淺談發(fā)電機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)原因及處理策略

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1、淺談發(fā)電機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)原因及處理策略　　摘要：電力是我國(guó)主要的能源之一，因此維護(hù)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。文章通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)組中的水輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)超標(biāo)原因進(jìn)行分析，并以其為基礎(chǔ)，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)的處理策略進(jìn)行了探究。　　關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)組；水輪；振動(dòng)超標(biāo)；處理策略；電力工業(yè)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　中圖分類號(hào)：TM34文章編號(hào)：1009-2374（2016）22-0068-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.033　　電已經(jīng)成為我們生活中必不可少的元素。發(fā)電機(jī)組是電力工業(yè)中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，如

2、今社會(huì)中技術(shù)較為成熟、應(yīng)用較為廣泛的是水輪發(fā)電機(jī)組。水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行工作過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)的現(xiàn)象，這給發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)用帶來(lái)了極大的安全隱患。因此為了保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，對(duì)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)的原因及其處理策略進(jìn)行研究和探討是保證發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。　　1水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)的原因8　　水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備在結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，這也使得整個(gè)機(jī)組對(duì)運(yùn)行的環(huán)境有很高的要求，只有在特定環(huán)境下水輪機(jī)組才能正常運(yùn)行，因此，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障的幾率很高。而且水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)，對(duì)發(fā)電機(jī)組和人都會(huì)產(chǎn)生不好的影響。例如引起發(fā)電機(jī)組的

3、部件松動(dòng)，增大部件之間的摩擦，加快部件的損壞；不利于發(fā)電站的正常、安全運(yùn)行；振動(dòng)超標(biāo)產(chǎn)生的噪音不利于工作人員及周圍居民的身心健康等?！　∷啺l(fā)電機(jī)組的振源有很多，其中主要的有三個(gè)，即機(jī)械振動(dòng)、水力振動(dòng)以及電磁振動(dòng)。對(duì)這些振動(dòng)，若把握得不好，就會(huì)使水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)的情況。下面對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的三個(gè)振源分別進(jìn)行分析：　　1.1機(jī)械振動(dòng)　　使水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的原因有機(jī)組轉(zhuǎn)子的振擺、弓狀回旋、轉(zhuǎn)子“抖動(dòng)”以及一些其他的機(jī)械　　原因。　　第一，機(jī)組轉(zhuǎn)子的振擺。作為引起水輪發(fā)電機(jī)機(jī)械振動(dòng)的原因之一，機(jī)組轉(zhuǎn)子的振擺產(chǎn)生的振動(dòng)頻率是以轉(zhuǎn)

4、頻為主頻，與倍轉(zhuǎn)頻混合的頻率。機(jī)組轉(zhuǎn)子的振擺是指軸承在機(jī)組轉(zhuǎn)子的總軸向力偏離了軸承的中心時(shí)，因?yàn)槠涫芰Σ痪鶆虍a(chǎn)生的軸向變形，從而使得機(jī)組轉(zhuǎn)子發(fā)生振擺。特別是出現(xiàn)軸承的大軸中心位置不正、軸線不直或不平、導(dǎo)軸承的中心與轉(zhuǎn)子中心不在同一點(diǎn)、水輪機(jī)不在最好的工作環(huán)境等情況時(shí)，轉(zhuǎn)子振擺的頻率會(huì)尤其高?！　〉诙?，因機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)件之間不平衡引起的弓狀回旋。這里的弓狀回旋主要是由水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)件的質(zhì)量不平衡、質(zhì)量偏心所引起的，此時(shí)振擺頻率和轉(zhuǎn)速頻率達(dá)到一致。機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的質(zhì)量不平衡、質(zhì)量偏心等問(wèn)題，很容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)部件在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生離心力，從而引起弓

5、狀回旋，造成水輪發(fā)電機(jī)的振動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速近似等于臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)候，甚至?xí)a(chǎn)生共振，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生非常不好的影響。機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件出現(xiàn)質(zhì)量不平衡，大多數(shù)都是因?yàn)槠湓谥圃臁惭b或者是檢修的時(shí)候出現(xiàn)了紕漏。8　　第三，轉(zhuǎn)子“抖動(dòng)”。轉(zhuǎn)子“抖動(dòng)”是一種橫向振動(dòng)，該振動(dòng)的方向剛好是軸回轉(zhuǎn)的反方向，振動(dòng)的頻率與軸產(chǎn)生振動(dòng)的頻率相同。轉(zhuǎn)子“抖動(dòng)”是指水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，導(dǎo)軸承出現(xiàn)松動(dòng)或者間隙不合適、剛性沒(méi)達(dá)到要求，并且機(jī)組的運(yùn)行不穩(wěn)定、潤(rùn)滑工作沒(méi)做到位的時(shí)候，導(dǎo)軸承與轉(zhuǎn)軸發(fā)生干摩擦，使得軸承出現(xiàn)反方向的旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生的橫向振動(dòng)。　　第四，其

6、他機(jī)械原因引起的振動(dòng)。除了上述原因，還有一些機(jī)械原因會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)。例如因?yàn)閷?dǎo)軸承的質(zhì)量太差、導(dǎo)軸承間隙過(guò)大或過(guò)小、水輪機(jī)徑向盤的盤根密封調(diào)整得不恰當(dāng)、潤(rùn)滑沒(méi)達(dá)到要求等。　　1.2水力振動(dòng)　　水力振動(dòng)大致可以分為由尾水管渦帶引起的振動(dòng)、卡爾門渦列引起的振動(dòng)、狹鋒射流引發(fā)的振動(dòng)、協(xié)聯(lián)關(guān)系不正確引發(fā)的振動(dòng)等?！　〉谝唬菜軠u帶引起的振動(dòng)。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組的工作的實(shí)際負(fù)荷與設(shè)計(jì)負(fù)荷相一致的時(shí)候，轉(zhuǎn)輪流出的水流方向才會(huì)與軸承的轉(zhuǎn)向相同。實(shí)際負(fù)荷大于或者小于設(shè)計(jì)負(fù)荷都有可能引起尾水管里面壓力脈動(dòng)，這個(gè)脈動(dòng)的頻率f等于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速n除以經(jīng)驗(yàn)值Z

7、，再除以60。其中的經(jīng)驗(yàn)值Z一般為3～4，偶爾取到1～5。頻率的值以及其幅度會(huì)根據(jù)發(fā)電機(jī)組的工作狀況而做出相應(yīng)的改變。當(dāng)尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)頻率值與過(guò)水系統(tǒng)水壓脈動(dòng)頻率值相似時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)組整個(gè)過(guò)流系統(tǒng)的水壓脈動(dòng)就會(huì)不斷地變強(qiáng)，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)；假如水輪發(fā)電機(jī)組在“飛逸”泄水的工作狀態(tài)下，水輪發(fā)電機(jī)的尾水管進(jìn)水的地方，就會(huì)因?yàn)樗鞯臎_擊而產(chǎn)生更大的壓力脈動(dòng)，從而導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)超出標(biāo)準(zhǔn)。8　　第二，卡爾門渦列引起的振動(dòng)?？栭T渦列即當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)輪葉片和導(dǎo)葉在大沖角或者在尾部不平滑的出水邊上時(shí)，在水流繞流葉片的上表面和下表面，

8、邊界層因?yàn)槊摿鞫诶@流物后面出現(xiàn)的漩渦。假如水輪發(fā)電機(jī)組的葉片、導(dǎo)葉以及固定導(dǎo)葉出現(xiàn)振動(dòng)，其原因很有可能就是卡門渦列的形成。卡爾門渦列引起的振動(dòng)的振動(dòng)頻率f等于斯特勞哈系數(shù)Sr乘以繞流流速V，再除以板厚或者圓柱體直徑d。