水轮发电机组振动原因分析
简析水轮发电机组的振动原因及改进措施
简析水轮发电机组的振动原因及改进措施摘要:水轮发电机在长期运行过程中,会产生振动。
引起发电机组振动的原因可以从机械、水力和电力三方面考虑,针对这些原因,从发电机水机保护、励磁系统、发电机组导轴承方面进行改进。
关键词:水轮发电机;振动原因;改进随着现代技术的迅速发展,水轮发电机的比转速和单机容量越来越大,其结构更加复杂,机组稳定性问题日益突出。
一批像三峡工程等大、中型机组投入运行,其稳定性能尤为重要。
稳定性能成为衡量大、中型发电机组的重要性能指标。
1. 水轮发电机组的振动原因振动是旋转机械运行过程中的固有属性。
振动不仅影响机械的性能和寿命,还会引起机械故障和损坏会,造成重大经济损失。
水电机组的振动直接影响机组的安全运行、负荷的合理分配及供电的质量,如果不加以控制,还会造成严重的事故。
例如,西南某大型电厂的一台机组因导叶销破坏引起转轮周期性激振,导致转轮两块叶片振落,其它严重开裂叶片更换新转轮,直接经济损失一千万元;葛洲坝电厂某号机投产后出现明显振动,导致厂房震颇,严重地危及运行人员的身心健康。
可见,机组的振动值是一个重要的质量指标,既可以根据机组起动过程的振动来评价机组的安装质量,也可以根据机组振动状态确定机组的检修计划。
水轮发电机组的振动问题与一般动力机械的振动有所不同。
水电机组的振动除需考虑机组本身的转动或固定部分的振动外,尚需考虑作用于发电机部分的电磁力及水轮机过流部分的流体动压力对系统及其部件振动的影响。
在机组运转的情况下,流体一机械一电磁三部分是相互影响的。
因此,严格地说,水轮发电机组的振动是电气、机械、流休耦合振动。
完全按照这三者的耦合关系来研究系统的振动是非常复杂的,目前还难以建立起可以进行分析计算的数学模型,也不易在试验中同时考虑上述三种因素的互相影响。
为此,根据水电站所积累的典型经验,可将引起机组振动的原因划分为机械、水力、电气三方面。
1.1 机械因素由于制造、安装等因素引起的机械不平衡力主要有:(1)主轴弯曲或有挠度;(2)发电机转子与水轮机转轮动、静不平衡;(3)导轴承间隙调整不当;(4)推力轴承调整不良;(5)机组中心不正;(6)转动部分和固定部分不同心,产生摩擦或碰撞;(7)支持系统刚度不够。
水轮发电机组运行中的振动分析
水轮发电机组运行中的振动分析摘要:目前我国大部分水电站普遍存在的问题便是水轮发电机组的振动问题,并且已知的导致水轮发电机组振动程度的影响因素有很多,例如设计、制造、安装、检修、运行等。
每一个水电站针对这种振动程度都有自己的允许范围值,当水轮机组振动值超过允许范围的最大值时,这种振动便很有很能影响到机组的使用寿命,严重的还可能导致机组运行时发生故障导致工程事故,所以当出现这种振动时水电站工作人员需要及时处理,避免情况更加严重。
因为影响水轮发电机组振动的因素很多,但从振动的原因上分析,一般有机械、水力以及电磁等方面原因。
本文结合了水轮发电机组的原因以及振动的处理办法进行了简析,希望可以给相关部门提供些有价值的参考。
关键词:水轮发电机组;运行;振动分析水轮发电机组的振动和其他的机械振动时有很多不同之处的,而他们的相同之处都在于利用机械自身的转动或者传动产生的振动。
并且在水轮发电机组运行过程中产生的振动还需要考虑水流在经过发电机时,水本身的重量对发电机压力的占比,以及这种占比对发电机各个组件的影响。
1 水轮发电机的工作过程中出现振动简析想要了解和知道是什么原因导致的发电机的振动,就必须都发电机的工作机理有所了解。
水轮发电机的发电过程主要是依靠水力、机械以及电磁三大部分的相互作用进而产生电力的。
例如当水流的作用下机组发生振动这时发电机机组的转子和定子之间就会出现较大的缝隙,当这种缝隙过大时则会导致整个发电机机组的不稳定,这时发电机的磁场以及水流流畅都会受到影响,进而导致发电机组在工作过程中出现一些列问题,所以说水流流体、电磁和机械是导致发电机组振动的重要原因。
2 水轮发电机振动的原因分析2.1 机械振动所谓水轮发电机的机械振动指的就是在发电机工作过程中由于发电机本身的惯性力、摩擦力以及其他外界作用了的影响下,导致发电机的振动叫做机械振动,目前比较常见的引起机械振动的原因有三点,转子质量不平衡、机组轴线不正以及导轴承老化破损等。
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。
水轮发电机组振动分析
( 中国 电力 投资 集 团公 司格 尔木太 阳 能发 电分公 司 ,青海 西 宁
摘
8 1 0 0 1 6 )
要 :减 少水轮发 电机组振动对提 高机组 安全稳定 运行 、延 长机 组使 用寿命 具有 重要 的作 用。本文对 水轮发
电 机 组 产 生 的 各 种 振 动 的 危 害及 原 因进 行 了分析 ,并针 对 各种 振 动 的 原 因提 出 了具 体 解 决 措 施 。
Abs t r ac t : Th e r e d uc t i o n o f hy dr o — g e n e r a t i ng un i t v i b r a t i o n h a s i mp o r t a n t r o l e t o i mp r o v e s a f e a n d s t a bl e o p e r a t i o n o f t h e u ni t a nd pr ol o n g t he s e r v i c e l i f e o f t h e un i t . Th e ha r m a n d ca u s e o f wa t e r p o we r,me c h a n i c a l s a nd e l e c t r o ma g ne t i s m o n t h e v i br a t i o n o f hy d r o — g e n e r a t i n g un i t a r e f u r t h e r a n a l y z e d. Co nc r e t e s o l ut i o ns a r e p r o p o s e d a i mi n g a t a v a r i e t y o f r e a s o n s t o c a u s e v i b r a t i o n .
水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施
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
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。
水轮发电机组的振动原因
水轮发电机组的振动原因
1.静平衡问题:在水轮发电机组运行时,水轮及配重的质量分布不均
匀或者水轮不平衡,会导致转子在高速旋转时产生离心力,进而引起振动。
2.动平衡问题:动平衡是指水轮转子系统在运转时的动态平衡状态,
即转子在高速旋转时受到离心力的作用,导致转子产生起伏振动。
这通常
是由于转子的构造不均匀或者受到外部冲击等原因引起的。
3.涡轮进水不平衡:水轮是以涡轮原理进行能量转化的机械装置,当
水流进入涡轮时,若水流分布不均匀,会导致水轮不平衡,进而引起振动。
4.轴承问题:水轮发电机组的振动还与轴承磨损和润滑不良等相关。
当轴承磨损或润滑不良时,轴承的摩擦力增加,会导致转子的转动阻力增大,从而引起振动。
5.转子失衡:转子失衡是指转子的质量分布不均匀,导致转子在高速
旋转时无法达到完全平衡的状态。
这通常是由于制造过程中的误差或者腐
蚀磨损等原因引起的。
以上是水轮发电机组振动的几个主要原因,除此之外,还可能存在其
他因素,如水轮叶片的积垢和腐蚀、发电机组机械部件的磨损等。
为了减
少振动对发电机组的影响,需要通过定期检修和保养、科学的设计和制造
以及合理的调试来确保整个发电机组在运行中的平衡和稳定。
同时,还需
要采取相应的振动监测和控制措施,及时发现并解决振动问题,以保证发
电机组的安全运行和提高发电效率。
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分析处理方法的探讨水轮发电机机组振动问题是水电站运行过程中常见的故障之一,它不仅影响了机组的稳定运行,还可能导致设备的损坏甚至事故的发生。
对水轮发电机机组振动问题进行分析和处理显得尤为重要。
本文将从振动问题的原因分析入手,探讨针对不同原因所采取的相应处理方法,以期为相关工程技术人员在水电站振动问题的处理中提供一些参考和借鉴。
一、振动问题的原因分析1.不平衡水轮发电机机组的不平衡是引起振动问题的常见原因之一。
当机组转子的质量分布不均衡时,会导致旋转时的不平衡力,从而引起机组的振动。
而不平衡可能来自于机组本身的制造问题,也可能是在运行过程中由于叶片磨损、机械松动等原因导致的。
2.轴承故障水轮发电机机组的轴承故障也是引起振动问题的常见原因之一。
当轴承损坏或磨损严重时,会导致机组的不稳定运行,产生较大的振动。
3.失衡失衡是指机组旋转零件或叶片的动力重心与几何轴线不在同一条直线上。
失衡主要是由于静、动平衡不足、质量、尺寸和装配不对称等引起的。
4.共振共振是指机组受到外力激励使其振动幅度变得异常大的一种现象。
共振现象可能十分危险,因为它可能导致机组受损或者损坏。
二、振动问题的处理方法1.不平衡针对机组不平衡问题,应当采取动平衡的措施,通过动平衡仪器检测机组的不平衡情况,确定不平衡的位置和大小,然后通过增加或减少相应位置的质量来进行校正。
在机组停机检修期间,还可以对机组进行整体的静平衡和动平衡处理,以保证机组的平衡性。
2.轴承故障针对机组轴承故障问题,首先需要进行轴承的检测和诊断,确定轴承的具体故障原因,然后根据故障原因采取相应的处理措施。
如果是轴承磨损严重,需要及时更换轴承;如果是轴承损坏,需要进行轴承的修复或更换;如果是轴承润滑不良导致的故障,需要对轴承进行润滑维护。
3.失衡对于失衡问题,需要通过精确加工和装配来保证机组零部件的质量和尺寸的准确性,避免因质量、尺寸和装配不对称而引起失衡问题。
水轮发电机组振动原因分析及措施
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。
水轮发电机振摆偏大原因分析及防范措施研究
水轮发电机振摆偏大原因分析及防范措施研究水轮发电机振摆偏大是指水轮发电机在运行过程中出现的振动幅度超过正常范围的现象。
这种振摆偏大不仅会影响发电机的正常运行和发电效率,还可能造成设备损坏和安全事故。
本文将对水轮发电机振摆偏大的原因进行分析,并提出相应的防范措施。
水轮发电机振摆偏大的原因可以归结为以下几个方面。
1. 设备老化和磨损:长时间运行和经年累月的使用会导致水轮发电机内部零部件的磨损,如轴承、齿轮等。
这些磨损会造成发电机的不平衡,从而引起振摆偏大。
2. 不良安装和调试:水轮发电机的安装和调试是确保其正常运行的关键。
如果安装过程中存在不合理的操作或调试不到位,如轴线不平行、轴承间隙不合适等,都有可能导致水轮发电机振摆偏大。
3. 偏心和非对称负荷:当水轮发电机所受负荷不均匀时,例如在运行过程中机组的叶轮存在偏心或负荷分布不均匀等情况,都会引起振摆偏大。
4. 水力条件异常:水轮发电机是通过水力驱动的,如果水轮发电机进水口的流量、水压等水力条件异常,如水流过大或水质含有固体颗粒等,会引起水轮发电机运行不稳定,从而导致振摆偏大。
针对水轮发电机振摆偏大的原因,我们可以采取一些防范措施来避免或减少振摆偏大的问题。
1. 定期检查和维护:根据设备使用寿命和运行情况,定期检查和维护水轮发电机的零部件,及时更换磨损严重的部件,确保设备处于良好状态,减少振摆偏大的发生。
3. 平衡叶轮和负荷:对于已安装的水轮发电机,我们可以采用动态平衡技术对叶轮进行平衡调整,减少其偏心程度。
对于负荷分布不均匀的问题,可以进行相应的调整,保证水轮发电机受力均匀。
4. 监测水力条件:定期监测水轮发电机进水口的流量、水压等水力条件,确保其正常工作。
如果发现异常情况,应及时采取相应的措施来纠正,防止振摆偏大的发生。
水轮发电机振摆偏大的原因主要包括设备老化和磨损、不良安装和调试、偏心和非对称负荷以及水力条件异常等。
我们可以通过定期检查和维护、合理安装和调试、平衡叶轮和负荷以及监测水力条件等防范措施来避免或减少振摆偏大的问题的发生,确保水轮发电机的正常运行和发电效果。
水轮发电机组异常振动原因分析及处理
水轮发电机组异常振动原因分析及处理摘要:轮发电机组运行中的各部位振动和摆度是机组运行健康状况的最直接反映,良好的振动和摆度对机组长期的安全稳定运行具有重要意义,将其幅值限制在规程规范要求的限值之内,是确保机组能长期安全、稳定运行的基本要求。
大修机组和新装机组在启动调试过程中,时常会遇到机组的振动和摆度超标异常情况,虽然水轮发电机组振动和摆度异常的原因主要归结有机械因素、电磁因素和水力因素三个方面,但这三个方面又都包含很多不同的具体原因,不同方面的具体原因的故障现象有些还是相似的,在实际中,往往还存在多个不同因素共同起作用。
关键词:水轮发电机组;异常震动;处理措施引言要找到机组振动和摆度异常的真实原因,往往需要对这些原因进行逐一仔细排查,往往需花费大量人力、物力和时间。
同时,由于现场试验手段及各种条件限制,逐一排查各种振动和摆度异常的原因并不现实,为此,如何尽快缩小排查范围、快速找到机组振动异常的原因就显得尤为重要。
1水轮发电机组异常振动原因(1)机械因素引起机械不平衡的常见原因主要有:转子质量不平衡、水轮机质量不平衡、轴承缺陷、机组轴线不正等。
机械不平衡一般表现为振动频率与转速一致,且和转速平方成正比。
根据表1数据,机组在空转状态下,机组各部位振动和摆度数据优良,各振动和摆度频率也以转速频率为主,其他频率成分很小,长时间空转运行机组各部位瓦温也正常。
因此,由于机械不平衡引起机组振动过大的可能性很小,可暂不考虑是由机械因素引起的机组振动过大。
(2)电磁因素引起电磁不平衡的常见原因主要有:转子绕组短路、空气间隙不均匀、定转子椭圆度超标等。
电磁不平衡一般表现为振动随励磁电流增大而明显增大。
机组投入励磁,发电机机端电压为25%Ue(Ue为机端额定电压)时,机组的各部振动和摆度都出现较明显的变化。
机组上导摆度呈下降趋势,摆度值由88μm降至54μm,下导摆度和上导摆度则有轻微波动,无规律可循。
从机组各部位振动和摆度频谱分析,上机架水平、上导摆度和定子水平振动仍然以转频为主。
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。
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
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。
水轮发电机组振动原因分析
水轮发电机组振动原因分析
水轮发电机组在运行过程中会产生一定的振动,这些振动会影
响机组的安全运行和寿命。
因此,分析水轮发电机组的振动原因对
于提高机组的运行质量和安全性具有重要意义。
首先,水轮发电机组一般由水轮机、发电机和轴系组成,该系
统的振动可能来自以下几个方面:
1.水轮机叶轮不平衡。
叶轮的设计、制造和安装质量是影响水
轮机振动的主要因素之一,制造不精确或安装不到位都会导致叶轮
的不平衡,从而引起水轮机的振动。
2.水轮机进水管道或出水管道存在泄漏或压力波动。
水轮机进
水或出水管道的泄漏或压力波动会引起整个水轮发电机组的振动,
尤其是在水轮机高速旋转时影响更为明显。
3.水轮机进水口、导叶或叶片损坏。
水轮机进水口、导叶或叶
片的损坏都会对水流的流向和强度造成影响,进而引起水轮机振动。
4.发电机不平衡。
发电机转子的平衡等质量问题容易导致转子
的不平衡,进而引起整个水轮发电机组的振动。
5.轴系安装不当。
轴系的安装质量对于水轮发电机组的振动影
响很大。
如果轴系的对中度、扭矩传递等参数调整不当,会导致轴
系的振动,从而影响水轮发电机组的运行质量。
以上是水轮发电机组常见的振动原因。
解决这些问题需要从前
期的设计和制造环节着手,同时,对于已经投入使用的水轮发电机组,要定期进行检查和维护,确保机组的正常运行和安全性。
1。
水轮发电机组振动过大原因分析及处理
转子质量不平衡的处理
• 机组采用加重动平衡试验,对转子进行配重, 人为的改变转子的不平衡性,以除发电机 转子质量不平衡引起的振动。
• 对转子磁极进行处理,并作电气试验,检 查转子绕组是否存在短路现象。检查机组 空气间隙,如存在问题,回装时,按规程 对中心进行调整,空气间隙符合要求
振动的机械因素
• 振动的机械因素是振动中干扰力来自机械部 分的惯性力、摩擦力及其它力,引起振动的 机械因素主要有:机组轴线不正、导轴承缺 陷、转子质量不平衡等。
• 1、机组轴线不正:机组轴线不正的主要表 现形式是轴线与推力头底平面不垂直和轴线 法兰结合面处曲折。由于轴线倾斜和曲折, 使机组转子的总轴向力不通过推力轴承中心, 就产生偏心力矩。随着转子的旋转,偏心力 矩也同时旋转,使各支柱螺栓的受力是脉动 力,起脉动频率与转速频率相同,从而产生
• 推力轴承各支柱螺栓的轴向振动,转子也 随之产生振摆。所以,轴线不正,也是引 起径向振动的原因之一。检查各处摆度值, 如果其值满足于国家标准,从而可排除该 机组的振动不是由于轴线不正引起的,否 则对其轴线进行了调整。
• 1、转子绕组短路:当一个磁极的磁动势因短 路而减小时,与其相对的磁极的磁动势没有变 化,因而出现一个跟转子一起旋转的不平衡磁 拉力,引起转子振动。
• 2、空气间隙不均匀:当发电机转子不圆,或 机组中心不正时,空气间隙就会不均匀,从而 产生单边的不平衡磁拉力,随着转子的旋转而 引起空气间隙周期性变化,单边不平衡磁拉力 沿着圆周作周期性移动,引起机组振动。
• 机组大修检查时,检查转子磁极松动情况, 磁极与铁芯贴合是否够好,如存在上述问 题,遂对转子磁极进行处理,更换了磁极 键,用环氧板填实磁极与铁芯的间隙,并 打紧磁极键。在磁极处理过程中,极有可 能引起转子质量的不平衡。
水轮发电机组运行中的振动分析
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。
水轮发电机组异常振动原因分析及处理
水轮发电机组异常振动原因分析及处理摘要:水能作为一种可再生的能源被充分开发利用。
水力发电的基本原理是通过利用水位落差,配合水轮发电机组产生电力,也就是将水的位能转为水轮的机械能,再以机械能推动发电机,而得到电力。
机组受制造、施工安装影响,存在一定的效率差异。
水轮发电机组中的机电设备运行过程中会出现不同类型的震动情况,若振动幅值长时间的超过水轮发电机组的工作允许范围,将对机组零部件造成疲劳损坏,从而导致机组维护周期的缩短和整个机组允许效率的下降。
本文对水轮发电机组异常振动原因分析及处理进行分析,仅供参考。
关键词:水轮发电机组;异常振动;处理引言旋转的水轮发电机组在水利工程机电设备运行过程中会出现不同类型的震动情况,若振动幅值长时间的超过水轮发电机组的工作允许范围,将对机组零部件造成疲劳损坏,从而导致机组维护周期的缩短和整个机组允许效率的下降。
如果在运行过程中存在共振现象,则机电设备也会产生损坏或机械故障等问题,甚至可能威胁到人员安全、损坏厂房建筑物。
1水电站水轮发电机组运行分析1.1水轮发电机组的运行方式我国各大水电站的水轮发电机组的运行原理如下:发电机组借助物理学中的复合传递原理以及各个运行机组构成不同的运行模式,常见模式包括并网运行模式、单机运行模式。
另外,还有部分水轮机组会根据调速器的运行情况采用不同的运行模式,如自动模式和手动模式。
1.2水轮发电机组的结构分析水电站的水轮发电机组并非由单个的机器构成,而是由多种机器和零件组成的,其核心功能为实现水电站发电。
水轮发电机组的主要构成如下:①水轮机设备。
②调速系统设备。
③机架和轴承设备(含上机架、下机架、水导、下导、上导、推力轴承)。
④定子。
⑤转子。
其中,定子主要由机座、铁芯及绕组构成,主要功能是支撑绕组,绕组在切割磁力线产生电能后汇流传导作用。
转子是通过电能产生均匀磁场,通过改变转子励磁电能大小,可以改变磁场大小,以此调节发电量。
除此之外,水轮发电机组可根据水电站的实际发电条件,对定子中铁芯冷轧硅钢片的叠成情况进行优化,以此来显著提升发电效率,确保水电站发电系统的结构稳定。
水轮机振动的常见原因及处理方法分析
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。
第七章 水轮发电机组的振动和检修
寸很大、重量很重的,其静平衡无法用试验的方法检 查调整,只能依靠组装的工艺过程来实现。 水轮机转轮的静平衡只能通过试验来检查和实现。尺 寸及重量较大的大中型转轮则只能用立式的试验台进 行静平衡。
配置方程:
水轮发电机组的动平衡
水轮发电机组的动平衡
第二节 水轮发电机组检修概述
第二节 水轮发电机组检修概述
3、状态维修 所谓状态维修,是指按照在线监测和诊断装置所预报
的设备故障状态,来确定机械设备维修工作的时间和 内容。这种方法强调以设备状态为维修依据,该修才 修也必修,使维修制度真正步入了科学发展的轨道, 减少了不必要的大修,降低了维修费用,可取得良好 的经济效果。
第二节 水轮发电机组检修概述
二、定期预防维修的分类和周期
根据检修规程的要求,机组定期检修分为维护检
查、小修、大修和扩大性大修四种,其一般的周 期和占用时间如下表 所示。
第二节 水轮发电机组检修概述
二、定期预防维修的分类和周期
1、维护检查。 维护检查是在运行期间不停机进行的,主要内容
是检查运行情况,测量、记录某些参数,以及必 要的清洗、切换、润滑等工作。 维护检查的目的在于维护机组,掌握机组的日常 运行情况。
第三节 水轮机转动部分的修复
(二)转轮被侵蚀面积、深度和金属失重量的测量 1、侵蚀面积可用涂色翻印法来测量,即在侵蚀区域的周 边涂刷墨汁等着色材料,待涂料干燥前用纸印下,再将纸 放在刻有10mm×10mm 方格的玻璃板下,用数方格的方 法求得各侵蚀区面积,将每块面积叠加,便得每个叶片或 整个转轮叶片的侵蚀面积。 2、侵蚀深度可用探针或大头针插入破坏区,再用钢板尺 来量取。也可用厂自制的侵蚀深度测量器来测量。
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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。
b)1997年2月天桥水电站4号机尾水管锥管段不锈钢衬板与普通钢衬板衔接处(高程8087m)以下约有23m2普通钢板沿环向脱落。
其主要
原因是由于叶片翼端间隙射流及尾水管涡带产生的低频水压脉动相互作用,引起锥管段钢板振动,焊缝疲劳破坏后被撕裂或脱落。
c)2000年11月天桥水电站1号机大修后,发生发电机推力瓦12块
被烧毁的严重事故,因推力瓦水平调整不好,轴系中心不正及调速系统失
调所致。
d)2002年5月天桥水电站3号机大修检查发现尾水管弯管段垂直于水流方向产生环状裂缝,其主要原因为尾水管低频水压脉动激起尾水管壁振动,当振动频率接近尾水管的固有频率产生共振时,严重造成尾水管壁
产生裂缝。
从以上几个实例看出,机组发生振动的原因主要是由于机械、水力、电气三方面的原因引起的,其它如调速系统失调、振荡的因素也有,但不甚严重也不常发生。