水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施
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水电站机组振动的原因及解决措施研究随着社会的进步,居民的用电量日益升高,同时也对用电质量提出了更高的要求,这就刺激了电力行业的飞速发展,但同时也暴露了较多的问题,其中最为常见的就是水电站机组振动问题。
这一问题不仅影响着设备正常使用,甚至还会对使用人员的生命安全造成严重威胁。
本文的研究内容即为水电站机组振动的原因及解决措施。
标签:水电站;机组振动;原因;解决措施水轮发电机在工作中如果发生振动,不仅会导致某些部件发生弹性形变或塑料形变出现裂纹、断裂,还会导致部件之间的连接松动,导致部件的使用寿命更短。
严重时甚至还会对整个水电站机组的安全运行造成严重威胁。
但这一问题在实际使用期间难以避免,所以需要采取有效的措施进行改善。
分析水轮机组的结构可以发现,组成部分主要是旋转和固定两部分,水轮发电机在运行期间,其中某部分发生异常,就会导致出现机组振动。
比较常见的振动是旋转部分的振动。
对振动问题采取有效措施进行控制后,可以使机组的运行具备更高的稳定性和可靠性[1]。
1、水利因素造成水电站机组振动的原因1.1水力不平衡水流同时具有动能和势能,在蜗壳的作用下形成环流,经均匀分布固定导叶、活动导叶片到转轮上,将其激活进行旋转。
当导水叶叶片和流量通道受各种因素的影响出现较大的形状差异时,水流作用到转轮后,因为成对称失衡,出现不平衡横向力,转轮从而发生振动,当运行处于无负载和低负荷状态时,振动尤为强烈。
1.2尾管的低频率水压脉冲在非设计工况条件下,水轮机运行时在出口处转轮受到脱流漩涡和旋转水流等因素的影响,尾水管内引发水压脉动并出现大型涡带,并以固定频率在管内转动,引起低频压力脉动。
水流流经管道后,压力脉动会导致转子,蜗壳,压力管等发生剧烈的振动[2]。
1.3空腔汽蚀水流通过水轮机时,受到流速,流向的影响,流道发生改变,增加流速后水流中出现气泡,气泡一旦进入高压区并溃灭,出现的情况即为空腔汽蚀。
这一情况会对机组的推力轴承和顶盖造成剧烈的垂直振动。
水轮发电机组振动原因和处理措施分析水轮发电机组振动会让水轮发电机组正常运行产生问题,会让水轮机组出现故障。
本文首先对水轮发电机组振动带来危害作出简要阐述,然后对水轮发电机组振动原因进行分析,之后结合笔者在新庄水电站工作的实际情况,提出几点水轮发电机组振动处理措施,希望可以对业内起到一定参考作用。
标签:水轮发电机组;振动原因;处理措施前言:在水电站中,水轮发电机组的安全运行可以保证水电站经济效益,如果水轮发电机组因为振动出现故障情况,那么就会对水轮发电机组运行平稳性与发电效益造成不利影响。
水力原因、机械原因与电气原因均有可能导致水轮发电机组出现振动情况,进而产生运行故障。
一、水轮发电机组振动带来危害在水电站中,水轮机占有核心地位,水轮机组可以转化水势能为机械能,在水电厂中,水轮发电机组的安全运行可以保证其供电安全性、供电优质性和供电经济性,这和电网运行的稳定性、安全性具有直接关系,这对于水电厂的社会效益与经济效益具有决定作用。
在水轮机组的运行中,水力原因、机械原因与电气原因均会造成水轮发电机组振动情况,据统计,现阶段,水轮发电机组大约有80%事故与故障和振动有关。
水轮发电机振动会带来五点主要危害:(1)會让机组零部件出现疲劳损坏区,该区主要出现在金属和焊缝之间,长期运行会让损害程度加重,可能会有裂缝出现,导致机组报废;(2)发电机组部分紧固部件会出现松动甚至断裂情况,会让连接部件出现振动情况,减少其使用寿命;(3)水轮发电机振动会让机组旋转部分磨损程度加剧;(4)水轮机组共振会对厂房以及多种设备造成影响;(5)水轮机组振动会让尾水管中形成涡流脉动压力,此压力可能会让水管壁开裂,可能会对尾水设备正常使用造成影响。
二、水轮发电机组振动原因(一)水力原因在水力方面,水轮发电机组振动的主要原因是水轮机会受到动力水压的干扰,这种水力原因往往是具有较大随机性、很难进行控制的。
如果水轮机处于非设计环境工作,或是处于过度运行状态,那么由于不理想水流状况,机组部分组件会产生振动加速,出现断裂情况。
关于水轮机震动的原因及对策处理的几点思考摘要:水轮发电机组振动是水电站存在的一个普遍问题,有设计、制造、安装、检修、运行等方面的原因。
水轮发电机的振动,在理论上涉及很多学科领域,在国内外迄今为止仍是难度很大的课题,在机组运行中如何监视机组振动,及早发现异常情况,防止因振动产生的事故是十分重要的工作,这需要丰富的实践经验结合科学的理论,在维护检查工作中全面加强设备的动态管理,确保水轮发电机组的安全运行。
同时在机组的安装施工中,要提高安装精度与质量,以保证机组稳定。
笔者通过对水轮机振动产生的原因分析,对其处理措施进行详细的论述。
因此只有解决了机组的振动问题,才能保证机组安全、稳定地运行。
关键词:水力机组;振动;原因分析;对策;随着我国水电工程的快速发展使得我国能源结构调整奠定了良好的基础,同时也对我国水电企业设备维护与养护工作提出了更高的要求。
在现代水电站的运行维护中,水轮机组异常振动是常见的异常现象。
如何快速的判断振动源并进行相应的措施是有效保障机组运行安全的关键,也是目前水电站设备维护与运行安全的重要工作。
在现代水电站运行经验总结中可以看出,水轮机组的振动对水电站机组甚至厂房的安全、经济效益都有着重要的影响。
在现代水轮机组转速与大容量方向发展的今天,水轮机组的振动影响更为明显。
加快电厂机组振动研究以及对策已经成为我国水利水电发展的关键。
发电机组的振动问题是影响机组工作性能的重要指标,异常振动一旦发生,小则产生噪音,大则危及安全,造成事故,给电厂带来巨大的损失。
随着机组尺寸的增大,机组部件的相对刚度减弱,固有频率降低,增加了发生局部共振的可能性。
l 机组振动的原因及相应的处理方法各种干扰力对水轮机的作用是使水轮机产生振动的主要原因。
水轮机的振动可分为水力振动、机械振动和电磁振动。
在机组运转的状态下,流体一机械一电磁三部分是相互影响的。
1.1 引起发电机振动的水力因素来自水轮机的水力不平衡和流道内的压力脉动是造成水力振动的直接原因,这种情况一般发生在非设计工况下,在偏离设计工况下运行,机组一般都存在着一个振动区。
水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施摘要:水轮发电机组运行中出现异常振动是不可避免的,掌握引起机组异常振动的振源的类型、特征、危害以及振动规律等,对机组不同的异常振动进行分析、判断,迅速、准确地消除引起机组异常振动的振源或采取有效措施减小振动,确保机组安全、稳定、可靠、经济运行。
本文主要对水轮发电机组的剧烈振动原因及应对措施进行了探讨。
关键词:振动原理异常振动原因分析应对措施1 水轮发电机组振动原理在机组运转的状态下,在水轮机作为其原动力的前提下,水能的作用能够直接有效激发水轮发电机组振动,还能够间接维持机组振动。
流体、机械、电磁三者是相互影响相互作用的,由于气隙在不对称的状态下,由于发电机定子与转子之间的磁拉力不平衡的情况,当流体激起机组转动部分振动时会造成机组转动部分的振动,而发电机的磁场和水轮机的水流流场也会受到转动部分的运动状态的影响。
2 水轮发电机组异常振动的危害旋转机械的振动是难以避免的,如果可以把振幅控制在允许范围之内,就可以保证机组安全、正常的运行,但是如果是剧烈的振动,必然会不利于机组的安全运行,其主要表现为:机组的各个连接部件出现松动,所有静止部件和转动部件之间产生摩擦甚至是扫膛而损坏;导致零部件和焊缝疲劳,形成裂缝甚至出现断裂;尾水管低频压力脉动可使尾水管壁出现裂缝,当发电机或电力系统固有频率与其频率一致的时候,会发生共振,造成机组出现剧烈振动,有可能会导致发电机组从电力系统中解列,甚至会损坏厂房和水工建筑物。
3 水轮发电机组常见异常振动的原因分析及应对措施3.1 机械因素造成的剧烈振动的原因及应对措施机械因素引起的振动是指由机械部位摩擦力和惯性力以及其他力造成的振动,其特征是振动频率相当于机组旋转频率或是机组转动频率的几倍。
引起振动的机械因素主要是导轴承缺陷、机组轴线不正、转子质量不平衡等。
(1)振动的原因分析1)转子质量不平衡:因为转子质量的不平衡,转子的中心会对轴心产生偏心距,当轴以角速度开始旋转的时候,因为失衡质量受到离心惯性力的影响,在轴上出现弓状回旋,此类的振动也被称为振摆。
对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究水轮发电机组振动是指水轮机在运行时产生的振动现象。
水轮发电机组振动的原因主要包括以下几个方面:水力因素、结构因素以及操作因素。
首先,水力因素是水轮发电机组振动的主要原因之一、由于水轮机是通过自然水流将水流动能转化为机械能的装置,因此水流的流动状况直接影响水轮机的运行情况。
当水流入口流速过快或者过慢时,会导致水流输运不平稳,产生激烈的水力冲击,从而引起水轮机的振动。
此外,当水轮机在运行中遇到水涡、水柱等突状流场时,也容易引起振动。
其次,结构因素也是水轮发电机组振动的一个重要原因。
水轮机的结构决定了其在运行时的刚度和稳定性。
若水轮机的结构强度不足,或者存在设计缺陷、制造缺陷等问题,都会引起水轮机的振动。
此外,水轮机的附件、导流罩、导叶等也会对水轮机振动产生直接或间接的影响。
最后,操作因素也会对水轮发电机组振动产生影响。
例如,水轮机的启停过程中,由于操作不当或者控制系统故障等原因导致的运行不稳定性,都会引起水轮机振动。
此外,水轮机的维护保养不到位,如轴承磨损、机械连接松动等问题也会导致水轮机振动的发生。
针对水轮发电机组振动问题,可以采取以下处理方法来解决:首先,优化设计和制造工艺。
在水轮机的设计和制造过程中,应充分考虑各种因素对振动的影响,采用合理的结构设计和制造工艺,提高水轮机的刚度和稳定性。
其次,加强水力调节。
通过合理调节水流的流速和流量,减少水轮机在工作过程中的水力冲击和流场扰动,从而降低水轮机的振动。
再次,完善控制系统。
加强水轮机的控制系统,提高水轮机的运行稳定性,避免因操作不当或控制系统故障导致的振动问题。
最后,加强维护保养。
定期对水轮机进行维护保养,检查轴承、机械连接等关键部件的磨损情况,及时处理和修复,确保水轮机的正常运行。
综上所述,水轮发电机组振动是由水力因素、结构因素以及操作因素等多方面因素引起的。
在处理水轮机振动问题时,需要充分考虑各种因素的影响,并采取相应的措施来解决问题,从而确保水轮机的正常运行和发电效率。
浅论水轮发电机组振动原因分析摘要:水电站中,无论大、中、小、型机组,都要解决稳定性问题,振动是机组不稳定性的基本表现形式。
水轮发电机组在运行中产生振动现象是不可避免的,这是由多种原因引起的综合反应。
水电站在各种设备运行管理工作中,都要注意加强对机组振动现象及其危害性的分析与预防。
使其振动值限制在允许范围。
关键词:水轮发电机组振动原因振动方法振动允许值水轮发电机组的振动,是一种非常有害的现象,它会降低机组的供电质量,威胁机组的安全运行和使用寿命,恶化水电厂的工作环境,机组振动的现象包括:轴向振动,立式机组表现为上下跳动,卧式机组表现为前后串动;径向振动,表现为垂直于轴线的方向上摇摆;绕轴线的扭转振动,表现为旋转不均匀、机组角速度周期性的加大和减小。
1 振动的原因水轮机是机组转动的动力来源,它工作不稳定性必然影响整个水轮机,水轮机由于结构的复杂性,因此引起水轮机的振动的原因是各种各样的,主要是机械振动、水力振动、电磁振动。
在机组运转的状态下,流体—机械—电磁三部分是相互影响的。
1.1 机械原因引起的振动振动的机械原因是指振动中的干扰力来自机械部分的惯性力、摩擦力及其它力。
引起振动的机械因素主要有:转动部分质量不平衡、机组转子的振摆、机组轴线不正;转子抖动、导轴承缺陷等。
转动部分静不平衡、转动部分动不平衡、机组轴线缺陷、轴承缺陷、调速器调试不良等。
1.2 水力原因引起的振动振动的水力原因是指振动中的干扰力来自水轮机运行时动水压力。
压力降低时所产生的振动,其特征是带有随机性,当机组处在非设计工况或过渡工况运行时,因水流状况恶化,机组各部件的振动亦明显增大。
引起水力振动的原因主要有:反击式水轮机在非最优工况下运行时引起的涡带振动、水流绕流引起的涡列振动、转轮四周水力不平衡,反击式水轮机发生空腔空蚀、通过狭缝的间隙空蚀、导叶或转轮叶片产生不稳定的涡流、转桨式水轮机的非最优协联关系、高水头长输水管道的机组,在负荷变化时可能因水锤现象而造成的振动。
水轮发电机组振动原因分析及措施摘要:本文首先对水轮发电机组产生振动的原因进行了分析,并归纳了机组振动的特点,最后针对水轮发电机组产生振动的原因提出了相应的处理措施。
关键词:水轮发电机组;原因;处理方案引言对于水力发电站而言,水轮发电机组是不可缺少的构成内容,其运行的稳固性是确保水电站可以顺利运转的重要因素,但是,水轮发电机组是由各种机械设备组成的,有些部件还需要进行运转,设备在运作过程中运都不可避免的会存在振动,而且在实际运行的过程中,能对机组稳定性产生影响的因素有很多,如电网、水文、气候、制造、安装和时间等等,因此机组很可能会出现机组振动超标现象。
所以,要在采取恰当的技术举措把机组的振动尽可能地降低,且把其管控在相应的范围内,来确保机组运转的长效、稳健性。
可是如何将机组振动控制在合理范围内,保证机组安全稳定运行,这个问题需要引起重视,并采取适当的方法进行解决。
1 水轮发电机组的振动原因1.1 机械原因一般情况下,由机械因素引发的振动存在一个共同点:机组的振动频率一般等于转频或者是转频的几倍。
能够引起水轮发电机组振动的机械原因主要分为以下几点:(1)转子质量偏心或安装偏心。
当磁力下线通过转子与定子的间隙时,在它们之间会因磁力线自身存在缩短倾向而形成拉力,即磁拉力。
如果电机的转子制造时出现问题而出现质量偏心情况,或者在安装转子时没有按照要求进行装配而偏离中心,以及因长期运行主轴磨损而导致使转子偏心,转子都会受到不均衡的磁拉力,这样会对转子的动力特性产生影响,导致水轮发电机组产生振动现象。
(2)转子“抖动”。
具体而言,转子“抖动”是说水轮发电机组在运转的时候,导轴承产生松动亦或空隙不恰当、刚性未达标,而且机组的运行不牢固、润滑工作没有达到要求时,导轴承和转轴间产生硬性摩擦,致使轴承向相反的方向转动,进而形成水平方向的振动。
1.2 电磁原因引起的振动(1)转子绕组短路。
当一个的磁电动势因短路而减少时,与它相对的那个磁电动势并未产生改变,为此便会产生一个和转子反方向转动的和轴线同向的不均衡磁拉力,进而导致转子发生振动。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨水轮发电机机组的振动问题是水电站运行过程中常见的问题之一,如果不及时处理,会影响机组的正常运行甚至造成设备损坏。
为了解决这个问题,需要对振动问题进行分析,并制定相应的处理方法。
需要对振动问题进行分析。
水轮发电机机组的振动问题主要表现为机组整体的振动或者某些具体部位的振动。
振动源可以是机组本身的结构问题、转子的不平衡排布、轴承故障、机组与基础之间的不协调等。
振动的强度和频率可以通过振动传感器和分析仪器进行监测和测量,根据振动的特征可以初步确定振动的原因和位置。
针对振动问题,可以从以下几个方面进行处理:1. 结构改进:针对机组本身的结构问题,可以通过结构改进措施来降低振动。
比如增加机组的支撑结构,提高整体刚度;加装减振装置,如减震器、减振块等;优化机组的布置,避免共振点的出现。
2. 平衡调整:对于转子的不平衡排布导致的振动问题,可以进行平衡调整。
通过对转子进行动平衡调整,使得转子在高速旋转时不会产生不平衡力矩,从而减小振动。
3. 轴承维护:轴承故障也是机组振动的常见原因之一。
定期对轴承进行润滑和维修保养,及时更换老化的轴承,可以有效降低振动。
4. 基础加固:机组与基础之间的不协调也会引起振动。
基础的加固可以通过增加基础的支撑结构,增加基础的刚度和稳定性来实现。
5. 实时监测和控制:通过安装振动传感器和监测仪器,可以实时监测机组的振动状态。
当振动超出预设范围时,可以及时进行相应的控制措施,如降低机组负荷、停机检修等,避免振动问题的进一步扩大。
值得注意的是,不同的振动问题可能需要采用不同的处理方法,因此在实际应用中,需要结合具体情况进行综合分析和处理。
预防机组振动问题的发生也是十分重要的,可以通过定期检查和维护、加强设备管理等手段来减少振动问题的出现。
水轮发电机机组振动问题的分析和处理需要从结构改进、平衡调整、轴承维护、基础加固和实时监测等方面入手,通过综合运用各种处理方法,可以有效降低机组的振动,保障机组的正常运行。
浅谈水轮发电机组振动过大的原因分析及处理方法摘要:随着新能源的开发与利用,水力发电成为我国目前一种主要的发电方式。
而在水利发电中,水轮发电机组起着非常重要的作用,但是其却存在着振动过大的问题。
因此,本文将对水轮发电机组振动过大的原因进行分析,并提出具有针对性的处理方法,希望可以有效解决这一问题,从而保证水轮发电机组正常运行。
关键词:水轮发电机组;振动;处理前言:随着时代的进步,人们越来越重视水力发电的经济性与安全性。
而水轮发电机组作为其中的重要机电设备,对水力发电有着直接的影响。
因此,必须详细分析引起水轮发电机组振动过大的原因,并采取合理、有效的处理方法,将振动控制在允许的范围内,从而为水轮发电机组的平稳运行提供有力保障。
一、水轮发电机组振动过大的原因(一)机械方面的原因机械方面的原因主要有主轴刚度不够、转动部件重量不平衡以及机组轴线不正等[1]。
机组轴线不正指的就是推力轴承镜板和轴线不垂直,且轴线在法兰与大轴的连接面上发生弯曲。
而轴线弯曲主要是因为工作人员在安装或者是检修水轮发电机组的时候,并没有严格按照相关要求对法兰与分段轴进行合理连接。
而这也就使得联轴螺栓的紧固力矩达不到相关的标准,从而导致轴线容易发生弯曲并产生偏心力矩。
在具体的运行过程中,偏心力矩会使轴承与转动的部件经常发生碰撞,从而加大了水轮发电机组的振动。
转动部件质量不平衡这一问题通常都是在机组长时间运行后出现的。
机组转动部件如叶片等,由于受到磨蚀、气蚀的影响,其金属重量会不断减少。
同时,在对受到磨蚀、气蚀等转动部件进行维修后,转轮的重心会出现偏移的现象,从而导致偏心力矩的产生,而这一力矩会引起轴线的摆动,进而加大水轮发电机组的振动。
(二)电气方面的原因水轮发电机组自身的电磁力是导致机组发生振动的主要原因,并且振动的幅度会受到电磁流量的直接影响。
同时,运行机组磁场不均等和转子接地等都是水轮发电机组在出现故障或者是在三相不平衡电流中运行时的主要特征。
水轮机振动的常见原因及处理方法分析摘要:当水轮机运行时,它会产生振动。
一般在水轮机轴承内设定振动计或加速度计,精确测量振动的频次和总振幅,做为剖析结果和监测目标。
水轮发电机组的振动研究一直是水电厂重视的问题。
对此,应加强相关技术的研究,高效处理水轮机常见故障问题,确保设备安全运行。
关键词:水轮机;振动类型;原因;处理方法引言水轮机运转振动是常见现象,但不能超过一定范围。
当水轮机的振幅在允许区范围内,才能保证发电机的顺利运转。
但是,当水轮机的振动超过允许范围时,便会对发电机的稳定性形成很大危害,不仅妨碍水轮机正常的运转,还会进一步缩短水轮机的使用年限,甚至对发电机和厂房形成巨大的不良影响。
水轮机振动的因素许多,有时几类因素交错,产生复杂的振动问题。
因此,最先要找到振动的首要因素,并按照不一样的状况采取有效的方法进行清除。
1水轮机振动常见类型1.1机械振动机械振动也就是指在机械设备振动时的干扰力,来源于机械一部分,主要包括了摩擦力、惯性力、以及其他作用力等。
其特点取决于机械振动频率,通常等于转动频率的整倍。
而引起机械振动的主要原因有:水轮机转动偏重;发电机轴中心质量不良,连接得不太好;轴承结构出现缺陷、间隙过大或调整方式不合理等。
在这里,转子质量不均匀更为重要,因此所产生的常见故障约占整个设备故障的百分之六十。
1.2水力振动水力振动就是指震动所产生的干扰力来自于水轮机的水力输出和动脉冲击。
主要特征为轮转室发出震动响,水导轴承晃动超出规定值,水机室振动大,机盖水准振幅超出规定值。
水力振动的多见缘由有:导叶固定螺丝损坏,造成导叶开度不一样,导致转轴周边流水不匀称;涡壳内有脏物,尾水管流水不稳定,使尾水管压力发生变化,造成机组振动和流水轰鸣。
除开以上多见的水力振动外,别的水力振动还包含:水口拦污栅阻塞引发的脉动;脏物进入到水轮机转子与固定构件之间,产生断流或流量的突变和振荡现象;在没有带调压室的长尾水系统软件电站中,甩负荷工作会产生与水柱分离而导致的振动情况。
水力发电机组振动产生的原因及处理方法[摘要]水力发电机组振动故障会严重破坏水电站的稳定运行。
本文介绍了水力发电机组振动产生的主要危害,探讨了电气原因、水力因素及机械原因造成的水力发电机组振动及处理方法。
[关键词]水力发电机组;主要危害;振动产生的原因;处理方法水轮发电机组作为水电站的核心组成部分,它的安全稳定运行关乎整个水电站的经济效益和运行效益。
水力发电机组产生振动主要有机械振动、水力振动和电磁振动,不同的振动故障产生的原因也不尽相同。
因此,科学掌握水力发电机组振动产生的原因,提高机组运行效率具有重要的意义。
1、水力发电机组振动产生的主要危害水力发电机组振动产生的主要危害有以下几个方面。
①尾水管中形成的涡流脉动压力会使尾水管壁产生裂缝现象,严重时会导致整体尾水设施遭到破坏。
②振动会引起机组零部件金属和焊缝之间疲劳破坏区形成并扩大,其机能减弱。
随着裂纹的扩大,产生裂缝,最后造成断裂而报废。
③磨损程度较大、轴剧烈振动,使轴与轴瓦温度升高,容易烧坏轴瓦,发电机转子振动过大,增加滑环电刷磨损程度,造成电刷火花不断增大。
④发电机组振动过大,使得发电机各连接部件产生松动,这样会使得转动部分与相对静止部分产生相对摩擦,进而可能出现扫膛而损坏机器。
2、电气原因导致的水力发电机组振动及处理方法2.1三相负荷因素引发的振动及处理。
在实际水电生产过程中,发电机组经常会出现三相负荷不对称问题,即发电机定子单向接地或者两相短路时,便会出现三相负荷不对称问题。
当负荷不平衡时,三相绕组会产生负序电流,产生负序旋转磁场。
一旦负序磁场正对发电机纵轴时,较小气隙会增大转子间作用力。
一旦负序磁场正对发电机横轴时,较大气隙会减小转子间作用力。
因此负序磁场造成定转子间作用力忽大忽小,便会造成定子机座与转子出现振动问题。
针对此种问题,需要设置发电机阻尼绕组来减小负序电流,在负序旋转磁场切割转子时,电阻中安装的漏电抗很小的阻尼绕组便可以产生较大感应电流,对负序磁场进行削弱,从而减少产生的负序电流,避免出现振动问题。
水轮发电机组振动危害性分析及预防德吉拉宗摘要:导致机组产生振动的原因有很多,一般多种振源共同存在,通常情况下,导致机组发生振动的源头以电气、水力与机械为主,而且这三者还相互作用与影响,彼此交织,最终产生耦合振动。
关键词:水轮发电机组;振动危害性;预防1水轮发电机组振动带来的危害对于一般振动,并不会对机组造成危害,但如果振动超出了允许范围,将对发电的质量、机组设备寿命、各附属设备与仪器、基础与周边建筑造成很大影响,这些危害主要包括:(1)在机组零部件及焊缝之间产生疲劳破坏区,且这一区域将不断扩大,导致裂纹的产生,严重时,将造成断裂损坏。
(2)机组上某些紧固件由于振动变松,除了会使这些紧固件产生断裂,还会加剧与其相连的部分的振动,使损坏速度加快,缩短使用寿命。
(3)增加机组转动机构磨损,比如大轴发生剧烈摆动,导致轴和轴瓦大幅温升,最终烧毁;又比如发电机的转子产生剧烈振动,使滑环和电刷之间的磨损加剧,温度大幅升高,将轴瓦烧毁,同时还会使电刷上的火花大量增加。
(4)在尾水管中,涡流将产生一定脉动压力,导致过水系统产生明显的振荡,在尾水管壁上出现若干裂缝,当情况比较严重时,还会使尾水设施被严重破坏。
2水轮发电机组振动原因2.1水力振动故障水电机组振动依靠水能激发和维持。
在水流经过水轮机过流部件时,由于流场的速度分布变得不均匀而产生压力脉动,以及水流流过绕流体后,脱流的旋涡会引起压力脉动,从而导致机组振动。
由于实际中水流和过流部件及绕流体之间的相互作用是一个相当复杂的过程,下面以混流式水轮机为主,分析常见的水力振动故障。
(1)尾水管涡带引起的振动。
当水轮机转轮出水口水流具有一定的圆周分速度时,会产生尾水管低频涡带。
在导叶开度为40%-70%(或最佳工况流量的30%-80%)时,尾水管中会发生低频涡带现象。
(2)卡门涡列诱发的振动。
在水轮机的叶片和导叶尾部经常会产生卡门涡列,当其频率与叶片或导叶的固有频率相等时,会发生剧烈的共振。
研究水力发电厂水轮发电机组振动和摆度过大原因及处理方法摘要:水轮发电机组的发展与我国的经济发展水平有着极大的关联。
受我国许多水力发电站恶劣环境的影响,小型水轮发电机组根本无法满足实际需求,并且其带来的问题也很多。
随着单机容量的增加,使用高容量、大功率的发电机组成为国内外水力发电的主要趋势。
水力发电最常见的问题是水轮机振动异常,其会对发电机组的正常运转造成影响,导致零件损坏甚至断裂,严重危及人身安全。
振动时间过长还可能出现共振现象,导致整体设备出现故障,影响正常运行。
及时找出原因并合理解决至关重要,可有效保证水力发电厂的安全稳定。
关键词:水轮发电机组振动;处理;方法水轮发电机组振动是水电站常常出现的普遍现象,当水轮发电机组在运行过程当中出现振动的时候,其是将水轮机作为其原动力,水能的主要作用是可以激发与确保水轮发电机组振动,同时,其还可以利用间接的方法激发与维持水轮发电机组的振动。
需要注意的是,水轮机本身所具有的特点对于水轮发电机组振动的产生有着至关重要的作用。
从其结构方面来看,其主要由两个部分组合而成,分别是转动与固定,一旦水轮发电机组的任意部件存在着质量问题,将会直接导致水轮发电机组的大幅度振动。
实际上,水轮发电机组振动为旋转机械比较常见的一种现象,如果采取合理有效的措施来对振动进行控制,则可以有效的确保水轮机组的正常稳定运行。
一、水轮发电机组振动所带来的危害当水轮机组出现剧烈振动的时候,将会造成以下方面的问题:①其会使得原本牢固的部件变得松动,在严重的情况下,会发生断裂的问题,进而造成使用寿命的缩短;②导致机组的各个部件出现金属与焊缝的疲劳,久而久之,损害现象将会变得越来越严重,最终导致裂缝的出现,影响其正常使用,最终报废;③水轮机组的共振,比如机组设备和厂房的共振,会导致厂房与设备的损坏;④在其出现剧烈振动的情况下,还会导致机组旋转之间的摩擦系数提高;⑤其会导致尾水管当中出现涡流脉动压力,在严重的时候,尾水管壁会在压力的作用下崩裂,导致尾水设备无法正常使用。
水力发电厂水轮机振动异常故障及处理对策摘要:水力发电最常见的问题是水轮机振动异常,其会对发电机组的正常运转造成影响,导致零件损坏甚至断裂,严重危及人身安全。
振动时间过长还可能出现共振现象,导致整体设备出现故障,影响正常运行。
及时找出原因并合理解决至关重要,可有效保证水力发电厂的安全稳定。
关键词:水力发电厂;水轮机振动;故障;处理引言水轮机在运行过程中,由于受到制造工艺、安装工艺、运行工况等因素的影响,会产生振动现象,对机组的安全运行有较大影响并产生噪音,加速零部件的磨损、降低工作效率等。
水轮发电机组振动的原因比较复杂,不同的振动因素会引起不同规律的振动,因此,要根据水轮机的振动状态,分析其原因,才能找出相应处理的方法。
1振动异常故障原因1.1机械振动原因分析机械振动引起的主要原因如下:(1)转子质量不平衡,当转子重心与轴心产生偏心距,由于质量失衡,离心力的作用,主轴将产生弯曲变形,随着速度的加大,振动越严重。
(2)机组轴线不正,当转动部分的总轴向力不通过推力轴承中心时,产生的偏心力矩随着转速的升高,振动也随之增大(水平与垂直都会增大)。
(3)机组转动部分与固定部分有碰擦,引起振动。
由于机组轴线不正,转子、转轮等转动部分在运转过程中可能会与固定部分发生碰擦,导致机组异常振动。
(4)活动导叶发生倾斜,引起振动。
长期运行后,导叶轴颈与轴瓦间间隙增大,导叶位置发生倾斜,可能会因为与顶盖、底环碰撞而引起振动。
根据异常振动的现象,如果是转子质量不平衡、机组轴线不正、机组转动部分与固定部分有碰擦的原因引起,那么空转时随着机组转速增加,振动、摆度就会大。
因此排除这3种机械原因。
1.2水力原因水轮机内外压差不同,由于水轮机内部水力不平衡,导致振动异常。
水轮机中的液态水在产生力时的稳定程度不够,对水轮机发电机组的正常运行造成影响,平衡能力较差。
由于不同季节及时间变化,水流速度具有不稳定性,这会对水轮机振动造成不同程度影响。
水轮机发电机的振动原因及处理分析摘要:水力发电是电力能源生产方式之一,在社会生产生活用电需求日益高涨的现代社会中,水力发电企业担负着促进电力系统供电稳定性与可靠性的重要责任,但是水力发电企业的电力生产效率,在很大程度上取决于发电机组设备能否持续稳定运行,水轮机与发电机是水力发电的关键设备,开展水力发电作业时,水轮机与发电机不可避免的会出现振动现象,如果振动值过高,将会导致多种不良后果。
基于此本文就以水轮机发电机的振动原因及处理为论题进行研究探讨,希望对水电企业有所助益。
关键词:水轮机发电机;振动原因;故障处理引言众所周知,人们日常工作与生活中所应用的电力能源,很大一部分都是来源于水电站,为了更好的满足人们不断提高的用电需求,水电企业需要有效提升自身生产能力和生产效率,鉴于水力发电设备运行状态和工作性能是水电企业生产效率重要影响因素之一,而水轮机和发电机作为水力发电的核心设备,有极易因为运行过程中振动值超出允许范围而衍生出各种故障问题,因此,很有必要客观细致的分析导致水轮机与发电机过度振动的各种原因,并合理探索相应的解决措施,以便为水力发电的正常稳定开展奠定基础。
1水轮机发电机振动原因和处理振动是水轮机在运行过程中的重要特征,但是如果振动的幅度以及频率超过了正常水平,就势必会对水轮机的正常运行乃至水电站的正常发电过程产生重大的影响。
在对众多的可能导致水轮机出现振动的因素进行分析,不仅能够帮助水电厂的工作人员更加清晰的掌握水轮机的内部构成和发电原理,同时也能够帮助工作人员提出解决振动原因的相关方案,通过制定一系列的政策,来提高水电站的能源利用率,使得水轮机能够以更好的状态运转。
在开展这项工作的过程中,需要工作人员做好评价工作,科学的水轮机和发电机的评价过程能够有效的避免或者快速解决水轮机或发电机在运行过程中产生的各类故障,通过建立相应的预警机制,来保证水轮机和发电机的正常运转。
如果水轮机在运转的过程中出现了较为严重的振动和摆动,就会使得水电厂的运行受到安全威胁,超过合理水平的振动可能会导致水轮机内部构件出现损坏或断裂,使得水轮机和发电机的运行效率受到影响,因为与发电机有着直接的连接关系,如果水轮机出现严重的振动现象,就可能导致与发电机的连接出现问题。
水轮发电机组振动的处理机组运行的稳定是水轮发电机组工作性能中的重要指标,克服机组的不稳定,就成了机组设计、制造、安装、运行和检修中突出要解决的问题之一,无论大、中、小型机组都不例外。
机组运行的稳定性包括:机组工作水头和出力的波动;水压力脉动、水流周期性冲击;机组支承部分的振动机组转子振摆、调速系统的振荡;机组内部不正常的音响(噪音、异常声音)等。
而这些稳定性的基本表现形式就是振动。
因为水轮发电机组是一个弹性组合体,在运转中所受的力又不可能是绝对平衡的所以振动是不可避免的。
机组在运行中出现微小的振动是允许的,而我们所关注的是机组在运转中出现不允许的所谓异常振动时,会造成机械连接件的松动或造成某些部件的有害的弹性变形和塑性变形,使一些零、部件材料发生疲劳、裂纹以致断裂,也可能引起机组基础、厂房构件和引水压力钢管的共振,导致机组运行参数的波动,影响机组的负荷分配及供电质量,有时会酿成严重事故,从而威胁机组的安全、稳定运行,缩短了机组的使用寿命。
因此,振动是衡量机组设计、制造、安装和检修质量的一个综合性技术指标,也是机组运行不稳定性的基本表现形式。
但这种振动又是不可避免的,我们必需对水轮发电机组的振动予以足够的重视,了解它的基本规律,尽早的发现异常振动现象,及时的进行检查、分析、判断,妥善的采取暂时的或长期的消振措施,将振动控制在允许的范围之内。
一、机组振动的分类机组振动的现象是比较明显的,但振源往往是隐蔽的。
引起水轮发电机组振动的原因多种多样,因素复杂,有时同时存在集中或多种因素。
通常认为,使机组产生振动的干扰力源主要来自电气、机械和水力三个方面,这三者相互影响、相互作用,常常交织在一起,形成耦合振动。
电磁振动的干扰力主要来自发电机电气部分的电磁力,引起电磁振动的主要因素是转子绕组短路和空气间隙不均匀,它们直接造成磁路不对称,产生磁拉力不平衡。
水力振动主要是由于水流所激起的各部分的振动,水力振动的型式有很多,主要有涡列振动、尾水管低频压力脉动、间隙压力脉动及转轮叶片的颤振与急振等。
水轮发电机组运行中剧烈振动的原因及处理措施摘要:电力在推动社会经济发展当中发挥了十分关键的作用,因此,通过有效的对策,确保发电厂内部机电设施的正常运转是十分关键的。
为了提升机电设施运行的稳定程度,一定要强化设施的日常管理工作,详尽的探讨发电设施运行当中面临的振动情况,通过具备针对性的对策开展处置。
关键词:水轮发电机组;剧烈振动;原因与处理对策引言水轮发电机组在运行当中时常会由于多种不相同的因素产生剧烈的振动,振动将会破坏导叶以及转轮,进而对于水电站的经济效益带来影响,乃至会对于水电站的稳定性以及安全性带来威胁。
所以,分析水轮发电机组振动的具体原因是十分关键的。
本篇文章就水轮发电机组运行当中产生的剧烈振动原因以及处理对策开展了简要的分析。
1.水轮发电机组振动简述从水轮发电机组的构成而言,重点是通过两部分构成的,即固定部分以及旋转部分。
在水轮发电机组运行当中,一些部分产生了问题,将会使得机组出现振动。
水力发电机组旋转部分出现振动的情况十分常见。
通过合理对策来管理水力发电机组的振动,能够高效的提升机组运行的可靠性以及稳定性。
假如水轮发电机组的振动十分严重,还没有办法使用合理对策将其限制在一定的范围当中,会使得一些零件产生松动,甚至会出现事故。
1.水轮发电机组振动的危害旋转机械的振动是无法避免的,假如能够将振幅限制在允许范围当中,就能够确保机组的正常以及稳定运行,然而假如是剧烈振动,一定会对于机组安全运行带来消极影响,其具体体现为:机组的每个连接部位产生松动,导致全部的转动部件以及静止部件出现摩擦乃至破坏;使得零部件以及焊缝产生疲劳,进而出现裂缝乃至产生断裂;尾水管低频压力脉动能够使得尾水管壁产生裂缝,如果发电机亦或是电力系统的频率与其频率相同的时候,将会出现共振,使得机组产生剧烈振动,或许会使得发电机组从电力系统当中解列,更甚者将会对于建筑物以及厂房带来损坏。
1.水轮发电机组运行当中剧烈振动的原因3.1因水力原因造成的强烈振动一旦此时的机组正处于一个非设计工况以及过渡工况情况之下运行,那么只要此时的水流情况出现一定的改变,机组的每一个构件的振动也会得到明显的增加。
水轮机振动的常见原因及处理方法分析摘要:水轮机在运转之时就会发生振动,一般情况在水轮机轴承座等相关部位设置了振动计,或者是加速度计,用来测定振动的频率、总幅值等作为分析结果,并当成监视对象。
水轮机发电机组的振动研究一直是水电站比较关注的问题。
关键词:水轮机;振动类型;原因;诊断;处理振动是水轮机运行中的常见现象,但不能超过一定的范围。
当水轮机的振幅在允许范围内的时候,就可以确保机组正常运行。
但当机组的振动和摆度超过允许范围时,将会对机组的安全问题造成严重的威胁,不仅会影响水轮机的正常工作,还会使机组的使用寿命缩短,甚至会引起机组和厂房的损坏。
导致水轮机振动的原因有很多,有时候几种原因交织在一起,因此,必须首先设法找出产生振动的主要原因,根据不同情况,采取相应的措施加以消除。
1水轮机振动的常见类型1.1机械振动机械振动指的是机组振动时的干扰力来自机械部分的作用,主要有摩擦力、惯性力和其他力。
其特征是振动频率等于整倍数的机组转动频率。
引起机械振动的原因主要有:水轮机转子偏重;水轮机发电机轴线中心不正,连结不好;轴承有缺陷、间隙过大或调整不当;转动部件与静止部件的某处发生摩擦、碰撞。
其中又以转子质量不平衡为最主要,由它导致的故障占了机械全部故障的百分之六十。
1.2水力振动水力振动指的是振动时产生的干扰力来自水轮机的水力部分,及动水压力。
其特征是:振动声从转轮室发出,水导轴承的摆度超过允许值,水机室振感较大,顶盖的水平振幅超过允许值。
引起水力振动的常见原因有:导叶固定螺丝折断,使导叶开度不一,从而使流入转轮四周的水流不均匀;蜗壳中有杂物尾水管水流不稳定,使尾水管的水压产生周期性变化,引起机组的振动和水流的轰鸣。
除上述几种常见的水力振动外,其他水力振动还包括:进水口拦污栅被杂物堵塞激发的脉动;杂物进入水轮机转动与固定部件之间,引起断流或流量突变而振动;在不设调压井的长尾水系统电站中,甩负荷工况会出现水柱分离现象造成振动等。
水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施
发表时间:2019-09-05T10:37:17.423Z 来源:《中国电业》2019年第09期作者:容明[导读] 本文主要对水轮发电机组的剧烈振动原因及应对措施进行了探讨。
海南省水利灌区管理局松涛灌区管理分局海南儋州 571700 摘要:水轮发电机组运行中出现异常振动是不可避免的,掌握引起机组异常振动的振源的类型、特征、危害以及振动规律等,对机组不同的异常振动进行分析、判断,迅速、准确地消除引起机组异常振动的振源或采取有效措施减小振动,确保机组安全、稳定、可靠、经济运行。
本文主要对水轮发电机组的剧烈振动原因及应对措施进行了探讨。
关键词:振动原理异常振动原因分析应对措施1 水轮发电机组振动原理
在机组运转的状态下,在水轮机作为其原动力的前提下,水能的作用能够直接有效激发水轮发电机组振动,还能够间接维持机组振动。
流体、机械、电磁三者是相互影响相互作用的,由于气隙在不对称的状态下,由于发电机定子与转子之间的磁拉力不平衡的情况,当流体激起机组转动部分振动时会造成机组转动部分的振动,而发电机的磁场和水轮机的水流流场也会受到转动部分的运动状态的影响。
2 水轮发电机组异常振动的危害
旋转机械的振动是难以避免的,如果可以把振幅控制在允许范围之内,就可以保证机组安全、正常的运行,但是如果是剧烈的振动,必然会不利于机组的安全运行,其主要表现为:机组的各个连接部件出现松动,所有静止部件和转动部件之间产生摩擦甚至是扫膛而损坏;导致零部件和焊缝疲劳,形成裂缝甚至出现断裂;尾水管低频压力脉动可使尾水管壁出现裂缝,当发电机或电力系统固有频率与其频率一致的时候,会发生共振,造成机组出现剧烈振动,有可能会导致发电机组从电力系统中解列,甚至会损坏厂房和水工建筑物。
3 水轮发电机组常见异常振动的原因分析及应对措施3.1 机械因素造成的剧烈振动的原因及应对措施
机械因素引起的振动是指由机械部位摩擦力和惯性力以及其他力造成的振动,其特征是振动频率相当于机组旋转频率或是机组转动频率的几倍。
引起振动的机械因素主要是导轴承缺陷、机组轴线不正、转子质量不平衡等。
(1)振动的原因分析
1)转子质量不平衡:因为转子质量的不平衡,转子的中心会对轴心产生偏心距,当轴以角速度开始旋转的时候,因为失衡质量受到离心惯性力的影响,在轴上出现弓状回旋,此类的振动也被称为振摆。
其特征是,振幅随着转速的变化而产生变化。
2)机组的轴线不正:旋转中心和机组中心及轴线三者重合是在旋转机器中最理想的状态。
单元轴线偏差的主要表现形式是轴线推力头底平面不垂直和轴线结合面的曲折,因为轴线的曲折和倾斜,机组转子轴向力在没有通过推力轴承中心就产生了一个偏心力矩。
伴随转子转动,与此同时偏心力矩也在旋转,脉动力是各个支柱螺栓的受力,当转速频率应和脉动频率相一致时,会出现推力轴承支撑螺栓的轴向振动,此时转子也会产生振摆。
轴线不正是造成径向振动的主要原因之一。
3)轴承的缺陷:当导轴松动,轴承和固定不同心,间隙过大或者润滑不好都会引起干摩擦,造成了机组的水平振动。
(2)应对措施
机械原因导致的振动应使用以下措施处理:通过动态平衡调整轴瓦间隙或调整轴线来提高精密度以及同心度。
3.2 水力因素导致的剧烈振动原因及应对措施
(1)剧烈振动的原因
当机组处于过渡工况和非设计工况条件下运行的时候,由于水流的状态发生变化,机组各个部件的振动明显增加。
因为单位体积水流能量主要依赖于水头,所以机组的振动通常是随着水头的降低而降低,低负荷、高水头的时候振动相对比较剧烈。
水力因素导致的振动主要包括水力不平衡、空腔汽蚀、尾水管低频水压脉冲、射流间隙和卡门涡列等。
1)水力不平衡:具有动能和位能的水流是由蜗壳的作用而形成的环流,它是经过均匀分布的固定以及活动导叶片作用到旋转轮上,旋转轮被激活而旋转。
因为加工、安装误差,导水叶叶片、流量通道的形状大小差异比较大的时候,作用旋转轮的水流在失去轴对称的情况下就会出现不平衡横向力,从而导致转轮振动,当无负载和低负荷运行的时候,振动比较强烈。
2)尾管的低频率水压脉冲:水轮机在非设计工况条件下运行的时候,由于转轮受到出口处的脱流旋涡和旋转水流以及汽蚀等影响,在尾水管内常常会引起水压脉动,特别是在尾水管内出现大型涡带之后,涡带以近似固定的频率在管内转动,从而导致低频压力脉动。
当水流在管道中流动时,压力脉动会激起尾管壁、转子、蜗壳、导水机构和压力管的剧烈振动。
3)空腔汽蚀:水轮机有水流通过的时候,流速、流向受到流道的影响发生变化,在流速增加或脱流部位压力减少到汽化压力的时候,水流中会出现汽泡,气泡在进入高压区之后会溃灭,从而导致汽浊出现。
空腔汽蚀是在流道中由于漩涡带引起负压、脱流而导致压力交变造成的。
因空腔汽蚀造成机组的推力轴承和顶盖产生剧烈的垂直振动,相较于横向振动,垂直振动的危害更大。
4)卡门涡列:围绕着物体的恒流通过时,在出口的两侧边缘出现了漩涡,形成了有规则交错排列、向相反方向旋转的旋涡,从而相互吸引、相互干扰,形成了非线形的涡列,通常被称为卡门涡列。
当卡门涡列冲击频率和旋转物体叶片固有频率比较接近的时候,叶片的固有频率会产生共振,并带有强烈且频率单一的噪声以及金属共振的声音。
(2)应对措施
对于水力因素引起的强烈振动,可以采取下列措施处理:1)气浊和尾水管涡流引起机组的强烈振动,可以使用补气措施进行消振或是减振,也可以使用安装导流瓦和导流翼板等在尾水管入口处,可以减少和消除涡带引起的振动;2)对于卡门涡列造成的振动,可以采取改变叶片固有频率或卡门涡列频率的方法,也可以改型或削薄叶片出水边,也就是说,抵消、削弱正反双方侧面构成的交变漩涡,避免造成共振;3)对止漏间隙不当造成的振动的消除方法,可以通过调整间隙使其均匀的方法。
实践证明:适当增加外止漏环间隙,可明显减弱转轮偏心运动对背压止漏环间隙压力的影响,进而减少振动。
比如:李家峡水电站一号和四号水轮机组,由于止漏环开焊导致水力的振动剧烈,在更换后,其振动的幅度明显下降了。
3.3 电磁因素导致的剧烈振动原因及应对措施
(1)电磁导致的剧烈振动的原因分析
电磁因素导致的振动主要指的是振动中产生的干扰是来自于发电机电气部分的电磁力。
引起电磁振动的主要因素是空气间隙不均匀和转子绕组短路等。
1)转子绕组短路:当磁极短路而引起磁动势降低时,而其它的磁极磁动势没有改变,因此出现与转子共旋转的横向不平衡磁拉力,引起转子剧烈振动。
振动的振幅与励磁电流的大小有关,磁电流增加,振幅也增加出现剧烈振动。
当激励被移走,振动会立即消失,因此很容易将此类振动区别于其他原因引起的振动。
2)空气间隔不均匀:当发电机组转子摆度或是转子不圆的时候,会出现空气间隙不均匀,导致单边不平衡磁拉力,随着转子的转动引起的空气间隙变化,单边磁拉力不平衡在沿着圆周做周期性运动,引起机组剧烈振动。
(2)应对措施
对于电磁因素造成的剧烈振动,除制造厂家应遵守国家有关规定外,更需要设备使用单位定期进行检修,并加强运行监测,做到及早发现及时处理。
4 结语
水轮发电机组的振动问题是其应用过程中最为常见的一个问题。
振动不仅会影响机组运行的质量,还会对设备造成损坏,因此必须采取有效措施进行预防和解决。
参考文献:
[1] 余冬.水轮机发电组振动异常分析[J].云南电力技术,2015(S1).
[2] 黄汤民,黄竹霞.水力发电机组的振动特征[J].水利水电技术,2013(7):53-57.。