水力發電廠水輪機振動異常故障和處理對策

周歆童

摘要；對于我國目前各水電站來講，相關工作人員在進行管理水輪發電機組時，一定要注意進行定期的維修與檢查，一旦發現存有問題或隱患要進行全面的分析，將其所產生問題故障的真正原因尋找出來，然后選擇相應合理的解決措施將其問題徹底解決。只有這樣，才能夠有效的保證水輪發電機組在水力發電廠中的正常運行與工作。

關鍵詞：水力發電廠；水輪機震動；故障與處理

當水輪機出現震動異常故障時所導致的原因便是：主軸剛度不足、推力頭和鏡子之中的電銅板、安裝不當、轉子材質不夠均勻、軸系的剛度變差以及發力對輪的鏈接等出現問題。在這種情況當中，如果水輪機進行運行工作的時間較短，那么該機組并不會有較大的問題所產生。但如果該機組運行工作的時間較長，那么便會將較大的麻煩帶給整個水輪發電機組，從而產生非常強烈的震動，徹底影響了水輪機的正常工作運行。

一、水輪機震動為水力發電廠帶來的危害

水輪機與其他的動力機械不同，水輪機所產生振動時相關工作人員需要進行考慮到的因素及情況較多如：

1.水輪機組在進行正常工作運行的過程當中，不可避免會產生一定程度的震動。

2.水輪機在進行運行工作時，水流會相應的產生一定程度的壓力、發電機自身所擁有的電磁力，以及其他固定組件所形成的震動，會對于發電及自身及其他零件產生一定程度的震動影響。并且機械、電磁及流體在發電機進行運行工作的正常狀態下也擁有著相互關聯的作用。

3.水輪機組震動時所產生的危害主要由以下幾點所組成：第一點發電機組各組成部分所進行緊固的零件部位會發生斷裂或松動等情況，同時也會令其他所進行連接的部位零件產生相應的震動，最終所導致他們所進行使用的壽命全面降低。第二點便是機組零部件的各金屬與焊接縫隙之間，本身就是屬于疲勞損壞的區域，一旦使用運行的時間過長，那么該部位的損害便會大幅度的增加，在使用的過程當中可能會出現縫隙，從而導致他們最終報廢以至于完全不能進行使用。第三點最為嚴重的便是水輪機當中所產生的共振，如果機組設備和廠房當中產生共振，這邊會使其在各種不同的程度上使廠房里的設備產生損壞。最后一點邊是尾部水管當中會在運行當中產生渦流脈動這一壓力，當情況越發嚴重的時候，尾部水管壁會因為壓力的增大而出現斷裂，從而破壞相應的尾水設備[1]。

二、工程概況

本文在這里進行了相應的實驗，在實驗當中所使用的水輪機型號為SF8000-16/3300，1000MW的用輪發電機組，直徑為330cm的定子鐵心，8000kW的額定出力，16-代表等級數值所對應的轉速為375r/min，并且使用了水內冷卻這一方式進行冷卻。這一機組在正式使用前進行了自轉運行，在自轉的過程當中發電機便出現了輕微的震動。在這里根據機組震動當中的特點，全面的分析了產生的原因，并且相應的制定了平衡方案。

三、震動原因分析

根據測試表當中所展現測試數據如表一所示：震動所擁有存在的特點可以看出：6～8號的軸震動都擁有較大的熱變量，且震動的熱變量主要是以基頻成分為主，除此之外，相關工作人員好考慮到了發電機進行接地產生故障以前，8號的軸震狀況非常良好，磁現象表明了立端小軸自身的平衡狀況非常完美。因此所引起6～8號軸震變熱量增大的主要原因是由發電機轉子自身的熱彎曲或者超負荷運行的情況下發勵與輪之間的鏈接狀況產生問題[2]。

通流器件當中的水里不夠平穩，當水流逐漸進入轉輪當中，出現了明顯的不對稱情況，從而導致不穩定的橫向作用所產生，使器件產生了明顯的喘振。在進行低載荷運行或零載荷運行時，會產生強烈的震動。搜易通道當中流過的水會出現不對稱狀態。

尾部的流通管道有渦流帶現象的產生，在剛性管道當中的流體震動與脈沖率或與壓力鋼管自身所擁有的振蕩頻率出現較為相似的現象時，可以令剛性管道發生極大地流體震動。

四、有效處理措施

將水輪機組進行全面的分解拆開，并且將機組當中的低緩、轉輪和頂蓋的等零件部位全部拆下，送回原生產廠進行相應的維修。并進一步的增加頂蓋與地環之間所擁有的間隙，以此有效地減少低環與頂蓋質檢所發生的碰撞，有效的消除一定程度的震動發生的概率。

有效利用打磨機針對機組內部的作環與下環進行相應的打磨，有效的調整期水平度，以此來保證其能夠在相關規定的范圍當中。相關檢修工作人員再次針對機組進行調整盤車，并將絕緣板有效的運用在推力瓦與鏡板之間，在進行填補絕緣板與主軸的時候，應選擇通過鏟削這一方式，將以前用過的紫銅墊完全取消。全面增加水輪機當中頂部所擁有的排水管，從原來的2個全面增加到4個，并且有效的通過排水的廊道將水進行排除，以此更進一步的增加對于閥門控制的力度[3]。

結束語：

綜上所述，普遍水電站當中較為讓人頭痛的問題便是水輪機當中的震動問題，一旦其所擁有的震動超過了國家當中所規定的范圍，水輪機所進行運行使用的年限將會大幅的縮短，并且嚴重的影響到水電站自身的經濟效益。只有及時的進行清楚與排查，才能夠真正地做到防患于未然，以最大程度的有效減輕事故的發生與影響，以此有效的維護了機組安全運行。

參考文獻：

[1]李方. 關于水輪發電機組振動的原因分析與處理對策探討[J]. 水能經濟，2017（1）：20-20.

[2]杜偉強. 淺析水輪機發電機振動的原因與處理對策[J]. 水能經濟，2017（6）：36-36.

[3]杜寧，李采文. 對水輪發電機組調試期間振動問題的分析[J]. 水電站機電技術，2017（10）：46-47.