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机组振动的原因及危害分析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:另外,水轮机转轮在进行空蚀补焊时,由于叶片变形、转轮失圆也可能导致和边壁摩擦、碰撞引起振动。这种空蚀不仅会破坏尾水管的过流表面,而且会引起机组发生严重振动。从以上的叙述可以看出,引起机组振动的因素是多种多样的。由于机组对中性不好、转动部件动不平衡及机组连接不良等引起的振动,其振幅随着机组转速的增加而增加。

机组振动的原因及危害分析

通常引起机组振动的原因有:机械振动、水力振动、电气振动和空蚀振动。

1.机械振动

由于机械原因所造成的振动称为机械振动,机械振动的原因有:

(1)机械振动是由于机组转动部件的静不平衡和动不平衡所引起的。中小型机组水轮机转轮和发电机转子及卧式机组的飞轮,在出厂以前,多数做过静平衡试验,出现静不平衡(也就是偏重)的现象不是很多。但多数中小型机组的转动部件没有(通常是条件不具备)做过动平衡试验,在机组运行时动不平衡有可能会引起机组振动。另外,当水轮机转轮由于空蚀产生严重的蜂窝麻面或孔状时,电站在机组检修时要进行补焊。这些空蚀孔的补焊一般在电站就地进行,补好之后都不做平衡试验,有可能导致转轮偏重引起机组在运行时发生振动。

(2)机组在初次安装或大修后,安装时中心没有找正或法兰连接不好,机组运行时引起振动。

(3)轴承存在缺陷或导轴承的间隙调整不当,特别是间隙过大。

(4)机组部件由于加工质量不高或机组安装存在问题,导致机组转动部件和静止部件发生摩擦、碰撞。另外,水轮机转轮在进行空蚀补焊时,由于叶片变形、转轮失圆也可能导致和边壁摩擦、碰撞引起振动。通常在补焊转轮时,要用千分表监视转轮的四周,以便控制转轮的圆度和同心度。

2.水力振动

水力振动是由于流入转轮的水流不对称所造成的机组振动。造成水力振动的主要原因有:

(1)蜗壳成形不好 (主要指混凝土蜗壳)和蜗壳安装焊接变形 (主要指金属蜗壳),或在蜗壳中遗留有杂物,导致水流进入座环时不能形成轴对称进水。

(2)导叶开度调整不均匀或由于导叶枢轴松动及剪断销破坏,导致机组运行时导叶开度不一,使流入转轮四周的水流不均匀对称。

(3)转轮流道中卡有杂物使转轮受力不均匀。

(4)大多数水轮机在其运行范围内存在着压力脉动区,当水轮机的工况处于该区域时在转轮内出现压力脉动,水流的流态不稳定,从而引起机组振动。

(5)尾水管内的水流流态不稳定,使尾水管内水压产生周期性变化,或者有空气由进水口进入水轮机内,引起机组振动和产生水流轰鸣声。(www.xing528.com)

3.电气振动

由于电气量失去平衡及发生突然变化,所引起的机组振动称为电气振动。其主要原因有:

(1)发电机三相电流严重不平衡,引起三相电磁力的不平衡,导致机组振动。

(2)由于电气事故引起发电机电流的瞬间变化,导致发电机与水轮机的转速瞬间不能同步,引起机组产生振动。

(3)由于发电机转子和定子之间的间隙(气隙)不均匀,引起旋转磁场不稳定,使磁拉力不均匀,导致机组发生振动。

4.空蚀振动

由于水轮机空蚀作用引起的机组振动称为空蚀振动。一种空蚀振动是由于在水轮机内部发生严重空蚀时,所产生的压力脉动引起机组振动;另外一种空蚀振动是由空腔空蚀引起的。所谓空腔空蚀,主要是水轮机在偏离设计工况运行时,水轮机转轮出口的水流为旋转水流,该旋转水流在向尾水管出口排泄的过程中,产生较大的柱状或带状旋转涡流,在涡流中心(奇点)产生超低压真空带,从而发生空蚀。这种空蚀不仅会破坏尾水管的过流表面,而且会引起机组发生严重振动。两种空蚀引起的振动相比,空腔空蚀引起的振动要严重得多。

从以上的叙述可以看出,引起机组振动的因素是多种多样的。因此,对机组振动的原因分析起来相对比较困难,往往是通过机组振动的连续程度、振动的声响类型、振动的幅度和频率的变化情况进行判断。下面仅介绍几种常规的判定方法。

(1)如果机组振动的振幅随着机组工作流量的增加而增加,这种振动往往是由于水力不平衡所引起。

(2)由于机组对中性不好、转动部件动不平衡及机组连接不良等引起的振动,其振幅随着机组转速的增加而增加。

(3)电气方面的原因引起机组振动,其振幅随着励磁电流的增大而增大。去掉励磁时,振动即可消失。

(4)空蚀引起的机组振动,与机组所带负荷的区域有关,时断时续,有时剧烈,有时轻微,同时,在水轮机内部或尾水管内伴随敲击的噪音或轰鸣声。

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