水电机组运行稳定性及振动的探讨
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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。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨水电站水轮发电机机组振动问题是指水轮发电机在运行过程中产生的振动,一旦出现振动过大或者频率异常,不仅会影响机组正常运行,还会对设备的安全性和寿命造成影响。
对水轮发电机机组的振动问题进行分析和处理至关重要。
对于机组振动问题的分析需要从振动的来源和机理入手。
主要的振动源可以包括水轮叶片不平衡、水轮轴和轴承的不平衡、机组的共振等。
通过仪器测量和分析,可以获取机组振动的频率、幅度和相位等信息,确定振动的产生机理。
针对不同的振动源,可以采取不同的处理方法。
一般来说,对于水轮叶片不平衡引起的振动,可以采用平衡调整、重锤校正等方法进行处理。
对于调整轴承和轴的不平衡,可以采用加工修整、重平衡等方法。
如果机组出现共振问题,可以通过调整机组结构参数、增加阻尼装置等方法进行处理。
在平时运行中也需要加强机组的监测和维护。
定期进行机组振动测试,及时发现问题并进行处理,可以避免振动问题的进一步发展。
而在维护过程中,要定期检查轴承、轴等零部件的磨损情况,并及时更换或修复。
还应注重提高机组的设计和制造质量。
在设计过程中,应合理选择机组结构和参数,尽量避免共振现象的发生。
在制造过程中,要严格按照设计要求进行制造,确保零部件的质量和精度,减少振动源的产生。
水电站水轮发电机机组振动问题的分析处理是一项复杂而重要的任务。
通过仔细分析振动的来源和机理,采取相应的处理方法,加强机组的监测和维护,提高机组的设计和制造质量,才能有效地解决振动问题,保障机组的正常运行和长期稳定性。
水电厂水轮发电机组稳定性分析与控制水电厂是一种利用水能转换为电能的重要装置。
水轮发电机组是水电厂的核心部件之一,其稳定性对于水电厂的正常运行至关重要。
本文将对水电厂水轮发电机组的稳定性进行分析与控制。
一、水电厂水轮发电机组的基本原理水轮发电机组是将水能转换为电能的装置,其基本原理是利用水流能量带动水轮机转动,进而带动电机发电。
水轮机主要分为斜流式水轮机和轴流式水轮机两种类型。
斜流式水轮机适用于较高水头情况下,轴流式水轮机适用于较低水头情况下。
二、水轮发电机组的稳定性问题1. 水源波动:水电厂的水源通常是河流或湖泊,水流量的波动会影响水轮机的稳定性。
特别是在干旱季节或降雨过多的情况下,水源的波动会更加明显。
2. 负载变化:电网的负载变化会直接影响水轮发电机组的负荷调节。
当负荷突然增加或减少时,水轮机的转速、出力等参数都会发生变化,影响发电机组的稳定性。
3. 水轮机的机械振动:水轮机的运行过程中,会产生机械振动。
这种振动会对水轮机的叶片、轴承等关键部件产生冲击,进而影响机组的稳定性。
三、水轮发电机组稳定性的控制方法1. 水源管理:合理管理水源,稳定水量和水质。
在干旱季节,可以采取蓄水池、引水渠等措施来调节水源供给。
2. 负荷调节:建立合理的负荷调节机制,根据电网负载变化及时调整发电机组的运行状态,保持其在合理范围内稳定运行。
3. 振动控制:对水轮机的关键部件进行准确的设计和定位,采用减振措施,如增加振动力度的阻尼装置、设备的平衡校正等,以避免机械振动对水轮机的稳定性产生不利影响。
四、水轮发电机组稳定性的重要性水电厂的稳定运行对于保障电力系统供电稳定具有重要意义。
水轮发电机组是水电厂的核心设备,其稳定性直接影响电力系统的负荷平衡和供电可靠性。
只有确保水轮发电机组的稳定性,才能保证水电厂的正常运行。
综上所述,水电厂水轮发电机组的稳定性对于水电厂的正常运行至关重要。
通过合理的水源管理、负荷调节和振动控制等措施,可以提高水轮发电机组的稳定性,确保水电厂的安全高效运行,为电力系统的可靠供电提供保障。
浅谈水轮发电机组振动的原因及对策随着我国清洁能源的开发利用,水力发电逐步得到开发。
水轮发电机有了快速的发展和进步,性能日益提高,但是也存在着一些需要亟待解决的问题。
在现代水电站的日常机械运行中,水轮发电机组的振动是不可避免的正常现象,但是如果振动幅度过大,超过标准范围则会影响机组的安全运转,本文作者提出来精确测量振动值及分析振动原因,包括设计方面、制造方面、安装方面和运行方面的问题。
并及时采取相应技术措施加以处置,就能保证机组的安全运行。
标签:水轮发电机组;振动;原因;对策在社会发展建设过程中,水利工程对于促进社会经济和谐稳定发展有着重要的推动作用。
在现代水电站的运行中,水轮发电机组在运行中经常会因为各种不同的原因出现剧烈振动的现象,是不可避免存在的,因此,做好水利工程项目内部优化工作就显得极为重要了,其能够有效的提升机电设备运行的稳定性,满足发电需求。
文章,将对水轮发电机组运行中常见的振动问题进行分析,以求更好的促进相关工作推进。
需要我们找准发生的原因,采取相应的对策,延长机组的使用寿命,避免事故的发生。
一、水轮机组振动概述在水轮发电机组运行过程中,机组振动主要是将水轮机作为其原动力,水能的作用能够有效的激发水轮发电机组振动,同时,通过间接的凡事,其还能够维持机组的振动。
在具体运行期间,值得注意的是,水轮机组自身具有一定特殊性,也可能造成水轮发电机组振动。
如从水轮机组的结构来说,水轮机组是由两个部分所组成的,即转动与固定,在水轮发电机组实际运行过程中,如果机组的某个部位出现质量或者是其他故障问题,就可能会导致机组出现振动。
水轮发电机组振动是旋转机械中比较常见的一种现象,针对水轮机组振动,必须要及时的采取有效措施进行,否则其可能会对机组的稳定性和可靠性等产生影响。
但是,在水轮机组运行期间,如果故障已经比较严重了,采取相应措施已经难以对其进行控制,那么就需要及时的停止运行水轮发电机组,避免其产生更加严重的损失。
水电站机组安全运行稳定性研究发布时间:2022-03-10T02:39:39.758Z 来源:《新型城镇化》2022年2期作者:于丰阁[导读] 抽水蓄能作为水电的重要组成部分,对于保障电力供应、确保电网安全、促进新能源消纳、推动构建清洁低碳安全高效的能源体系、更好服务“碳达峰”“碳中和”战略具有十分重要的意义。
自20世纪90年代初以来,随着改革开放的深入,国民经济快速发展,常规水电站及抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。
现如今,水电与抽水蓄能技术已经可以有效地解决电网系统的负荷发展平衡和清洁能源利用效率问题,对中国电力系统的高效稳定运行起着重要作用。
于丰阁松花江水力发电有限公司吉林丰满发电厂吉林吉林 132000摘要:抽水蓄能作为水电的重要组成部分,对于保障电力供应、确保电网安全、促进新能源消纳、推动构建清洁低碳安全高效的能源体系、更好服务“碳达峰”“碳中和”战略具有十分重要的意义。
自20世纪90年代初以来,随着改革开放的深入,国民经济快速发展,常规水电站及抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。
现如今,水电与抽水蓄能技术已经可以有效地解决电网系统的负荷发展平衡和清洁能源利用效率问题,对中国电力系统的高效稳定运行起着重要作用。
关键词:水电站;机组安全运行;稳定性1水电站机组安全运行稳定性的提升1.1保障水电站运行人员的工作质量水轮发电机组的安全稳定运行对水电站运行人员提出了更高的工作要求,运行人员的日常工作是设备巡检、安全操作、办票、监控、记录、事故处理、设备风险管控等,要始终牢记“安全生产、质量先行”的工作理念。
保障水轮发电机组的安全稳定运行,运行人员就要将机组运行的日常工作做到精益求精。
特别是巨型水轮发电机组,若有任何安全隐患,都将会产生重大损失,所以运行值班员要在日常巡检或者监屏工作上能够及时发现影响设备正常运行的隐患,对于监控系统上报出的信号,经过“严谨思考、严格检查、严肃论证”,迅速、精准地定位故障信息与故障点,熟练掌握监控信息的含义和传递途径,能在发生故障的第一时间准确判断故障类型和故障地点。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨摘要:随着经济社会的快速发展,水电站水轮发电机技术的发展进程也在持续加快。
但是在实际应用的过程当中,仍然存在着一定的问题,主要就是发电机机组振动现象,这会在一定程度上破坏发动机的叶轮,从而对其使用过程产生一定的不良影响。
在严重的情况下,可能会对整个水电站的运营情况造成非常大的破坏。
因此,本文主要研究的就是水电站水轮发电机机组的振动问题,并且探讨了相关的处理方法。
关键词:水电站水轮发电机机组振动;问题分析;解决策略在经济高速发展的背景下,各个行业的发展进程都在持续加快,如今建筑行业的发展也取得了较为显著的成就,其中水利工程的开发也迎来了较好的发展机遇。
从某种意义上来讲,水利工程的发展情况会在一定程度上影响到整个经济社会的发展,所以针对其实际运转过程当中所存在的机组振动现象,一定要给予充分的重视,而且仔细探讨振动问题背后的原因所在,并且提出相对应的解决策略,确保机组始终处于高效的使用过程当中。
基于此,本文探讨水电站水轮发电机组振动问题以及相对应的解决策略,也是具有现实意义的,能够带来一定的信息参考。
1、水轮发电机机组振动原因1.1电磁振动通常情况下,机组振动的主要原因之一就是出现了电磁震动。
其实产生振动的干扰因素主要就是从发电机产生的电磁力,因为不同的电磁力之间差距是比较大的,所以经常会导致机组出现振动的情况。
在机组得正常运转过程当中,实际的安装情况也存在很大的不同之处。
当电磁力不同的时候,对于电磁力的反应也不尽相同,所以在这个时候就经常容易出现振动的现象。
在水电站开展相关工作的时候,工作人员应当对不同的设备安装工作要有充分的了解,而且要构建不同设备之间的关联,这样才能有效地控制不同设备之间的空隙,从而对接测量的数据进行一定的控制和把握,这样能及时发现及时可能存在的不足之处,从而快速地采取相应的措施来加以解决和完善。
因此,就目前水轮发电机组振动的原因来讲,电磁振动也是其主要的原因之一,这一点应当引起相关工作人员的充分重视。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨
水电站水轮发电机机组振动问题是水电站运行过程中常见的问题之一,它对设备的正常运行、寿命和发电效率都会产生不良影响。
因此,对于水轮发电机机组振动问题的分析和处理是十分必要的。
首先,要了解机组振动的成因。
一方面,机组的结构受到水流作用、负荷变动等因素的影响,容易出现振动;另一方面,当机组的质心和转子轴线偏离一定范围时,也会导致机组振动。
有关处理方法,可以从以下几个方面入手:
1.加强机组结构的刚性
通过加强机组结构的刚性,可以减小机组振动的幅度和频率。
一些常见的方法包括加大机组下部支撑的面积、加强结构的连接处等。
2.减小水流对机组的影响
在水电站的设计和运行过程中,可采取一些措施来减小水流对机组的影响,例如在水轮机进口设置导流板、增加水轮机前的水深等。
3.优化机组运转条件
通过对机组运转条件的优化,可以减小机组振动。
例如,在运行中调整机组的负载和旋转速度,减少机组的突然启停等。
4.运用振动控制技术
振动控制技术可以有效地减小机组振动的幅度和频率。
常用的振动控制技术包括机械振动隔离、主动振动控制、被动振动控制等。
总之,水轮发电机机组振动问题对发电效率和设备寿命造成的负面影响较大,需要尽早采取措施进行处理。
通过结构优化、技术改进、条件优化等方法,可以有效地减小机组振动,提高水电站的发电效率和经济效益。
浅析水轮发电机组稳定性摘要:本文分析了影响水轮发电机组稳定性的几方面因素,引起机组振动的原因,以及如何增强器稳定性。
关键词:水轮发电机振动稳定性一、影响机组稳定性的因素1、机械方面振动影响因素:动不平衡,轴系失稳,部件或支撑松动,导轴承憋劲,轴弯曲,定转子碰磨等。
判断方法:变转速、模态试验,根据频谱图、时域图、轴承温度等判断。
解决方法有配重、加固、盘车等。
2、电气方面振动影响因素:转子磁极短路,转子(定子)圆度超标,定子鉄芯松动,定子机座松动等。
判断方法:变励磁试验,根据频谱图、时域图判断。
解决方法有消除电气缺陷,重新整圆,拉紧螺杆,加固等。
3、水力方面振动影响因素:水力失衡,低频蜗带,汽蚀,流道水体共振,叶道涡,卡门涡等。
判断方法如变负荷试验,根据振动和水压脉动频谱分析。
其解决方法常可以采用诸如补气、避振、改变补气方式、改变转轮或导水机构设计、叶片修型等。
二、引起水力发电机组振动的原因1.空载无劢通常表现为振动强度随转速增高而增大;在低速时也有振动,其可能原因主要有以下几方面:1)发电机转子或水轮机转轮动不平衡;2)轴线不直;中心不对;推力轴承轴瓦调整不当;主轴联接法兰连接不紧;3)与发电机同轴的励磁机转子中心未调好;4)水斗式水轮机喷咀射流与水斗的组合关系不当;5)转轮叶片数与导叶数组合不当。
针对以上问题,我们可以采取以下措施来处理:1)动平衡试验,加平衡块,消除不平衡;2)调整轴线和中心,调整推力轴瓦;3)调整励磁机转子中心;4)改善组合关系;5)改善组合关系。
2.空载带励主要表现为:1)振动强度随励磁电流增加而增大;2)逐渐降低定子端电压,振动强度也随之减小;3)在转子回路中自动灭磁,振动突然消失。
其原因有1)转子线圈短路;2)定子与转子的气隙有很大不对称或定子变形;3)转子中心与主轴中心偏心。
针对以上问题,可以采取:1)用示波器测出线圈短路位置并进行处理;2)停机调整气隙间隙。
气隙的最大值或最小值与平均值之差不应超过10%;3)如偏心很大时,需用调整定子与转子中心的方法予以消除等手段予以处理。
水轮发电机组振动标准的探讨一、概述水轮发电机组的振动由于其所具有机组在制造厂不能进行运行试验、各机组构造和支承条件各异的特点,设计单位和制造厂所编制的振动预测往往和机组的振动状态有着较大程度的差异。
多年来国际电工委员会(IEC)和国际标准化组织(ISO)也曾组织制定过相关规程,有关国家先后提出过若干提案,但至今都未形成正式的国际标准。
1. 目前,在国内外广泛使用于水轮发电机组的振动判断标准如表1。
表1二、国际电工委员会(IEC)和国际标准化组织(ISO)汇集各国、各知名标准化协会提案提炼的相关标准铸就了水轮发电机组振动测量、评判标准系列的基石1.ISO 10816-5(2000)《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第 5部分:水力发电厂和泵站机组》是目前最具权威性的轴承座振动评定标准之一(目前,ISO 10816已替代了ISO 2372 和ISO 3945)。
GB/T 6075.5-2002《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第 5部分:水力发电厂和泵站机组》实际上相当于ISO 10816-5(2000)的中译本,因此,完全可以GB/T 6075.5-2002替代国际标准化组织的相关标准ISO 10816-5(2000)。
相关的主要内容是:1)对轴承座绝对振动的测量,通常用惯性传感器测量振动速度V rms,单位为mm/s(对于300~1800r/min的中高速机组而言,低于300r/min机组建议测量振动位移S P-P,单位为μm)。
在支架振动响应可以忽略的情况下,也可将位移传感器固定在刚性支架上,直接测量振动位移S P-P。
2)上下导轴承座均支撑于基础上的立式机组,水轮机工况的推荐值参见表3、图1。
表3的推荐值参见表4、图2。
图1 上下导轴承座均支撑于基础上 图2上导轴承座支承于发电机定子上表3、4中表内区域划分应理解为:A 为优良,B 为合格,C 区为不宜持续运行而须采取补救措施,D 区则为振动严重足以损坏机组(参见附录2)。
探讨水能动力发电中影响水轮发电机组稳定性的因素及其措施摘要:水轮发电机组作为水电工程中的重要装备,其工作状态的好坏,不仅对水电工程的总体安全有重要意义,而且对电力系统的正常运转及经济效益也有很大的影响。
所以,论文首先对影响到机组稳定性的多种因素和威胁展开了研究,然后在对其产生的原因进行了剖析的基础上,并给出了相应的对策,从而更好地保证了机组能够实现其安全、稳定的运转。
关键词:水能动力发电;水轮发电机组;稳定性;措施引言由于受电、机械、流体等多种原因的作用,造成了水轮发电机组的不稳定运行。
所以,为了确保水轮发电机组的稳定性,需要对影响水轮发电机组稳定性的诸多原因进行深入的研究,然后在此基础上采取相关的优化对策,从而更好的确保水轮发电机组的平稳安全运行。
1.水轮发电机组稳定性的影响因素1.1水轮发电机的组成与运行特性水电机组的运行稳定性与其结构及特性参数密切相关。
为了确保水轮机运行的稳定与可靠,必须对其转速、功率与容量等参数进行科学的设计与选取。
1.2水轮机的工作条件及水力载荷的改变同时,由于机组工作条件的不同,机组在不同的工作条件下,其稳定性也会受到不同程度的影响。
在水电开发过程中,由于水电机组的工作条件及负载的改变,将引起机组输出功率、电压及电流等参数的改变,从而对机组的稳定性造成一定的影响。
1.3水轮机的机电组件状况机组的机电元件状况也会对机组的运行稳定性有很大的影响。
水电机组的机械部件磨损老化,电气部件失效损坏,将对机组的运行安全造成严重的威胁。
所以,加强水电机组的日常维修保养,并对其机电系统的故障进行分析与诊断,是确保水电机组安全稳定运行的关键。
1.4环境因素环境对水电机组运行的稳定性也有一定的影响。
如温度、湿度等环境因子的改变,将对水轮机的运行及运行产生较大的影响。
尤其是在海拔较高、温度较低、湿度较大的地区,更易对机组的运行造成不利影响。
2.影响水力发电机组稳定性的原因及对策对水轮发电机组稳定产生影响的因素有:空载带励、空载无励和空载或带载,具体体现在:2.1空载带励的原因在无负载情况下,激励电流越大,系统的振动越强;当定子端部电压逐步降低时,系统的振动也随之降低;转子回路中的磁场将会自行消磁,从而快速消除振动。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨水电站水轮发电机机组振动问题是指在运行过程中,发电机机组产生的振动超过了正常范围,可能导致机组设备的损坏甚至故障。
为了确保水电站的正常运行和设备的安全可靠性,需要对振动问题进行分析和处理。
本文将探讨水电站水轮发电机机组振动问题的分析和处理方法。
分析水轮发电机机组振动问题的原因。
水轮发电机机组振动主要有以下几个方面的原因:机械故障、设备不平衡、电机问题、结构设计问题以及环境因素等。
机械故障包括轴承、齿轮、阀门等机械部件的磨损或损坏;设备不平衡指的是机组内部配重不均匀或不平衡所导致的振动;电机问题可能是电机绕组断线或绝缘老化等问题;结构设计问题包括支撑结构设计不合理、刚度不足等;环境因素包括周围的地震、水力冲击等。
针对振动问题的原因,可以采取一些处理方法。
对于机械故障引起的振动问题,需要及时检修和更换损坏的机械部件,确保其正常运转。
对于设备不平衡问题,可以进行动平衡处理,即在旋转设备上增加平衡块,使其力平衡,减小振动。
在设备设计或生产过程中,应进行严格的质量控制,确保设备的平衡性。
针对电机问题,可以进行电机的绝缘测试和电机定子绕组的检查,及时修复或更换出现问题的电机部件。
对于结构设计问题,可以在设备运行过程中进行结构调整,增加支撑结构的刚度,减小振动。
对于环境因素所引起的振动问题,可以在设备设计和安装时考虑环境因素的影响,采取相应的防护措施。
除了上述处理方法,还可以采取一些振动监测措施,及时发现和预防振动问题。
振动监测可以通过安装振动传感器和监测装置,对机组进行实时监测和数据记录。
通过分析振动数据,可以判断机组的振动情况,提前预警振动问题的发生,及时采取相应的处理措施。
对振动监测系统进行定期维护和校准,确保其准确性和可靠性。
水电站水轮发电机机组振动问题的分析和处理需要结合实际情况和专业知识,根据振动问题的原因采取相应的处理方法。
通过及时的检修、平衡处理、结构调整、电机维修和振动监测等措施,可以有效地减小机组振动,确保水电站的正常运行和设备的安全可靠性。
水轮发电机组轴系运行稳定性及故障分析在水电站机组的运行中,除了需要对机组的安全运行提供有力保证外,轴系统也扮演着极为重要的角色。
它一方面是将各个部件连接起来的纽带;另一方面又承担了扭矩的输出工作,所以它也是水轮发电机组的核心部分之一。
本文就针对该部分进行了简单的介绍和探讨。
随着社会经济的迅猛发展和人民生活水平的提高,大型水电站机组已逐渐走向大容量、高水头的趋势,由此也导致机组运行中流体压力和温度的变化更加剧烈。
因而产生了较强的离心力和惯性力,且有的离心力和惯性力远远超过机械传动轴上承受的力。
这些力使得机械结构承受巨大的交变载荷,这种载荷通常还伴有不规则的周期性载荷,可能引起机械结构疲劳断裂。
对于电站的发电机来说,由于转子本身具有较高的离心力,如果无法进行正确处理,会引起发电机转子弯曲变形,严重影响机组的安全可靠性。
1)流体压力脉动与稳定性轴系统的特点是:流量、水头、转速及油压等参数都变化很大。
轴系处于一个高速旋转的环境下,尤其是对于较高水头的机组,离心力会大幅度地增大。
此外,轴系又是高速运动的,摩擦力的急剧增大和惯性力也会加快速度的变化。
所以,运行中必须有效控制流量,否则会发生严重的震动。
这是由于机组结构的刚度不足和抗震措施的缺乏,会使轴系发生变形或扭转振动,造成机组出现非正常振动。
2)失速与稳定性当负荷增加时,从离心力的增加到平衡力的增加,流体的动能减少。
当出口节流阀开度很小时,出口的压力就会减小。
而且出口压力和流量之间的差值也会减小,导致叶片出口流量不足,出口节流后压力会急剧升高,甚至可能导致整个轴系瞬间失去平衡。
所以当机组调节器改变负荷时,叶片出口的流量就会不同,这样就会造成轴系运行不稳定。
3)超转与稳定性当电网频率降低时,叶片出口压力和流量也会减少,这样就会导致叶片出口流量不足,出口节流后压力会急剧升高,这样就会导致整个轴系瞬间失去平衡。
另外,机组负荷的增加还会导致轴系产生较大的弯矩和扭矩,从而引起轴系的振动。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨机组振动将会对水轮发电站运行造成严重的危害,其不仅会对发电机组的工作效率造成影响,同时也会影响整个机组的安全运转。
基于此,本文从水电站水轮发电机机组振动的主要因素出发,并探讨通过采用避震运行措施、及时对尾水管补气以及加强对轴承进行维护等方法,借助水电站发电机机组振动问题解决措施的应用,以期为提高水电站发电质量提供帮助。
标签:水电站;水轮发电机;机组振动;气蚀0 引言水轮发电机机组在工作中振动不仅会对某些部件造成弹性形变或塑性形变,从而使部件出现裂纹、断裂等现象,还会造成发电机组部件之间的连接部件出现松动现象,缩短各部件的使用寿命,因此为了有效提高发电机机组的工作效率和各部件的使用年限,相关工作人员需要不断改进发电机机组振动问题的处理方法。
1 水电站水轮发电机机组振动的主要因素分析造成水轮发电机机组振动的因素有很多,其中的主要因素为以下几点:第一,电磁引起振动,其中电磁引起的振动主要是由于电磁不平衡造成的,最为常见的因素为转子磁极线圈间出现短路、空气间隙不均匀以及定子三项不平衡等;第二,机械引起振动,出现机械振动的原因主要是由于转动部位出现不平衡现象,或存在机组轴不正、主轴连接不同心以及静、转部分出现偏磨等;第三,水力引起振动,水力因素引起水轮发电机组振动的因素包含很多,主要为尾水管中涡带引起振动、用户负荷偏差太大、电流不平衡、调速器运行模式等因素。
2 水电站水轮发电机机组振动问题的处理措施分析2.1 采用避震运行措施为了有效避免出现发电机组振动,在安装发电机组时需要尽量避开各台机组出现振动和空蚀范围,以坝卡河电站为例,具体措施为以下几点:首先,由于一级电站主要将灌溉与发电相结合,因此其特点为水头和流量变幅比较大,最高水头能够达到(417米),而最低水头为12m,电站设计流量为2.5m3/s,水渠道全长5km,内管直径为0.774~0.85m。
其中水轮机单机出力为3400kW,型号CJ461-W115/1×13冲击式水轮组,其中发电机单机出力为3200kW。
水轮发电机组运行中的振动分析前言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。
运行中的机组不同程度都存在着振动,电站规定振动值在某一允许范围内,当振动超过规定的允许值时,便会影响机组的安全运行和机组的寿命,需及时找出原因并采取措施消除。
同时水轮发电机组的振动是一个复杂的问题,但从振动的原因来看,一般有机械、水力及电磁等方面的原因。
本章结合实践谈谈水轮发电机组运行中的振动问题。
一机械振动由于机组机械部分的惯性力、摩擦力及其他力的干扰造成的振动叫做机械振动。
引起机械振动的因素有:转子质量不平衡、机组轴线不正、导轴承缺陷等。
1 转子质量不平衡由于转子质量不平衡,转子重心与轴心产生一个偏心距。
当主轴旋转时,由于失衡质量离心惯性力的作用,主轴将产生弯曲变形。
轴变形越大,振动也越严重。
在制造时,要进行转于的静平衡、动平衡试验,使不平衡重量尽可能小,从根本上消除这种振动的原因.2 轴线不正机组轴线不正会引起两种形式的振动,弓状回旋.由于转子、转轮几何中心偏离旋转中心,运行中会产生横向及纵向振动,直接形成回旋对推力轴承、导轴承均构成威胁,还能增大离心惯性力,两者都使振幅增大。
从运行角度分析,一般出现在投运年限较长,各导轴承间隙大,没能及时修复,或者检修质量不良等情况下。
3摆振在动水压力下,推力轴承处发生摆振。
为此,在安装和检修时必须找正轴线,调整各导轴承的间隙在允许范围内。
对新投产的机组,一般不会由于轴线不正而引起剧烈振动,但对于运行一段时间后的机组,由于某种原因使轴线改变,如推力头与轴配合不严密、卡环不均匀压缩、推力头与镜板间的垫变形或破坏等,都会引起机组振动。
4导轴承缺陷当导轴承松动、刚性不足、运行不稳而润滑不良时,会发生摩擦,引起反向弓状回旋,即横向振动力。
导轴承间隙过小,会把转轴的振动传给支座和基础,导轴承间隙过大,转轴振动大。
适当的导轴承间隙,才有可能同时保证转轴与支座的振动均在允许范围内。
水电机组运行稳定性及振动的探讨
发表时间:2019-07-03T13:57:41.873Z 来源:《河南电力》2018年23期作者:黄钦洪[导读] 一般情况下,在我国水电机组运行过程中,电气以及水力和相关机械都会对其产生重要影响作用。
(国网福建省电力有限公司诏安县供电公司福建省 363500)摘要:随着中国社会经济的快速发展,中国的水电建设取得了巨大成就。
但是,大量的新水电机组投入运行,单位设备的制造,调试,安装和接收并不完善。
这引起了水电机组运行中的问题。
本文分析了水电机组的运行稳定性和振动,并提出了一些参考意见和措施。
关键词:水电机组;运行稳定性;振动引言
一般情况下,在我国水电机组运行过程中,电气以及水力和相关机械都会对其产生重要影响作用。
由于各水轮机组相关零部件质量不同,从而导致水轮机的运行稳定性受到严重影响。
除此之外,水电机组运行设备稳定性还与水管涡带具有一定关系。
这些不同因素,都会导致水轮机组在运行过程中出现相关运行故障。
水力发电机,因其自身的特点以及工作环境的限制,产生振动是不可避免的,振动如果实在发电机设计范围之内,则造成的危害不大,也是发电机正常出现的现象,但是如果振动超过发电机出厂设计范围,则所带来的危险是比较大的,如果不进行治理,发电机很可能失去使用价值或者存在的必要。
1、水电机组稳定性分析
1.1水力发电机组的振动与摆度
《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动》中的第五部分可以很好的评价水力发电厂中水电机组中不同的振动与摆度,这部分也严格规定了水里发电厂中发电机组的标准细则。
若是要依照发电机厂的自身情况来制定符合实际情况的评价标准,则可以依据《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》中的第一部分的相关内容,并随时监测系统的报警定值。
1.3水压脉动
轮转相关技术的指标与轮转模性实验的验收规程能够准确的评价水电机组的水压脉动,在《水力机械振动和脉动现场测试规程》的相关文件中,明确规定了实时监测系统的固定报警值,同时也拟定了合理的水压脉动的评价标准。
2、水电机组运行振动分析
从振动的原因来看,一般有机械、水力等方面的原因。
2.1 机械振动
由于机组机械部分的惯性力、摩擦力及其他力的干扰造成的振动叫做机械振动。
当其频率与发电机或电力系统的自振频率接近时。
将发生共振,引起机组出力大幅度波动,可能会造成机组从电力系统中解列,下面介绍下机械振动的原因具体分析如下:引起机械振动的因素有:转子质量不平衡、机组轴线不正、导轴承缺陷等特子质量不平街。
由于转子质量不平衡,转子重心与轴心产生一个偏心距。
当主轴旋转时,由于失平衡质量离心惯性力的作用,主轴将产生弯曲变形,轴变形越大,振动也越严重,在制造时,要进行转于的静平衡、动平衡试验,使不平衡重量尽可能小,从根本上消除这种振动的原因。
轴线不正:机组轴线不正会引起两种形式的振动,弓状回旋。
2.2水力因素
振动的水力因素系指振动中的干扰力来自水轮机水力部分的动水压力。
其特征是带有随机性,且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。
由于单位体积水流的能量取决于水头,所以机组的振动一般是随水头的降低而减弱。
高水头、低负荷时振动相对而言较为严重,产生振动的水力因素主要有:卡门涡列、尾水管低频水压脉动、水力不平衡等。
2.2.1卡门涡列
恒定流束绕过物体时,在出口边的两侧出现漩祸,形成旋转方向相反、有规则交错排列的线涡,进而互相干扰、互相吸引,形成非线型的涡列、俗称卡门涡列.当卡门涡列的冲击频率接近于转动体叶片的固有频率时,将产生共振,并拌有较强的且频率比较单一的噪声和金属共鸣声。
2.2.2尾水管低频水压脉动
水轮机在非设计工况下运行时,由于转轮出口处的旋转水流及脱流旋涡和汽蚀等影响,在尾水管内常引起水压脉动。
尤其是在尾水管内出现大涡带后,涡带以近于固定的频率在管内转动,引起水流低频压力脉动。
当管内水流一经发生,压力脉动就会激起尾水管壁、转轮、导水机构、蜗壳、压力管道的振动。
2.2.3水力不平衡
水力不平衡是水力因素中最显著的一点,也是最突出的一点。
水是液态的,其所产生的力也是变化不定的,其对水利发电机所造成的力就会不平衡,尤其对于发电机中的转轮来说。
水的力大多与其自身的流速有关,但是水的流速不是很稳定的,不同的季节,不同的时段,其流速也是会有所不同的,因此其产生的力就相对于发电机组来说就不会太稳定,从而造成发电机组的转轮等的振动。
3、防止水电机组运行不稳定性及产生振动的改进建议3.1 要不断加强水电机组相关运行设备的设计科学性在具体优化设计过程中,要确保水轮机的水流装机叶片头不会出现在水流入口处,从而防止形成冲角;与此同时,要确保水轮机的出水口方向带有正环量,从而避免水流逆行。
由于在冲角过大的情况下,水流装机叶片头部位置会脱硫,从而形成叶道涡,由此而导致水压脉动产生低频或者高频问题。
因此,想要避免上述问题出现,就需要确保水电机组能够正常运行。
通过科学处理导叶出水口部位叶道涡和卡门涡的问题及转轮叶片运行问题,从而防止水轮机出现压力脉动以及空蚀现象。
在此过程中,还需要不断对水头的变化情况进行有效控制,从而有效减小其变化幅度。
一般而言,最佳水头幅度应该控制在35%左右。
与此同时,不断减小水电机组的单位转速。
通过进一步改进水头设计方式,从而提高水电机组的运行稳定性,并对水电机的水头振动问题进行有效控制。
3.2 进一步优化水电机组技术操作流程
在对水电机组的相关运行部件进行优化设计过程中,不能盲目选择较大参数的运行设备,通过适当减少水轮机叶片数目以及叶片实际厚度,在设备选型时,尽量选择具有负倾角的水轮机叶片,从而使其更好地適应不断变化的高水头。
同时,要针对不同水电站的实际情况,在选择水轮机叶片长度与实际厚度时需要综合考虑相关因素。
一般而言,在设计过程中,应该将水轮机过流表面结构设计为翼型结构,通过不断优化技术工艺,从而采用精铸性的结构构件,转轮叶片等运行设备需要经过数控机床的科学加工。
在技术加工时,为了防止水电机组运行设备出现裂纹,应该采用热处理技术工艺以及焊接和探伤等有效降低水轮机组的残余力。
3.3 确保水电机组能够正常安全运行
除了上述相关技术措施之外,还应该在日常运行过程中,通过规范的技术操作流程确保水电机组正常、安全运行。
比如,在水电机组相关设备停机以及启动和加载、卸载等运行环节,需要相关操作人员或技术管理人员进行严格控制,从而避免盲目操作实践,导致水电机组运行设备寿命不断缩减。
通常情况下,技术人员如果不能按照相关技术操作流程进行管理和控制,则会导致水电机组的水轮机叶片产生开裂现象。
特别是对于一些额定水头值相对较低的水电机组而言,需要不断加大水头高度,从而使水轮机组的运行稳定性进一步提高。
只有采取严格的技术控制措施,才能有效缓解以及不断提升水电站水电机组的出力程度,从而拓展水电机组的技术调节范围,以此防范水轮机组在日常运行过程中出现严重的叶片开裂现象,从而导致水电机组运行稳定性受到影响以及相关运行设备产生振动。
结语
总而言之,鉴于上述问题,要想实现水电机组运行稳定性与振动问题的改善必须要通过减振防振措施、水电机组优化运行等途径实现,对此,我国政府及相关部门应加以充分重视,极大技术、资金投入,深入开展对水电机组运行稳定性及振动方面问题的研究,并广泛借鉴国内外发达国家经验,只有这样才能够真正实现我国水利事业的发展。
参考文献:
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[2]李建辉,姚泽.大型蓄能机组运行稳定性分析[J].水电能源科学,2012,09:125-129.
[3]李龙,张伟.水电机组稳定性状态优化调整研究[J].水电能源科学,2010,08:126-128。