水电站机组振动分析
- 格式：pdf
- 大小：179.16 KB
- 文档页数：3
第 ８期 （ 总第 ３ ９ ９期 ）
［ 文章编号】１ ０ ０ ９ — ２ ８ ４ ６（ ２ ０ １ ５ ）０ ８ — ０ ０ ５ ３ － － ０ ２
吉 林
水
利
２ ０ １ ５年 ８月
水 电站 机 组 振 动 分 析
田 波 （ 吉林 省 防汛机 动抢 险队 ，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ）
［ 摘 要 ］ 水 电站 水 轮 发 电机 组 的 稳 定 性 不 仅 关 系到 电厂 的 经 济 运 行 ，还 关 系到 电 站 的安 全 Ｊ ＇ ＊ － Ｉ 题 ，本文从机械 、 水 力 、 电磁 三 个方 面介 绍 了水 电 站机 组振 动 的主 要 原 因， 并 通 过 某 电站 机 组 稳 定 性 试 验 对机 组振 动 进 行 了分 析 。 ［ 关 键 词 ］ 水轮 发 电机 组 ；机 组 振 动 ；振 动 分 析 ［ 中图 分 类 号 ］Ｔ Ｎ３ １ ２ ：Ｔ Ｎ３ ０ １ ． ４ ＊ ２ ［ 文献 标 识 码 ］Ｂ
水 轮 发 电机 组 是 水 电站 非 常 重 要 的设 备 ． 其 稳定 性 直 接关 系 到 机组 的使 用 寿命 及 电站 的 安全 问题 。 随着 社 会经 济 的快 速 发 展 ． 机组 的单 机容 量 也在 不 断 提高 。 其 运 行稳 定 性 也变 的 日渐 突 出 。 主 要通 过 机 组 的振 动 来反 应 。 研 究表 明 ． 水 轮 发 电机 组 的振 动 主要 有 机 械振 动 、 电 磁振 动 、 水 力 振 动三 种类 型
的导 叶 数量 和 转 轮 叶片 数存 在 着 一定 的相 互 作用
关 系 ．在水 由导 叶进 入 转轮 叶片 过程 中会 产 生水
力 冲击 ． 这 种 冲击 力 会通 过 机 桩传 递 给机 组 本 身 ．
引起 机组 的振 动 。 且 振动 随 运行 负荷 增大 而增 大 。 （ ３ ） 蜗 壳 中水 流不均 匀 流动 引起 的振 动 。在某
组 转 速有 很大关 系【 ” （ １ ） 机组 转 动部 分 偏离 中心 引起 的振 动 ： 于机
组 制 造 原 因使 转动 部 分 质量 分 布不 均 匀 或 在安 装
时偏 离 安装 中心线 ， 机组 在 这 种状 态下 运 行 时 ． 会 产 生 离 心力 使 机组 主轴 发生 弓状 回旋 ．从 而 引起 机 组 的结 构振 动 ． 其 与 负荷无 关 。 （ ２ ） 由机 组 转 动部 分 与 固定 部 分 碰撞 产 生 的 振动 ： 机 组 运行 时 。 当转 动部 分 与 固定 部 分 发生 碰 撞时 。 机组 就会 产生 振动 ， 同时发 出 响声 。 （ ３ ）轴承 间缝 隙较 大或 主轴 较细 引起 的振 动 ： 此 种振 动的幅 度会随机 组运行 负荷 的增 加而加 大 。 （ ４ ） 由其 他原 因引起 的振 动 ： 当机 组 在安 装 时
些情 况 下 ． 进 入蜗 壳 的水 流 流 动不 均 匀 。 这 Байду номын сангаас会 产
生漩 涡 ．当这 些漩 涡汇 集 到一 起进 入 转 轮 时 可 能 引起 机 组振 动 ．当振 动 与发 电机 的 自振 频 率 相 吻 合时 就会 产生共 振 ， 进 而引起 更 加严 重 的振动 。
（ ４ ） 导 叶 内水 流不均 匀 引起 的振 动 。水 流进入
一
５ ３—
吉林水 利 起压力 脉 动 ． 使 机组 产生振 动
水 电站 机组 振动分 析
田 波 ２ ０ １ ５年 ８月
行 时 ．由于 定子 的发热 而 膨胀 及 转子 动 不 平衡 问
（ ５ ） 由卡 门涡列 产生 的振动 。在 水流 通过 导 叶 或者 流 出 叶片 时 ， 会 产 生漩 涡 脱 流现 象 ． 产 生 卡 门 涡， 引起激 振力 使机 组产 生振 动 。 （ ６ ） 水 轮机 内部 的非线 性 自激振 动 。据观 察表 明， 轴 流 式 水 轮 机 运行 过 程 中 。 会产生压力振荡 ，
１ 机械原 因引起 的振 动
有 机 械 原 因引 起 的机 组 振 动 ．主 要 是 由于水 轮发 电机组 的安装 、只要 造 成 的 ．如 制 造 精度 不 够、 安装倾斜 、 导轴 承 间 隙过 大等 原 因 ， 其 振 动 的
产生 与 机组 负 荷关 系不 大 ．其 振 动频 率 主要 与机
固定 不 好 、 轴 承安 装 精度 不够 、 轴 承弯 曲等都 有 可
能产生 振 动
导 叶时 ， 由于 导 叶的 开 口不 均 匀 。 水流 流 动 会 不均
匀． 从 而 会 出现边 界 层脱 流 现 象 ． 产生 涡 带 进 而 引
［ 收 稿 日期 】２ ０ １ ５ — ０ ６ — １ ６ 【 作者简介 】 田波， 男， 高工， 从事水利工程施工管理。
由水力 原 因 引起 的振动 是 机 组 振 动 的 主要 原
２ 水 力 原 因 引起 的振 动
因， 由 于 由水 流 动 过 程 中 涡流 、 脉动 、 汽 蚀 等 原 因 引 起 的振 动 比较 复 杂 ． 很 难 进 行 理 论 分 析［ ２ １ 。 目前 机组 引起 振 动 的水 力原 因主要 有 ：一 是 主 要 由流 场 中水 流 速度 分 布 不均 引起 的压 力 脉动 ：二 是 由 于水 流 产 生脱 流 产 生 的压力 脉 动 ：三是 由水 力 过 度过 程 引起 的压力 脉 动 （ １ ） 由尾 水 管 内 涡带 摆 动 和汽 蚀 产生 的振 动 。 水轮 发 电机组 在运 行 时 ．在 尾 水 管 内会 产 生 不稳 定 的涡 带摆 动 现 象 。 这 是 引起 振 动 的主要 原 因 ． 同 时 由于 在 运行 时会 产 生 汽蚀 现 象 ．从 而 会 引起 一 定 的振 动 现象 （ ２ ） 由导 叶 、 转 轮 叶 片水 力 冲 击脉 动 。水 轮机
［ 文章编号】１ ０ ０ ９ — ２ ８ ４ ６（ ２ ０ １ ５ ）０ ８ — ０ ０ ５ ３ － － ０ ２
吉 林
水
利
２ ０ １ ５年 ８月
水 电站 机 组 振 动 分 析
田 波 （ 吉林 省 防汛机 动抢 险队 ，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ）
［ 摘 要 ］ 水 电站 水 轮 发 电机 组 的 稳 定 性 不 仅 关 系到 电厂 的 经 济 运 行 ，还 关 系到 电 站 的安 全 Ｊ ＇ ＊ － Ｉ 题 ，本文从机械 、 水 力 、 电磁 三 个方 面介 绍 了水 电 站机 组振 动 的主 要 原 因， 并 通 过 某 电站 机 组 稳 定 性 试 验 对机 组振 动 进 行 了分 析 。 ［ 关 键 词 ］ 水轮 发 电机 组 ；机 组 振 动 ；振 动 分 析 ［ 中图 分 类 号 ］Ｔ Ｎ３ １ ２ ：Ｔ Ｎ３ ０ １ ． ４ ＊ ２ ［ 文献 标 识 码 ］Ｂ
水 轮 发 电机 组 是 水 电站 非 常 重 要 的设 备 ． 其 稳定 性 直 接关 系 到 机组 的使 用 寿命 及 电站 的 安全 问题 。 随着 社 会经 济 的快 速 发 展 ． 机组 的单 机容 量 也在 不 断 提高 。 其 运 行稳 定 性 也变 的 日渐 突 出 。 主 要通 过 机 组 的振 动 来反 应 。 研 究表 明 ． 水 轮 发 电机 组 的振 动 主要 有 机 械振 动 、 电 磁振 动 、 水 力 振 动三 种类 型
的导 叶 数量 和 转 轮 叶片 数存 在 着 一定 的相 互 作用
关 系 ．在水 由导 叶进 入 转轮 叶片 过程 中会 产 生水
力 冲击 ． 这 种 冲击 力 会通 过 机 桩传 递 给机 组 本 身 ．
引起 机组 的振 动 。 且 振动 随 运行 负荷 增大 而增 大 。 （ ３ ） 蜗 壳 中水 流不均 匀 流动 引起 的振 动 。在某
组 转 速有 很大关 系【 ” （ １ ） 机组 转 动部 分 偏离 中心 引起 的振 动 ： 于机
组 制 造 原 因使 转动 部 分 质量 分 布不 均 匀 或 在安 装
时偏 离 安装 中心线 ， 机组 在 这 种状 态下 运 行 时 ． 会 产 生 离 心力 使 机组 主轴 发生 弓状 回旋 ．从 而 引起 机 组 的结 构振 动 ． 其 与 负荷无 关 。 （ ２ ） 由机 组 转 动部 分 与 固定 部 分 碰撞 产 生 的 振动 ： 机 组 运行 时 。 当转 动部 分 与 固定 部 分 发生 碰 撞时 。 机组 就会 产生 振动 ， 同时发 出 响声 。 （ ３ ）轴承 间缝 隙较 大或 主轴 较细 引起 的振 动 ： 此 种振 动的幅 度会随机 组运行 负荷 的增 加而加 大 。 （ ４ ） 由其 他原 因引起 的振 动 ： 当机 组 在安 装 时
些情 况 下 ． 进 入蜗 壳 的水 流 流 动不 均 匀 。 这 Байду номын сангаас会 产
生漩 涡 ．当这 些漩 涡汇 集 到一 起进 入 转 轮 时 可 能 引起 机 组振 动 ．当振 动 与发 电机 的 自振 频 率 相 吻 合时 就会 产生共 振 ， 进 而引起 更 加严 重 的振动 。
（ ４ ） 导 叶 内水 流不均 匀 引起 的振 动 。水 流进入
一
５ ３—
吉林水 利 起压力 脉 动 ． 使 机组 产生振 动
水 电站 机组 振动分 析
田 波 ２ ０ １ ５年 ８月
行 时 ．由于 定子 的发热 而 膨胀 及 转子 动 不 平衡 问
（ ５ ） 由卡 门涡列 产生 的振动 。在 水流 通过 导 叶 或者 流 出 叶片 时 ， 会 产 生漩 涡 脱 流现 象 ． 产 生 卡 门 涡， 引起激 振力 使机 组产 生振 动 。 （ ６ ） 水 轮机 内部 的非线 性 自激振 动 。据观 察表 明， 轴 流 式 水 轮 机 运行 过 程 中 。 会产生压力振荡 ，
１ 机械原 因引起 的振 动
有 机 械 原 因引 起 的机 组 振 动 ．主 要 是 由于水 轮发 电机组 的安装 、只要 造 成 的 ．如 制 造 精度 不 够、 安装倾斜 、 导轴 承 间 隙过 大等 原 因 ， 其 振 动 的
产生 与 机组 负 荷关 系不 大 ．其 振 动频 率 主要 与机
固定 不 好 、 轴 承安 装 精度 不够 、 轴 承弯 曲等都 有 可
能产生 振 动
导 叶时 ， 由于 导 叶的 开 口不 均 匀 。 水流 流 动 会 不均
匀． 从 而 会 出现边 界 层脱 流 现 象 ． 产生 涡 带 进 而 引
［ 收 稿 日期 】２ ０ １ ５ — ０ ６ — １ ６ 【 作者简介 】 田波， 男， 高工， 从事水利工程施工管理。
由水力 原 因 引起 的振动 是 机 组 振 动 的 主要 原
２ 水 力 原 因 引起 的振 动
因， 由 于 由水 流 动 过 程 中 涡流 、 脉动 、 汽 蚀 等 原 因 引 起 的振 动 比较 复 杂 ． 很 难 进 行 理 论 分 析［ ２ １ 。 目前 机组 引起 振 动 的水 力原 因主要 有 ：一 是 主 要 由流 场 中水 流 速度 分 布 不均 引起 的压 力 脉动 ：二 是 由 于水 流 产 生脱 流 产 生 的压力 脉 动 ：三是 由水 力 过 度过 程 引起 的压力 脉 动 （ １ ） 由尾 水 管 内 涡带 摆 动 和汽 蚀 产生 的振 动 。 水轮 发 电机组 在运 行 时 ．在 尾 水 管 内会 产 生 不稳 定 的涡 带摆 动 现 象 。 这 是 引起 振 动 的主要 原 因 ． 同 时 由于 在 运行 时会 产 生 汽蚀 现 象 ．从 而 会 引起 一 定 的振 动 现象 （ ２ ） 由导 叶 、 转 轮 叶 片水 力 冲 击脉 动 。水 轮机
