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1、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。因此，及时找出原因并 合理解决至关重要，不仅可有效保证水力发电厂的安全稳定，也保障了人民群众 的生命财产安全。关键词:水力发电厂；水轮机振动；故障；处理为解决水力发电厂水轮机运行过程中出现的振动异常故障，保证水轮机正常 运转，提高水力发电厂经济效益，指出水轮机振动对发电机组的影响，分析了振 动异常故障原因，其主要有水力、电气和机械原因，并提出处理对策。应根据不 同季节及时间变化，合理制订水流速管理方案，
2、对尾水管凹槽进行优化，准确对 静态气隙进行测量采取合理控制措施，保证转子与定子质量，调整好磁极之间的 静态气隙空间位置，提高水轮机支撑能力及动态平衡精度。对水轮机零件进行加 工时，要提高精准度，规范合理地对水轮机进行安装调试，注重动态气隙的维护 避免出现转子磁极松动问题。1 水轮机振动对发电机组的影响水力发电厂水轮机运行过程中出现振动是普遍现象，但是振动频率必须在可 控范围内，这样才不会阻碍水轮机正常运行，如果振动异常就会影响水轮机发电 机组的正常运行，造成经济损失及人身安全威胁等，主要影响包括以下几方面:水轮机振动异常可能会对发电机组的零件造成影响，使部分零件处于疲劳工 作状态，振动严重会导
3、致零件损坏，造成安全隐患。振动异常时间过长，会使发 电机组零件连接出现松动，加剧振动频率，导致连接位置出现断裂或连接零件破 损的情况。振动异常会对发电机组的转动位置造成一定程度的磨损，振动严重会 导致转动位置温度过高，烧坏转动位置的零件，使滑环与电刷之间的磨损程度增 加，发生电刷冒火花的情况。振动异常会对尾水管壁造成影响，使尾水管中水流 脉动压力过大，导致管壁出现裂缝，严重时可能出现整块钢板掉落现象。振动 异常可能会出现共振现象，导致水力发电厂整体设备出现故障，造成严重经济损 失。2振动异常故障原因2.1 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
4、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。水道内部压力原因，由于水轮机尾水管的凹槽导致水 轮机振动异常，其与最优工况偏离较大，导致水轮机发电机组运行声音过大。一 般情况下，尾水管凹槽的最优工况范围是0.40.8倍，如果水道内部压力过大, 会增加振动频率，严重时会使水力发电厂出现共振现象。2.2 电气原因静态气隙原因，安装水轮机定子与转子时，没有做到安装同心，也可能是定 子与转子本身存在质量问题，导致静态气隙不均匀，对水轮机运行过程中的气隙 磁场产生影响，出现气隙磁场不均匀甚至损坏
5、情况。气隙磁场损坏后，会对水轮 机定子及转子产生影响，导致水轮机振动异常。动态气隙原因，水轮机磁极出现 松动情况，气隙在较小的空间位置变化，导致水轮机振动异常。安装和调试水轮 机过程中，由于出现动态气隙情况，导致水轮机振动异常。2.3 机械原因机械轴线的原因，由于机械轴线不对称，与水轮机转子中心体不同心，或与 水轮机发电机组轴心不对称，导致水轮机振动异常。水轮机转动零件原因，水轮 机转子运行过程中出现不平衡状态，导致振动异常。水轮机组震动时产生的危害有以下几点：发电机组的部分紧固部件会产生 松动甚至断裂的情况，同时也会连带着连接部件的振动，使得它们的使用寿命急 剧缩短。使得机组的零部件出现金属
6、和悍缝之间的疲劳损坏区，时间一久，损 害就会更加严重，甚至会出现裂缝，进而使得它们完全报废不能使用。更为严 重的是水轮机组的共振，如机组设备与厂房的共振，就会在不同程度上破坏厂房 以及里面的各种设备。水轮发电机振动会使机组旋转部分相互磨损得更加厉害。 尾水管中会形成涡流脉动压力，情况严重时，尾水管壁会因压力而裂开，而且 也会破坏整个尾水设备。3 水力发电厂水轮机振动异常处理对策3.1 水力原因处理对策针对水轮机发电机组内部水力不平衡导致的振动异常情况，需要采取控制水 流速的办法，根据不同季节及时间变化合理制订水流速管理方案，减少水力不平 衡对水轮机运行带来的影响。针对水轮机尾水管凹槽导致的振动
7、异常情况，需要 在安装水轮机设备时，对尾水管凹槽进行优化，使其符合正常运转要求，降低水 轮机振动异常概率。3.2 电气原因处理对策针对静态气隙原因导致的水轮机振动异常情况，安装过程中，要准确对静态 气隙进行测量，采取合理控制措施，保证转子与定子质量，调整好磁极之间的静 态气隙空间位置，提高水轮机的支撑能力及动态平衡精度。针对动态气隙原因造 成的影响，对水轮机零件进行加工时，要提高精准度，保证零件质量。运输水轮 机的过程中要做好保护工作，规范合理地对水轮机进行安装调试，后期维护保养 也要着重关注动态气隙，避免出现转子磁极松动问题，降低事故风险。3.3 机械原因处理对策针对机械轴线不对称导致水轮机
8、振动异常情况，要严格按照标准要求规范安 装水轮机。针对转动零件引发的振动，要在安装调试过程中采取相应解决措施， 避免转子出现不平衡情况，保证其正常运行。4结语就目前而言，在我国水电站普遍出现的一个难题就是水轮机的振动问题。一 旦振动超过国家规定的允许值范围，需要对其进行分析，合理处理。因此水电站 的运行维护人员应当加强对机组振动原因的排查，及时找出原因并采取相关措施 消除异常情况。如果发生振动异常情况后，不能只针对水轮机表面进行分析，应 运用科学合理的方法对其进行全面分析，制订有针对性的解决方案。要充分掌握 水轮机构造原理及内部结构，降低水轮机振动异常几率，随时记录观察水轮机运 行状态，保证其正常运行，提高运行效率，发挥更好的经济效益。参考文献：1 王祥水力发电厂水轮机振动异常故障分析和处理J.华东科技(综合),2019，(09):1.2 张青山水力发电厂水轮机振动异常故障和处理方法探讨J.中国科技投资,2017,( 13):195.3 曾劲.水力发电厂水轮机振动异常故障分析和处理措施研究J.科技新时代，2018 (06)： 5657.
