(jī)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(dòng)相互作用 ,引起錐管段鋼板振動(dòng) ,焊縫疲勞破壞后被撕裂或脫落。)2000 年 11 月天橋水電站 1 號(hào)機(jī)大修后 ,發(fā)生發(fā)電機(jī)推力瓦 12 塊被燒毀的嚴(yán)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(hào)機(jī)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?yàn)槲菜艿皖l水壓脈動(dòng)激起尾水管壁振動(dòng) ,當(dāng)振動(dòng)頻率接近尾水管的固有頻率產(chǎn)生共振時(shí),嚴(yán)重造成尾水管壁產(chǎn)生裂縫。從以上幾個(gè)實(shí)例