灯泡贯流式水轮机出力不足原因分析与对策研究

第30卷第6期电站系统工程V ol.30No.6 2014年11月Power System Engineering73文章编号：1005-006X(2014)06-0073-03

灯泡贯流式水轮机出力不足原因分析与对策研究*

刘忠1邹淑云1李建勇2钟永2

（1.长沙理工大学能源与动力工程学院，2.五凌电力有限公司洪江水电厂）

摘要：灯泡贯流式水轮机出力不足的问题，造成了水量浪费，影响了经济效益。从水头、流量和效率等方面分析了灯泡贯流式水轮机出力不足的原因，从设计、制造、安装、施工、运行等多个环节提供了相应的预防和处理对策，以便为提高灯泡贯流式水轮机出力和水电厂经济效益提供有益的参考。

关键词：灯泡贯流式水轮机；出力不足；原因分析；效率；对策

中图分类号：TV747；TV737文献标识码：A

Reason Analysis and Countermeasures Research for Output Deficiency of Bulb Turbines

LIU Zhong,ZOU Shu-yun,LI Jian-yong,et al.

Abstract：The output deficiency of bulb turbines would cause water waste and affect the economic benefits.The reasons for this problem were analyzed from the aspects of head,flow and efficiency.Then the countermeasures were proposed to prevent and treat such output deficiency problems,at different stages from design,manufacture,installation,construction to operation.The study results will act as a useful reference for output increasing of bulb turbines and economic benefit improvement of hydropower plants.

Key words:bulb turbine;output deficiency;reason analysis;efficiency;countermeasure

灯泡贯流式水轮机具有低水头、大流量、高效率、少投资、多运行方式等技术和经济上的优势。近年来在低水头水力资源开发中发挥了重要的作用，而且正朝着大容量、高水头、大尺寸方向发展[1]。然而，从国内灯泡贯流式水电站运行情况来看，还暴露出一些问题，其中较为突出的是灯泡贯流式水轮机出力受阻达不到额定出力。这一问题造成了水量浪费，影响了水电企业的经济效益，甚至造成安全隐患。因此，本文基于灯泡贯流式水电站及机组个性特点，结合国内灯泡贯流式水轮机出力不足的典型案例，分析了导致灯泡贯流式水轮机出力不足的主要原因，并提出了相应的预防和处理对策。

1灯泡贯流式水轮机出力不足的原因分析

与其它类型水轮机相似，灯泡贯流式水轮机的出力大小受水质、过机流量、工作水头和水轮机效率的影响。但是，该类型水轮机在设计、制造、安装、水电施工以及运行等方面的特点，使得水轮机出力更易受到影响。图1给出了从设计、制造、施工、安装到运行维护各环节中影响灯泡贯流式水轮机工作水头、流量和效率的主要因素。

1.1拦污栅及漂浮物的影响

低水头大流量的特性决定了灯泡贯流式水电站的进水口拦污栅在设计上与引水式高水头电站有所区别。前者的进水口拦污栅跨度更大、高度更高。因此，拦污栅主梁截面大，栅体须分节，主梁根数多。这种结构设计，除了要满足工程

收稿日期：2014-06-22

刘忠(1978-)，男，博士，讲师。长沙，410114

*国家自然科学基金项目(51309034)，五凌电力科技项目

(2011-033-WLD-KJ-X)的总体布置外，也要满足改善流态、减小水头损失、有效提高拦污栅净面积和降低工程造价等要求[2]。

灯泡贯流式机组一般建在江河的中下游。水流在通过拦污栅时，栅条对其有局部阻碍作用，产生局部水头损失。所拦截的杂物，部分地堵塞栅孔，使拦污栅的过水面积缩小，加剧了对水流的阻碍作用，致使过栅的局部水头损失增加。尤其是丰水期河流来水量较大时，巨大水流夹带了上游的各种漂浮物，所造成的堵塞更为严重[3]。这种漂浮物若不及时清理，将使机组进水口拦污栅前后水位差达几十厘米，甚至几米，严重减少机组的出力，甚至使得机组的运行振动加剧。如潇湘水电站（4×13MW）、飞来峡水利枢纽（4×35MW）均有过类似经历。

1.2设计时水头选择的影响

低水头大流量的径流式特性也决定了灯泡贯流式机组出力与水头、流量关系极为密切。径流式电站参数变化较大，不宜采用按加权平均水头的90%左右的常规方法来选择额定水头，而是按照概率计算方法，以发电水头和发电流量同时出现为前提来确定。若对电站下游水位与流量关系考虑欠周，则必然会造成水头选择偏高，装机规模偏大，电站不可能发足额定容量。

在水轮机参数选择过程中容易忽视进水口闸门门槽、拦污栅、尾水闸门门槽、流道等的局部水头损失，以及进出水口的动能差。对于低水头的贯流式水轮机而言，这样很容易造成设计水头偏高，装机规模偏大而发不到额定出力[1,4]。如马迹塘电站机组（3×18.5MW）选型时就出现过水头损失考虑不周的问题，经设计院补算时发现机组进出口流道的水头损失占机组设计水头的6.3%。

图1灯泡贯流式水轮机出力影响因素

1.3尾水位变化的影响

灯泡贯流式水电站的水头与下游水位-流量关系曲线密切相关，受下游尾水位变化影响较大[5]。水电工程施工质量的高低和水电站的长期运行，在一定程度上影响着尾水位的变化及水轮机出力。水电站施工单位应该严格按照监理工程单位批准的严格按照设计图纸、规程规范和设计要求精心施工，以保证工程质量。但实际上，确实有因各种原因导致工程高度没有控制好、下游疏浚未达到设计要求的案例，如下游围堰拆除时未彻底清理（马迹塘电站）、尾水渠左岸挡水墙的临时码头未彻底清理等。这些残留建筑直接影响了下游流道的顺畅，造成了尾水位抬高（≥0.3m）。另外，灯泡贯流式水电站经过长期的泄洪运行后，不可避免地会出现下游河床砂砾石堆积，使部分河床逐步抬高，尾水收到顶托，如塔底水电站（4×4.0MW）、富湾水电站（3×0.4MW）等。流量越大，顶托越严重。这些尾水位的变化均会导致机组净水头下降，影响机组出力。

1.4过流部件加工制造安装的影响

水电厂过流部件的设计、加工制造质量以及安装对水轮机性能影响极大[6,7]。如果水轮机导（桨）叶叶片测绘不够精确，必然存在较大误差，相应的制造误差也会较大，加上加工制造工艺上的不足，最终使制造出的原型达不到应有的精度要求，如高砂水电站（4×12.5MW）。在水轮机现场安装时，往往由于缺乏相应先进的、具体的安装工艺和手段以及明确的安装说明和顺序，会造成水轮机各桨叶的转角大小不相等，开口不均匀[8]，如洪江水电站3#机组（单机45MW）、广西桂平航运枢纽1#机组（15.5MW）等。这些都将导致机组过流量减少，运行工况偏移，效率下降，出力降低。

1.5效率修正的影响

在水轮机选型设计中，考虑到原、模型水轮机之间的“比尺效应”，需要对基于模型效率换算得到的原型效率进行修正。效率修正值的合理选取就显得尤为关键。一旦效率修正值明显偏大，就会造成设计出的水轮机达不到额定出力。如高砂水电站水轮机的效率修正计算值Δη=1.4%，而实际取值为3.22%～4.4%，效率修正值明显偏大造成了出力不足。1.6协联关系的影响

转桨式水轮机导叶和桨叶的协联关系直接影响水轮机效率和运行稳定性。在最优协联工况下，流道内水流运动平缓，水力损失较小，水轮机稳定性和汽蚀性能较好，效率相对较高。而在协联关系未达到最优甚至不匹配时，水轮机出力、效率和运行稳定性都将变差[9,10]。一般情况下，协联曲线由水轮机制造商根据模型试验绘制并提供，导、桨叶的协联运行由水轮机调节系统的程序来实现。在水轮机的实际运行中，由于制造、加工、安装等多方面的原因，这组理想关系曲线往往和实际情况有一定的差别，从而造成出力不足，效率下降，如四川紫兰坝水电站（3×34MW）、浙江青田外雄水电站（2×25.7MW）等。

水轮机调速器导叶接力器及调速环故障、电气控制回路（包括导叶、轮叶反馈传感器）故障、受油器及操作油管路故障、传感器精度不高等因素，也会导致机组协联关系被破坏，效率低于正常值。此时应及时对各回路进行仔细排查，对导叶和轮叶开度进行纠偏，并对开度传感器的精度进行校核。

1.7汽蚀与振动的影响

除上述各影响因素外，水轮机过流部件的汽蚀量过大、机组水力振动加剧，也会造成机组出力不足和效率偏低。如导叶、内外导环、转轮及转轮室气蚀时，导叶与轮叶的端面间隙变大，一部分水从端面间隙流出，不参与做功的水流量增加，机组效率下降。水力振动加剧必然会增加轴与瓦之间的摩擦，消耗了机组能量。分析具体原因时，需综合考虑。

2预防和处理对策

2.1科学设计、未雨绸缪

(1)严格以水头与流量相互适应的原则为前提确定灯泡贯流式水轮机额定水头。

(2)充分考虑流道水头损失（含局部水头损失），并留有足够余量（≥0.5m）。

(3)应力争原型水轮机多年加权平均效率更高，而不是片面过高追求模型水轮机的最高效率。合理确定效率修正值。

(4)优化流道设计方案，尽可能提高尾水管动能回收率以增加水轮机水力效率。

(5)加大转轮叶片出口角，以实现增加（下转第76页）

4.3除碳器

当水经过阳离子交换反应，水中的阳离子被交换成H+时，根据水中炭酸化合物的平衡关系为：

H+＋HCO3-H2CO3H2O+CO2

由上式可知，水中H+浓度越大平衡越向右移动。经阳离子交换反应后的水呈强酸性，因此水中炭酸化合物绝大部分以游离CO2形式存在。

CO2气体在水中的溶解度服从于亨利定律，即在一定温度下气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的分压成正比。所以，只要降低与水相接触的气体中CO2的分压，即让水与空气充分接触，溶解于水中的CO2便会从水中解析出来，从而将水中的CO2除去。除炭器就是根据这一原理设计的。

4.4阴离子交换器

阴离子交换器内装201×7苯乙烯系季铵型阴离子交换树脂，为强碱型阴树脂，其作用是除去水中的阴离子。阴床运行时，产生置换反应除去水中的各种阴离子，阴床产生的OH-与阳床产生的H+结合成水。阴树脂连续运行逐渐失去交换能力后，用1%～3%碱溶液从下往上流经树脂层再生，使树脂恢复交换能力后，即可投入下一周期运行。

4.5混合离子交换器

混合离子交换器为深度除盐设备，以除去一级除盐水中残留的杂质阴、阳离子，提高出水品质，对系统保护作用。

采用固定床混合离子交换器，其本体为钢制焊接柱型容器，内壁衬胶；顶部进水装置型式为母支管式，支管开孔，以保证布水均匀，并设防树脂冲跑滤网；进碱装置和中排装置为母管支管式，支管为绕丝滤元，防止树脂流失；底部出水兼进酸装置为多孔板水帽型；设备上部留有100%的反洗膨胀空间。混床内装的001×7MB及201×7MB混床专用树脂，阳、阴树脂的比例为1:2。混床专用树脂的颗粒均匀性较阳、阴床树脂好，以利于反洗分层。运行前，将阴、阳树脂混合均匀，所以混床可以看作由许多阴、阳树脂交错排列而组成的多级复床，阳离子交换产生的H+与阴离子交换产生的OH-结合成水，消除了反离子作用，交换反应进行得十分彻底、出水水质很好。

混床中树脂失效或需定期再生时，利用两种树脂比重不同，用水力筛分法可将其分离。阳树脂比重大，处于下层；阴树脂比重小，处于上层；然后从底部通入4%～5%盐酸溶液，从树脂顶部通入4%～5%碱液，分别对阳、阴树脂进行再生，再生废液均从中排装置排出。再生及清洗后，用压缩空气将两种树脂混合均匀，清洗至出水合格即可投入运行。

化学水系统是火力发电厂的重要环节。理解化学水系统的工作原理和正确的操作是保证发电设备安全、经济、稳定运行的重要环节。□

参考文献

[1]黄新原.电站锅炉运行与燃烧调整[M].中国电力出版社,2003.

[2]郑体宽.热力发电厂[M].中国电力出版社,2001.

[3]巩耀武.火力发电厂化学水处理实用技术[M].中国电力出版社,2006.

[4]宋业林.新编化学水处理技术问答[M].中国石化出版社,2008.

[5]朱志平.火力发电厂锅炉补给水处理设计[M].中国电力出版社,2009.

[6]火力发电厂化学设计规范[M].中国电力出版社,2007.

编辑：巨川

（上接第74页）流量和提高出力的目的。

(6)采用改良的拦污栅结构（如导流板式、旋转式等），充分改善流态、减小水头损失、有效提高拦污栅净面积。2.2精心加工、制造、安装、施工

(1)采用数控加工工艺技术，提高过流部件如导水机构、转轮叶片、导叶内、外环的效率和表面质量，减小与设计值的偏差；采用新工艺、新方法，防止环形焊接结构件产生焊接变形。

(2)优化过流部件安装工序、规范质量控制要求、采用技术控制措施，控制导叶与轮叶的端面间隙，调整好导桨叶，保证开口均匀性和转角同步性。通过装配过程进一步检验产品质量，保障产品性能。

(3)施工单位、监理单位各施其职，保证水电工程施工质量，尤其是做好扫尾工作，消除隐患。

2.3加强监测，优化运行

(1)确保清污机械设备状态良好，根据上游来水和拦污栅前后差压等情况，及时做好拦污栅清污和排污。

(2)在机组投产或大修后，及时通过进行相对效率试验来修正并更改调速器的协联关系曲线以求在保证稳定性良好的前提下机组运行在高效率的协联关系上。同时加强调速器控制回路及相关传感器状态的监测和检查。

(3)优化运行方式，随着来水量的增减，按照等负荷分配原则执行机组的投入与运行，按等效率原则进行负荷转换。

(4)适时对下游河床进行整治、拖平，恢复原河床高度。3结论

灯泡贯流式水轮机非常适于低水头大流量水力开发场合，应用前景广阔。高度重视设计、加工、制造、安装、施工、运行等环节中影响灯泡贯流式水轮机出力的因素，对于高效利用水力资源，提高水电企业经济效益，促进水电企业的“节能减排”，不无裨益！□

参考文献

[1]田树棠.贯流式水轮发电机组的技术优势与关键技术[J].水电与

新能源,2013,(3):8～14.

[2]钟永.拦污栅清污对洪江水电站机组运行的影响[J].人民长江,

2008,39(16):43～44.

[3]倪建潮,王颖玉.灯泡贯流式水电站进水口拦污栅的设计研究[J].

小水电,2004,(5):53～54.

[4]冯衍祥.灯泡贯流式机组运行中的若干问题[J].水电站机电技术,

2007,30(5):8～12.

[5]富旭平,郑峰.灯泡贯流式水轮机效率问题[J].水电能源科学,

2008,26(6):132～133.

[6]胡章洪.大型轴流式和贯流式叶片数控加工技术[J].东方电机,

2005,(3):10～15,19.

[7]黄中良,赵显忠,程云山.特大型灯泡贯流式机组机电安装技术难

点[J].水利水电科技进展,2010,30(1):72～75.

[8]刘忠,黄竹青,饶洪德,等.大型灯泡贯流式水轮机出力不足原因

分析与现场测试研究[J].水利水电技术,2012,43(12):86～88,91.

[9]宋厚彬,李正贵.协联曲线修改对灯泡贯流式水轮机组的影响[J].

甘肃科学学报,2010,22(4):145～149.

[10]李凤超,樊红刚,王正伟,等.贯流式机组桨叶与导叶全三维匹配

设计方法[J].水力发电学报,2010,29(4):213～217.

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 （一）汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是

水轮发电机组振动危害性分析及预防

水轮发电机组振动危害性分析及预防 水轮发电机组在运行中产生振动现象是不可避免的，这是由多种因素引发机组振荡的综合效应。在设备运行生产管理工作中，应注意加强对机组振动现象及其危害性的分析与预防。 1 水轮发电机组振动类型 1.1 机械类振动。由于机械部分的平衡力引起的振动称为机械类振动。例如，转动部分重量不平衡、轴线偏差、摆动过大等。其主要特点是振动频率与机组转速一致，有时振幅与转速成正比。 1.2 电气类振动。由于电气方面的原因造成发电机磁场不平衡而引起的振动称为电气振动。例如，发电机在三相电流不对称情况下运行磁场不均匀，发电机短路故障等。其主要特点是振幅与励磁电流大小成正比。 1.3 水施类振动。由于某些原因引起水轮机蜗壳内受力不平衡而造成的振动称为水施类振动。例如，尾水涡带、叶片水卡门涡列、转轮圆圈边间隙不均匀、转轮气蚀等。其特点是振幅与导叶开度有关，往往开度愈大，振幅愈大。 2 水轮机组振动所带来的危害 2.1 引起机组零部件金属和焊缝间疲劳破坏区的形成和扩大，从而使之产生裂纹，甚至断裂损坏而报废。 2.2 使机组部分紧固部件松动，不仅会导致这些紧固件本身的断裂，而且加剧被其连接部分的振动，促使它们加速损坏。 2.3 加速机组转动部分相互磨损程度。如大轴剧烈摆动可使轴与轴瓦

的温度升高，使轴瓦烧毁；发电机转子振动过大增加滑环电刷磨损程度，并使温度升高，使轴瓦烧毁；发电机转子振动过大增加滑环电刷磨损程度，并使电刷火花不断增大。 2.4 尾水管中形成的涡流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝，严重时可使整体尾水设施遭到破坏。 2.5 水轮机组共振引起的后果更加严重。如机组设备与厂房的共振，可使整个设备和厂房遭到不同程度的损坏。 3 引起振动的原因及预防措施 3.1 机械方面的因素有：①由于主轴的弯曲或挠曲、推力轴承调整不良、轴承间隙过大、主轴法兰连接不紧和机组几何线中心点不准引起空载低速时的振动；②因转轮等旋转件与静止件相碰而引起的振动； ③转动部分重量不平衡引起的振动，且随转速上升振动增大而与负荷无关，这是常见的，特别是焊补转轮或更换浆叶后更容易发生。 对机械原因引起的振动应采取的措施：通过动平衡、调整轴线或调整轴瓦间隙等来提高相对同心度和精密度。 3.2 水施方面的因素有：①尾水管中水流涡带所引起的压力脉动诱发的水轮机振动，严重的还引起厂房共振；②卡门涡列引起的振动，当水流流经非流线型障碍物时，在其后面尾流中分裂一系列变态旋涡，即所谓卡门涡列，这种涡列交替地作顺时针或反时针方向旋转，在其不断旋转与消失过程中，会在垂直于主流方向发生交变力导致的叶片振动，严重时会发出响声，甚至使叶片根部振裂；③转轮止漏间隙不均匀引起的振动，间隙大处其流速较小而压力较大，其振频与止漏环

全贯流式水轮机基本结构

贯流式水轮机基本结构 一、贯流式水轮机的特点 贯流式水轮机是开发低水头水力资源的一种新型机组，适用于25m以下的水头。这种机型流道呈直线状，是一种卧轴水轮机，转轮形状与轴流式相似，也有定桨和转桨之分，由于水流在流道内基本上沿轴向运动不拐弯，因此较大的提高了机组的过水能力和水力效率。 此外，与其它机型相比，它还有其它一些显著特点： （1）从进水到出水方向轴向贯通形状简单，过流通道的水力损失减小，施工方便，另外它效率较高，其尾水管恢复功能可占总水头的40%以上。 （2）贯流式机组有较高的过滤能力和比转速，所以在水头与功率相同的条件下，贯流式的要比转桨式的直径小10%左右。 （3）贯流式水轮机适合作了逆式水泵水轮机运行，由于进出水流道没有急转弯，使水泵工况和水轮机工况均能获得较好的水力性能。如应用于潮汐电站上可具有双向发电，双向抽水和双向泄水等六种功能，很适合综合开发利用低水头水力资源，另外在一般平原地区的排灌站上可作为可逆式水泵水轮机运行，应用范围比较广泛。 （4）贯流式水电站一般比立轴的轴流式水电站建设周期短、投资小、收效快、淹没移民少，电站靠近城镇，有利于发挥地区兴建电站的积极性。 二、贯流式水轮机的分类 根据贯流式水轮机机组布置形式的不同可将其划分为以下几种形式： 1．轴伸贯流式 这种贯流式水轮发电机组基本上采用卧式布置，水流基本上沿轴向流经叶片的进出口， 出叶片后，经弯形（或称S形）尾水管流出，水轮机卧式轴穿出尾水管与发电机大轴连接，发电机水平布置在厂房内。 轴伸贯流式机组按主轴布置方式可分成前轴伸、后轴伸和斜轴伸等几种，如图7-1所示。这种贯流式机组与轴流式相比没有蜗壳、肘形尾水管，土建工程量小，发电机敞开布置，易于检修、运行和维护。但这种机组由于采用直弯尾水管，尾水能量回收效率较低，机组容量大时不仅效率差，而且轴线较长，轴封困难，厂房噪音大都将给运行检修带来不方便。所以一般只用于小型机组。 2．竖井贯流式 这种机组主要特点是将发电机布置在水轮机上游侧的一个混凝土竖井中，发电机与水轮机的连接通过齿轮或皮带等增速装置连在一起如图7-2所示。

转机振动原因分析

转机振动原因分析文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）

GB振动标准： 1、额定转速750r/min以下的转机，轴承振动值不超过0.12mm 2、额定转速1000r/min的转机，轴承振动值不超过0.10mm 3、额定转速1500r/min的转机，轴承振动值不超过0.085mm 4、额定转速3000r/min的转机，轴承振动值不超过0.05mm。 转机振动原因分析： 转机振动原因通常有四种：不平衡、共振、不对中和机械故障。 1.转子不平衡 它是最常见的振动原因，如转子制造不良、转子叶片上异物的堆积、电机转子平衡不良等。不平衡造成较大振动的另一原因是设备底座刚度较差或发生共振。键和键槽也是导致不平衡振动的另一原因。 转轴热弯曲是引起转子不平衡的另一种现象。一般热弯曲引起的不平衡振动随负荷变化而略有变化。但如果设备基础与其转动发生共振，则极有可能发生剧烈振动。因此，预防的关键，一是转轴的材质必须满足要求；二是转机机座必须坚实可靠。 2.共振 系统中的共振频率取决于其自由度数量；共振频率则由质量、刚度和衰减系数决定。转机支承共振频率应远离任何激振频率。对于新装置，可向制造厂咨询所需地基刚度以达到此目的。对于共振频率与转速相同的现有装置有两种选择—最大限度地减少激振力或改变共振频率。后者可通过增加系统刚度和质量来实现。处理共振问题时，最好改变共振频率。 共振也可能是由于转子与定子系统组件不对中或机械和电气故障而引起。

转速下谐波的共振频率也易造成故障。它们也可能由于不对中或机械和电气故障而诱发。然而与相同频率下的问题相比，这些共振造成的问题并不常见。 3.不对中 它可能在转速和两倍转速下造成径向和轴向的激振力。但是绝不能因为没有上述现象中的一种或两种而断定不存在对中问题。同时应考虑机组的热膨胀，一副联轴节之间要留有1.5-3mm间隙。 4.机械故障 质量低劣的联轴器、轴承和润滑不良以及支座不坚固，都是产生不同频率和幅值激振力的原因。 (1)质量低劣的联轴器主要表现在铸造质量差、连接螺孔偏斜、毛刺，橡皮垫圈很快损坏，使联轴器由软连接变为硬连接，产生振动、磨损。 (2)径向轴承的更换，一般是简单更换。为了避振换新轴承时，应对轴承外环作接触涂色检查，必要时处理轴承座。 (3)轴向波动是造成转机，包括联轴器、轴承在内的另一振动问题的起因。一般转机的轴向推力靠止推轴承约束。但是，如果轴向对中不良，且转子轴向发生磨蹭，则可能会产生剧烈的轴向振动。 (4)支座软弱即四个支脚不在同一平面上。转机用螺栓紧固在这四点时，如果各轴承不对中，必然造成剧烈振动。因此转机安装时，应该先用适当力矩对称拧紧几个紧固点。然后每次松开一个紧固点，并用千分表测量该点垂直变形量。如果垂直变形量大 于.05mm，应在此支脚下加垫片，其厚度等于变形量。重复以上过程，直至松开时每个点垂直变形量小于0.05mm为止。

灯泡贯流式机组运行与检修(刘国选)

内容简介： 本书是应越来越多的从事灯泡贯流式水轮发电机组的安装、检修及运行工作人员的要求，由有多年该型机组安装、检修及运行经验的专家根据我国灯泡贯流式水轮发电机组的现场运行实践，辅之必要的理论知识，参考有关资料精心编写而成。 全书共二十章，从灯泡贯流式发电机组的结构开始，分别介绍了该机型的安装、检修内容，工艺方法及质量要求，对该种机型可能出现的各种故障及修理作了较全面的分析和指导。 本书可供从事灯泡贯流式水轮发电机组安装、检修及运行等工作的工程技术人员使用，亦可供大中专院校水电和电力相关专业的师生学习、参考。 前言 我国水电资源居世界第一，而低水头径流式水电站的装机约占水电总装机容量的16％。自20世纪90年代以来，灯泡贯流式机组由于效率高、投资省、建设工期短，特别适宜于低水头电站的开发而得到迅速发展。据不完全统计，我国目前已建的灯泡贯流式电站已过百家，且尚有更多的同类型电站正在规划建设之中，在全国范围内已经出现灯泡贯流式机组开发应用的高潮。即将从事灯泡贯流式机组的安装、检修及运行工作的人员越来越多，而灯泡贯流式机组与其他类型机组比较，由于其布置方式及结构的不同，其安装、检修的工艺方法及运行维护亦有很大的差别。为此，编者根据多年从事该型机组安装、检修及运行经验，参考众多有关资料编写了本书，以满足社会需要。 本书主要取材于现场实际经验，以帮助解决实际问题为主，辅之以必要的适用性理论知识。全书共二十章，从灯泡贯流式发电机组的结构开始，分别介绍了该机型的安装、检修内容，工艺方法及质量要求，对该种机型可能出现的各种故障及修理作了较全面的分析和指导。本书可供从事该类型机组安装、检修及运行的工作人员使用。 本书由刘国选任主编，石新华任副主编；前言由刘国选编写；第一章由石新华、刘国选编写；第二章由石新华、沈京卫编写；第三章由沈京卫、刘鸿燕编写；第四章由石新华、李聪、余红粒编写；第五、六、七章由刘国选编写；第八、九章由石新华编写；第十章由刘国选编写；第十一、十二章由沈京卫编写；第十三章由何川忠编写；第十四章由石新华、何川忠编写；第十五章由石新华、刘国选编写；第十六、十七章由陈学全编写；第十八、十九章由陈海珍编写；第二十章由陈海珍、刘鸿燕编写。 在本书编写过程中，还得到了湖南省潇湘电站和广西京南电站的协助，长沙理工大学饶洪德教授对部分章节进行了审阅，在此，谨向以上单位及关心帮助本书出版的同志一并致谢。 由于水平和经验所限，错误与不足之处恳请读者批评指正。 编者 2006年2月 目录： 第一章灯泡贯流式水轮机的结构1 第一节贯流式水轮机的分类及简介1 第二节灯泡贯流式水轮机的布置方式11 第三节灯泡贯流式水轮机埋设部件的结构14 第四节灯泡贯流式水轮机导水机构的结构18 第五节灯泡贯流式水轮机转轮及转轮室的结构29 第六节灯泡贯流式水轮机水导轴承的结构31 第二章灯泡贯流式水轮发电机的结构34 第一节灯泡贯流式水轮发电机定子的结构34 第二节灯泡贯流式水轮发电机转子绕组的结构37 第三节灯泡贯流式水轮发电机组合轴承的类型及结构39

水轮发电机组振动原因分析

水轮发电机组振动原因 分析 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

水轮发电机组振动原因分析水轮发电机组的振动问题与一般动力机械的振动有一定差异,除了机器本身转动或固定部分引起的振动外,尚需考虑发电机的电磁力以及作用于水轮机过流部分的流动压力对系统及其部件振动的影响。在机组运转的状态下,流体—机械—电磁三部分是相互影响的。例如,当水流流动激起机组转动部分振动时,在发电机转子与定子之间会导致气隙不对称变化,由此产生的磁拉力不平衡也会造成机组转动部分的振动,而转动部分的运动状态出现某些变化后,又会对水轮机的水流流场及发电机的磁场产生影响。因此,水轮机的振动是电气、机械、流体等多种原因引起的。可见,完全按照这三者的相互关系来研究系统的振动是不够的。鉴于问题的复杂性,将引起水轮机组振动原因大致分为机械、水力、电气三方面的因素来研究,为水电厂生产管理、运行、检修人员提供参考意见,以便制定出相应的预防和消振措施。 1水轮发电机组振动的危害振动是旋转机械不可避免的现象,若能将其振幅限制在允许范围内,就能确保机组安全正常运行。但较大振动对机组安全是不利的,会造成如下危害:

ａ)使机组各连接部件松动,使各转动部件与静止部件之间产生摩擦甚至扫膛而损坏; ｂ)引起零部件或焊缝的疲劳、形成并扩大裂缝甚至断裂; ｃ)尾水管低频压力脉动可使尾水管壁产生裂缝;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,甚至危及厂房及水工建筑物。下面简单介绍几起天桥水电厂机组振动引起的事故,以便从中了解机组振动的起因。 ａ)20世纪80年代初,天桥水电站多次发生因振动摆度过大而引起的设备损坏事故。1980年8月3号机由于上导轴承摆度大导致4个上导瓦背垫块断裂;1982年10月3号机发生发电机扫膛严重事故,上导瓦架与上机架固定螺栓8只中的5只被剪断,1只定位销剪断、瓦架变形。上机架振幅达022ｍｍ,水导轴承处振幅达020ｍｍ。水轮机轴与发电机大轴法兰联接处摆度为074ｍｍ,后经测量分析为机组轴承中心不正,发电机转子外圆度超标,空气间隙不匀等原因所致。

水轮发电机振动原因分析及处理

水轮发电机振动原因分析及处理 响洪甸水电站装有4台HL-211-LJ-200水轮发电机，每台机的容量为10 MW，于1958—1961年分批投入生产。 3号水轮发电机组于1960年7月投产，1987年底进行定、转子绝缘的更新改造，更换了定子铁芯，并对定位筋位置进行了修正。 1 振动概况 1991-05-16，运行人员发现3号机下导机架靠4号机方向的一条腿松动。检查后，用现场加焊补强的方法作了暂时处理。在经历了前所未有的高水头运行后，运行及检修人员发现该机振动加剧，再次检查发现，下机架的4条腿与基础之间均存在相互蠕动现象。 1991-10-25，用不同手段在不同工况下对3号机振动情况进行了测量。测量结果表明，3号机的水平振动和垂直振动在大部分工况下都已达到甚至超过规程规定的允许范围(水平0.07 mm，垂直0.03 mm)，特别是转轮压水调相工况时，水平振动达到0.085 mm，垂直振动达0.065 mm。 1991-11-05，对电机气隙进行了测量。通过对28个磁极气隙测量，发现靠下游侧至2号机侧的半圆气隙普遍偏大，一般在12 mm左右，而另半圆的气隙则在8 mm左右，这个趋势和励磁机的气隙变化基本一致，说明3号发电机的某一部分由于某种原因发生了位移，位移幅度可能在2 mm左右。 2 振动原因分析 1992年9月下旬，对3号机组进行了较全面的振动和摆度测试，并做了频谱分析，得到了幅值和频率等实测数据。通过研究分析，得出机组振动的原因如下。 (1) 从上机架的垂直振动测量分析出机组在各种测试工况下都存在着明显的8倍转频的振动。这表明镜板与推力头之间的环氧玻璃垫板有气蚀磨损、镜板与推力头结合面有不平缺陷。由于镜板与推力头的连接螺栓是8个，故使镜板在运转中呈现8个波浪式变形。由于推力瓦块数是8块，因此镜板旋转时会受到8倍转频的轴向振动力，并且镜板联接螺栓与推力瓦块数相等，使得每块瓦对镜板产生的轴向振动力是同步的，从而加剧了振动力。久而久之，造成垫板严重气蚀磨损，并使联接螺栓产生疲劳，严重时发生断裂。 镜板与推力头结合面的不平缺陷，加剧了垫板的气蚀磨损，垫板的磨损使机组的振动变大，这是3号机振动增大的主要原因(在机组大修时检查证明了垫板确实严重气蚀)。 (2) 水导摆度在各种工况下都较大，达到0.45～0.51 mm，超出了允许值，表明橡胶水导瓦间隙变大，需更换或调整。 (3) 上导摆度在2.5 MW负荷工况下达到0.48 mm，超出了允许值；在7.5 MW 大负荷工况下仅为0.14 mm。 (4) 变速试验中，上机架径向振动的转频幅值几乎相同，小于0.04 mm，表明转子机械平衡性能良好，无需再做平衡试验。

灯泡贯流式水轮机

第一章灯泡贯流式水轮机的结构 灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的主要类型之一。1919年初，美国工程师哈尔扎(Harza)首先提出其设计理念。经过瑞士爱舍维斯公司(Escher Wyss)公司近20年的研究，于1936年研制成功，并开始生产。该水轮机应用水头一般在25m以下，主要应用于潮汐电站，近年来逐渐应用到江河上的低水头电站。贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式。它与中、高水头水电站和低水头立轴的轴流式水电站相比，具有如下显著的特点。 1．效率高、结构简单、施工方便 贯流式水轮发电机组从进水到出水方向基本上轴向贯通，不拐弯，流道尺寸大而短，过流通道的水力损失少，效率高，结构简单，施工方便。 2．尺寸小 贯流式水轮机有较大的比转速，所以在水头和功率相同的条件下，贯流式水轮机的直径要比转桨式水轮机的小10％左右。 3．土建投资少 贯流式水电站的机组结构紧凑，与同一容量的轴流转桨式机组相比，其尺寸较小，可布置在坝体内，取消了复杂的引水系统，可以减少厂房的建筑面积，减少电站的开挖量和混凝土用量。根据有关资料分析，土建费用可以节省20％～30％。 4．运行方式多 贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。由于进出水流道没有急转弯，使水轮机发电和抽水均能获得较好的水力性能。它可应用于潮汐电站，具有双向发电、双向抽水和双向泄排水等6种功能。因此，很适合综合开发利用低水头水力资源。 5．见效快 贯流式水电站一般比轴流式水电站建设周期短、投资小、收效快、淹没移民少；电站靠近城镇，有利于发挥地方兴建电站的积极性。 第一节贯流式水轮机的分类及简介 贯流式水轮机组按总体布置方式的不同可分为以下几种： (1)全贯流式。 (2)灯泡贯流式。 (3)竖井贯流式。 (4)轴伸贯流式。 第1页 (5)虹吸贯流式。 按运行工况不同可分为以下3种： (1)单向贯流式。 (2)双向贯流式。 (3)可逆贯流式。 一般习惯按总体布置方式的不同来分类，而很少按运行工况分类，所以本节按总体布置方式的不同分类，介绍贯流式机组的类型。 一、全贯流式水轮机 全贯流式水轮机的流道平直，水流可沿轴向一直流过导叶、转轮叶片和尾水管，故称为全贯流式水轮机，也称为直线流动的水轮机——管型水轮机。由于全贯流式发电机转子布置在水轮机转轮的外缘，故称为轮缘贯流式水轮机，如图1—1所示。

风机振动原因分析

1 轴承座振动 1.1 转子质量不平衡引起的振动在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀；叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈) ；机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰；主轴局部高温使轴弯曲；叶轮检修后未找平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形；叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征：①振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处；②振幅随转数升高而增大；③振动频率与转速频率相等；④振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感；⑤空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%～50% 工作转速。 1.2 动静部分之间碰摩引起的振动如集流器出口与叶轮进口碰摩、叶轮与机壳碰摩、主轴与密封装臵之间碰摩。其振动特征：振动不稳定；振动是自激振动与转速无关；摩擦严重时会发生反向涡动； 1.3 滚动轴承异常引起的振动 1.3.1 轴承装配不良的振动如果轴颈或轴肩台加工不良，轴颈弯曲，轴承安装倾斜，轴承内圈装配后造成与轴心线不重合，使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用，滚动轴承的固定圆螺母松动造成局部振动。其振动特征为：振动值以轴向为最大；振动频率与旋转频率相等。 1.3.2 滚动轴承表面损坏的振动滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等，会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后，滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座，把加速度传感器放在轴承座上，即可监测到高频冲击振动信号。这种振动稳定性很差，与负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，振动的精密诊断要借助频谱分析，运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位臵和损坏程度，抓住振动监测就可以判断出绝大多数故障，再辅以声音、温度、磨耗金属的监测，以及定期测定轴承间隙，就可在早期预查出滚动轴承的一切缺陷。 1.4 轴承座基础刚度不够引起的振动 基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征：①有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大，且以径向分量最大；②振动频率为转速的1、3、5、7等奇数倍频率组合，其中3倍的分量值最高为其频域特征。 1.5 联轴器异常引起的振动 联轴器安装不正，风机和电机轴不同心，风机与电机轴在找正时，未考虑运行时轴向位移的补偿量，这些都会引起风机、电机振动。其振动特征为：①振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时轻，满载时大，振动稳定性较好；②轴心偏差越大，振动越大；③电机单独运行，振动消失；

转机振动原因分析

GB振动标准： 1、额定转速750r/min以下的转机，轴承振动值不超过0.12mm 2、额定转速1000r/min的转机，轴承振动值不超过0.10mm 3、额定转速1500r/min的转机，轴承振动值不超过0.085mm 4、额定转速3000r/min的转机，轴承振动值不超过0.05mm。转机振动原因分析： 转机振动原因通常有四种：不平衡、共振、不对中和机械故障。1.转子不平衡 它是最常见的振动原因，如转子制造不良、转子叶片上异物的堆积、电机转子平衡不良等。不平衡造成较大振动的另一原因是设备底座刚度较差或发生共振。键和键槽也是导致不平衡振动的另一原因。 转轴热弯曲是引起转子不平衡的另一种现象。一般热弯曲引起的不平衡振动随负荷变化而略有变化。但如果设备基础与其转动发生共振，则极有可能发生剧烈振动。因此，预防的关键，一是转轴的材质必须满足要求；二是转机机座必须坚实可靠。 2.共振 系统中的共振频率取决于其自由度数量；共振频率则由质量、刚度和衰减系数决定。转机支承共振频率应远离任何激振频率。对于新装置，可向制造厂咨询所需地基刚度以达到此目的。对于共振频率与转速相同的现有装置有两种选择—最大限度地减少激振力或改变共振频率。后者可通过增加系统刚度和质量来实现。处理共振问题时，最好改变共振频率。

共振也可能是由于转子与定子系统组件不对中或机械和电气故障而引起。 转速下谐波的共振频率也易造成故障。它们也可能由于不对中或机械和电气故障而诱发。然而与相同频率下的问题相比，这些共振造成的问题并不常见。 3.不对中 它可能在转速和两倍转速下造成径向和轴向的激振力。但是绝不能因为没有上述现象中的一种或两种而断定不存在对中问题。同时应考虑机组的热膨胀，一副联轴节之间要留有1.5-3mm间隙。 4.机械故障 质量低劣的联轴器、轴承和润滑不良以及支座不坚固，都是产生不同频率和幅值激振力的原因。 (1)质量低劣的联轴器主要表现在铸造质量差、连接螺孔偏斜、毛刺，橡皮垫圈很快损坏，使联轴器由软连接变为硬连接，产生振动、磨损。 (2)径向轴承的更换，一般是简单更换。为了避振换新轴承时，应对轴承外环作接触涂色检查，必要时处理轴承座。 (3)轴向波动是造成转机，包括联轴器、轴承在内的另一振动问题的起因。一般转机的轴向推力靠止推轴承约束。但是，如果轴向对中不良，且转子轴向发生磨蹭，则可能会产生剧烈的轴向振动。 (4)支座软弱即四个支脚不在同一平面上。转机用螺栓紧固在这四点时，如果各轴承不对中，必然造成剧烈振动。因此转机安装时，

水轮机发电机振动的原因与处理对策探究

水轮机发电机振动的原因与处理对策探究 发表时间：2018-10-17T09:25:53.530Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：孙安伟1 陈书敏2 [导读] 摘要：随着我国水电建设事业不断的突破和发展，对于水轮机发电机组的需求不断增大。 重庆水轮机厂有限责任公司重庆 402260 摘要：随着我国水电建设事业不断的突破和发展，对于水轮机发电机组的需求不断增大。但是在这个过程中虽然说使用设备的数量较以前有很大程度的增加，可是设备的质量却依旧原地踏步甚至还有退步的趋势。所以为了避免这种情况的出现，保证水轮发电机的正常使用，本文深入讨论了水轮机发电机出现振动的原因与相应的解决对策，意在提高机械设备的使用效率及使用寿命，以期借鉴。 关键词：水轮发电机；振动原因；相应对策 1引言 水轮机发电机出现振动的原因，一般是由不规范的安装操作流程或者设备本身存在设计缺陷造成的，所以在进行探究时就要以这两个方面为抓手进行深入的探究。 2水轮机发电机出现振动原因的探究 2.1水力振动 由于水轮发电机在运行的过程会与水之间产生一定的干扰力，这种干扰力主要是由以下几种原因造成的： （1）由于脱流引起的干扰力。机组在紧急停机时，会引起相应的活动导叶进行快速的关闭，这个时候水轮机的尾部水管就会积蓄大量的液体压力，而在这时再把水管之中的压力再次进行降低，直至比水在饱和真空气压还低的状态时，这时尾部水管中的水就会产生大量气泡，水产生了分离现象。而在水进行重新结合的过程中还会产生相应力的作用，这就使设备产生振动的现象。 （2）水力不平衡引起的干扰力。在尾水管的中间部分会形成旋转流水，这时在出水口的部分就非常容易形成空穴，空穴在高压区被压破并产生冲击压力，这时就会使设备产生振动，如果设备长时间处于这种状态还会逐渐的破坏金属表面的保护层，缩短设备的使用年限。 2.2电磁振动 电磁振动，顾名思义就是由设备内部所产生的电磁力引起的震动，这种引起设备振动的原因容易让相关管理人员忽视。造成这种现象的原因一般是没有对设备内部的构件进行合理的安装，在一些构件的尺寸上没有科学的进行选用，比如说转子的尺寸选用如果存在问题，那么就有可能引起设备产生电磁振动。 2.3机械振动 由于在水轮机发电机在运行过程中各个部分会引起不同程度的摩擦力，所以这就引起了设备的机械振动。具体来说有以下几点原因：（1）设备中的转子在运转的过程中出现问题。一般来说可以归根到转子的质量问题，由于转子在生产时存在一定的缺陷，导致转子的质量分配不均匀，那么转子在转动中就可能倾斜，这就会使水轮机发电机受力不均，最终导致比较强的设备振动。 （2）设备轴线位置存在误差。如果设备在运行时轴线位置不准确，那么就会使转轮产生较大的离心力，这就会使轴承在运行的过程中产生较大的晃动，最终会导致设备的大幅度振动。 （3）导轴承存在质量上的问题。导轴承的质量问题一般有松动、强度不足等，如果设备在运行的过程中存在这些情况，设备虽有可能正常的运行，可是在运行的过程中也会出现一定的振动。另外轴承之间存在的缝隙不符合相应标准，或者没有定期的对其进行更新与维护，也会造成水轮机发电机出现振动的情况。 3解决水轮机发电机振动的相应措施 通过以上的分析我们可以深刻的了解到造成水轮机发电机振动的原因涉及到多个方面，所以在解决这些问题也要对其进行系统的分类进行处理，进而才能有效的避免水轮机发电机出现振动的情况，进而延长设备的使用寿命，提高经济效益。 3.1由于水力引起振动的解决办法 由于水力引起振动的原因主要有两种，所以在解决时也要进行分类。比如说为了避免脱流现象的发生，就要避免导叶快速的关闭这种情况的发生，相关的操作人员就可以安装相应的“分管”构件，在关闭油路时采取分段关闭的措施，这时导叶的转速降低就具备了一定的缓冲条件，有效的降低了水在分离和结合时的能量释放，进而减轻了设备振动的现象。另外为了解决气蚀情况的发生，延长设备的使用寿命，相关的管理人员要在采购设备时，要向商家了解到设备的气蚀振动区域，进而在寻求相应的办法进行解决。最后还要定期的对水中的杂物进行清理，设置好栏污栅，避免在水轮机发电机运行时一些杂物卷入设备内部。 3.2由于电磁引起振动的解决办法 结合实际工作来看，工作人员在发现设备振动之后会习惯性的从机械振动及水力振动来两个个方面去寻去相应的解决办法，而忽视了对于电磁引起设备振动的原因，所以在对设备进行维修时就会多走很多弯路，浪费了很多时间。所以说为了避免这种情况的发生，管理人员要通过使用恰当的方法对其进行解决，比如说利用图像的方法就可以取得良好的效果。具体来说，管理人员要对设备在不同的情况下做开机实验，进而检测造成设备电磁振动的原因，把在不同情况运行所得到的综合特性曲线利用相应的技术手段输入到调速器之中，然后再进行开机实验。总的来说，利用这种方式对设备的电磁振动进行检验（在相应的技术要求之下，允许水轮机发电机运行时存在一定的电磁振动），能够比较及时准确地找到影响因素并进行解决。 3.3由于机械引起振动的解决办法 由于机械引起的振动一般都是因为转子质量不合格所以起的，所以这时相关的管理人员就要重点对转子进行检查，具体来说可以通过检查转子的平衡力来实现，如果转子在质量上存在问题那么就要及时的进行更换，在更换的过程中要特别注意保证转子的中心与轴线之间要处于重合状态，这时水轮机发电机在运转的过程中就不会因为轴承产生较大晃动而产生振动。另外管理人员也要特别注意由导轴承所引起的问题，要定期的对其进行检查，进而保证导轴承能正常的发挥功能。 4结语 总而言之，为了避免水轮机发电机出现振动的情况，就必须要对水力振动、电磁振动、机械振动等多个方面进行严格的掌握与控制，所以这就要求管理人员在工作中要不断的积累解决问题的方法与经验，进而不断的提高自身能力。

灯泡贯流式机组水轮机导水机构装配

灯泡贯流式机组水轮机导水机构装配 摘要在大型灯泡贯流式机组的安装中，导水机构的装配为机组装配的重要部分。本文介绍了导水机构中外配水环与导叶的装配、控制环装配、导叶与内配水环的装配、导叶间隙的测量等重要安装过程，并提出了安装过程的要点，可供安装人员参考。 关键词导水机构；内、外配水环；导叶；控制环 0引言 贯流式机组用于极低水头的反击型水轮机。其转轮成螺旋浆形，有3-6轮叶，一般成卧式布置，机组轴线成水平线或倾斜的直线。灯泡贯流式水轮机直接通过大轴与发电机连接，发电机全泡在封闭的灯泡体内，灯泡体则设置于流道中，这种发电机适用于普通的河床式水电站。 笔者先后参加安装过多台进口及我国自行研制的大型灯泡贯流式机组。灯泡贯流式机组因其结构复杂，装配精度高等特点，决定了每一步的装配技术含量要求都很高。灯泡贯流式水轮机转轮所需的全部环量均由导水机构形成，因此导水机构对贯流机组而言尤为重要。 下面介绍本人对XX电厂灯泡贯流式机组（单机容量20MW，转轮直径6.4M）水轮机导水机构（见图1）的装配过程。 1外配水环与导叶的装配（装配示意图见图2） 外配水环内表面为过流面，球面上均布16只导叶轴孔，轴孔中心线与工作回转轴线成600夹角，工件最大外径为Φ9500mm，最小内径为Φ6443.5mm，工件高为2180mm，重量为46.23t。导叶上、下端面为球面，凸球面端有一长350mm，直径为Φ250mm和Φ200mm的台阶轴颈，凹球面端在瓣体中心处有一Φ145mm 轴孔，瓣体进出水边密封面为三维空间平面。瓣体长度为2204.5mm，工件重量为2.8t。 外配水环由于尺寸较大，为方便运输，加工成4件，到工地厂房后，再进行组装。装配时，用刀口尺检查各加工面是否达到图纸的要求。合格便可对外配水环进行组装，先把它们放在一平台上就好位，把各组合件用螺栓戴住，并检查各联接口和法兰面是否平齐，接着把法兰组合螺栓拧紧，同时打紧销钉。螺栓拧紧后，用0.05mm塞尺检查各组合面是否紧贴，同时用刀口尺检查各组合件法兰面各连接口之间是否有台阶，如果有，则进行修磨，直至平整。装配好外配水环后，接下来便可装配导叶。 将组合好的外配水环垫在8个高为680mm的铁垫座上。在导叶瓣体上装一5t的手拉葫芦，用天车吊起导叶，并调整导叶使其轴线与水平面大概成300角，

炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明

炳灵水电站灯泡贯流式水轮机设计说明

毕业设计（论文） 题目炳灵水电站 的设计 专业热能与动力工程班级 学生 指导教师 2011 年 5

炳灵水电站的设计 摘要 炳灵水电站是黄河龙羊峡至青铜峡段水电开发规划中的第13个梯级水电站。电站总装机容量24万千瓦，共安装5台4.8万千瓦灯泡贯流式水轮发电机组，年均发电量9.74亿千瓦时。 本次毕业设计通过查阅贯流式水轮机相关资料，首先对炳灵水电站转轮型号为GZHK-1RT-WP-620的贯流式水轮机进行设计，包括水轮机总体结构的设计，并对其中的主要零件进行设计优化。绘制出了总装配图，导水机构装配图，主轴零件图，操作油管装配图和导叶臂零件图。其次进行了电气一次部分的设计，设计选择了电气主接线形式，进行短路电流计算和电气主设备选择，绘制出电气主接线图。 本设计相关知识涉及水轮机结构、水电厂电气部分，机械制图以及贯流式水轮发电机组等部分，此外，还包括其相关的设计思路及方法。在本次设计中还大量使用了auto CAD 软件进行绘图。 关键词：贯流式水轮机结构设计电气一次设计 The Design of Bingling Hydraulic 5

Power Station ABSTRACT Bingling Hydropower is the 13 cascade hydropower stations of Longyangxia to Qingtongxia section of Yellow River Hydropower Development planning .In The total installed capacity of 240,000 kilowatts power plant, the installation of five 48,000 kilowatts bulb turbine group, with an annual generating capacity of 974 million kw·h. Firstly, we design the tubular turbine GZHK-1RT-WP-620 of Bingling Hydropower through access to relevant information, including the overall structure of the turbine design, and one of the main parts design optimization. Drawn out of the general 5

振动大实例与原因分析

1倍频振动大除了动平衡还应检查什么？ 750KW异步电机，3000V工频，2极，轴长2M6，轴瓦档轴颈80mm，端盖式滑动轴承，中心高500mm。 检修后空载试车，垂直4.6mm/s，水平6.5mm/s，轴向1.2mm/s，振动较大，振感很强。振动频谱1倍频4-5mm/s，2倍频1-2mm/s，断电后1倍频2倍频值一点点降下来的。 据维修技师反应3年前空载试车也是振动大到现场连上机械接手在转就好了，于是到现场安装试车，结果振动还是大。 重新拆回车间，转子在动平衡机上做了动平衡，装配时轴瓦间隙也重新复测了。再试车振动比原来还大了点，频谱和原来一样。 我问了维修人员，动平衡配重2面都加了，轴瓦间隙都在标准里面。 请问做动平衡时是在1300-1500左右做的，有无可能在3000转时平衡改变了？ 除了动平衡还要检查其他什么？ 可能是共振问题，这个规格的电机转子固有频率接近5ohz，本案例中应大于50hz 动平衡后单机试转仍大，是由于加重后固有频率下降更接近转频，所以振动有升无减 请注意：动平衡的速度不是工频，平衡本身可能是合格的 联合运行振动值更大，是由于连接上了被驱动设备，形成转子副，电机转子带载后固 有频率下降较多，更接近工频。所以振动愈发的大 其实就一句话：组合转子的固有频率小于原来单体的，好像这么说的，原话不记得了 据统计，有19％的设备振动来自动不平衡即一倍频，而产生动不平衡有很多原因。现场测量的许多频谱结果也多与机器的一倍频有关系，下面仅就一倍频振动增大的原因进行分析。 一、单一一倍频信号 转子不平衡振动的时域波形为正弦波，频率为转子工作频率，径向振动大。频谱图中基频有稳定的高峰，谐波能量集中于基频，其他倍频振幅较小。当振动频率小于固有频率时，基频振幅随转速增大而增大；当振动频率大于固有频率时，转速增加振幅趋于一个较小的稳定值；当振动频率接近固有频率时机器发生共振，振幅具有最大峰值。由于通常轴承水平方向的刚度小，振动幅值较大，使轴心轨迹成为椭圆形。振动强烈程度对工作转速的变化很敏感。 1．力不平衡 频谱特征为振动波形接近正弦波，轴心轨迹近似圆形；振动以径向为主，一般水平方向幅值大于垂直方向；振幅与转速平方成正比，振动频率为一倍频；相位稳定，两个轴承处相位接近，同一轴承水平方向和垂直方向的相位差接近90度。 2．偶不平衡 频谱特征为振动波形接近正弦波，轴心轨迹近似圆形；在两个轴承处均产生较大的振动，不平衡严重时，还会产生较大的轴向振动；振幅与转速平方成正比，振动频率以一倍频为主，有时也会有二、三倍频成分；振动相位稳定，两个轴承处相位相差180度。 3．动不平衡 频谱特征为振动波形接近正弦波，轴心轨迹近似圆形；振动以径向为主，振幅与转速平方成正比，频率以一倍频为主；振动相位稳定，两个轴承处相位接近。

水轮发电机组的异常运行

水轮发电机组的异常运行

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

第十章水轮发电机组的异常运行 第一节水轮机的常见故障与事故处理 水轮机运行中难免会发生各种各样的异常情况,同一异常现 象可能有不同 的产生原因,因此,在分析故障现象时,要根据仪表指 示,机组运转声响,振动,温度 等现象,结合事故预兆,常规处理经验进行分析判断, 必要时采用拆卸部件解体检 查等方法和手段,从根本上消除设备故障. 一水轮机出率下降 水轮机导叶开度不变的情况下,机组出率下降 明显,造成水轮机出率下降 的常见原因有; (1)上游水位下降,渠道来水量急剧减少. (2)前池进水口栏污栅杂草严重阻塞. (3)电站尾水位抬高. (4)水轮机导叶剪断销断裂,个别导叶处于自由开度状态. (5)水轮机导水机构有杂物被卡住,冲击式机组的喷嘴堵塞. (6)冲击式机组折向器阻挡水流. 针对上述原因进行相应的检查处理 (1)若水库水位下降,有效水头减小,则水轮机效率降低,机组出力下降. 水库水位过低,应停止发电运行,积蓄水量,抬高水位 后再发电.渠道来水量急剧 减少,或上游电站已经停机,渠道发生事故断流,应停 机后检查处理. (2)要及时清理栏污栅杂草,防止杂草阻塞以致影响水轮机出力. (3)检查尾水渠道有否被堵塞,是否强降雨造成河道水位抬高. (4)详细检查水轮机导叶拐臂的转动角度是否一致,发现个别导叶角度 不一致时停机处理. (5)检查水轮机内部噪声情况,做全开,全关动作,排除杂物.必要时拆卸 水轮机尾水管或打开进人孔进入蜗壳,取出杂物. (6)检查冲击式机组折向器位置,如其阻挡水流,须调整折向器角度. 水轮机出力下降,往往会出现异常声响和振动,蜗壳压力表指 示下降或大 幅度波动等现象,要根据情况进行分析和判断处理. 二水轮机振动 水轮机运行过程中振动过大会影响机组正常 运行,轻则机组运行不稳定, 出力波动大,轴承温度高,机组运转噪声大,而其机组 并网困难;重则引起机组固定 部件(地角螺栓)损坏,尾水管金属焊接部件发生裂纹, 轴承温度过高而无法连续运 行.应针对不同情况,查清机组振动原因,采取对应措 施,恢复机组正常运转.水轮机

风机振动原因分析

电站风机振动故障的几种简易诊断 2009-11-18 11:20:44 来源：中国化工仪器网 风机是电站的重要辅机，风机出现故障或事故时，将引起发电机组降低出力或停运，造成发电量损失。而电站风机运行中出现最多、影响最大的就是振动，因此，当振动故障出现时，尤其是在故障预兆期内，迅速作出正确的诊断，具有重要的意义。简易诊断是根据设备的振动或其他状态信息，不用昂贵的仪器，通常运用普通的测振仪，自制的听针，通过听、看、摸、闻等方式，判断一般风机振动故障的原因。文中所述振动基于电厂离心式送风机、引风 机和排粉机。1 轴承座振动 1.1 转子质量不平衡引起的振动 在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀；叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈)；机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰；主轴局部高温使轴弯曲；叶轮检修后未找平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形；叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征：①振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处；②振幅随转数升高而增大；③振动频率与转速频率相等；④振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感；⑤空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%～50%工作转速。 1.2 动静部分之间碰摩引起的振动 如集流器出口与叶轮进口碰摩、叶轮与机壳碰摩、主轴与密封装置之间碰摩。其振动特征：振动不稳定；振动是自激振动与转速无关；摩擦严重时会发生反向涡动； 1.3 滚动轴承异常引起的振动 1.3.1 轴承装配不良的振动 如果轴颈或轴肩台加工不良，轴颈弯曲，轴承安装倾斜，轴承内圈装配后造成与轴心线不重合，使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用，滚动轴承的固定圆螺母松动造成 局部振动。其振动特征为：振动值以轴向为最大；振动频率与旋转频率相等。 1.3.2 滚动轴承表面损坏的振动 滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等，会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后，滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座，把加速度传感器放在轴承座上，即可监测到高频冲击振动信号。这种振动稳定性很差，与负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，振动的精密诊断要借助频谱分析，运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位置和损坏程度，在此不加阐述。表1列出滚动轴承异常现象的检测，可以看出各种缺陷所对应的异常现象中，振动是最普遍的现象，抓住振动监测就可以判断出绝大多数故障，再辅以声音、温度、磨耗金属的监测，以及定期测定轴承间隙，就可在早期预查出滚动轴承的一切缺陷。 1.4 轴承座基础刚度不够引起的振动 基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征：①有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大，且以径向分量最大；②振动频率为转速的1、3、5、7等奇数倍频率组合，其中3倍的分量值最高为其频域特征。 1.5 联轴器异常引起的振动 联轴器安装不正，风机和电机轴不同心，风机与电机轴在找正时，未考虑运行时轴向位移的补偿量，这些都会引起风机、电机振动。其振动特征为：①振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时轻，满载时大，振动稳定性较好；②轴心偏差越大，振动越大；③电机