水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨

魏永伟

摘 要：机组振动将会对水轮发电站运行造成严重的危害，其不仅会对发电机组的工作效率造成影响，同时也会影响整个机组的安全运转。基于此，本文从水电站水轮发电机机组振动的主要因素出发，并探讨通过采用避震运行措施、及时对尾水管补气以及加强对轴承进行维护等方法，借助水电站发电机机组振动问题解决措施的应用，以期为提高水电站发电质量提供帮助。

关键词：水电站;水轮发电机;机组振动;气蚀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.187

0 引言

水轮发电机机组在工作中振动不仅会对某些部件造成弹性形变或塑性形变，从而使部件出现裂纹、断裂等现象，还会造成发电机组部件之间的连接部件出现松动现象，缩短各部件的使用寿命，因此为了有效提高发电机机组的工作效率和各部件的使用年限，相关工作人员需要不断改进发电机机组振动问题的处理方法。

1 水电站水轮发电机机组振动的主要因素分析

造成水轮发电机机组振动的因素有很多，其中的主要因素为以下几点：第一，电磁引起振动，其中电磁引起的振动主要是由于电磁不平衡造成的，最为常见的因素为转子磁极线圈间出现短路、空气间隙不均匀以及定子三项不平衡等;第二，机械引起振动，出现机械振动的原因主要是由于转动部位出现不平衡现象，或存在机组轴不正、主轴连接不同心以及静、转部分出现偏磨等;第三，水力引起振动，水力因素引起水轮发电机组振动的因素包含很多，主要为尾水管中涡带引起振动、用户负荷偏差太大、电流不平衡、调速器运行模式等因素。

2 水电站水轮发电机机组振动问题的处理措施分析

2.1 采用避震运行措施

为了有效避免出现发电机组振动，在安装发电机组时需要尽量避开各台机组出现振动和空蚀范围，以坝卡河电站为例，具体措施为以下几点：首先，由于一级电站主要将灌溉与发电相结合，因此其特点为水头和流量变幅比较大，最高水头能够达到（417米），而最低水头为12m，电站设计流量为2.5m3/s，水渠道全长5km，内管直径为0.774～0.85m。其中水轮机单机出力为3400kW，型号CJ461-W115/1×13冲击式水轮组，其中发电机单机出力为3200kW。冲击式机组具有水头高、压力大一级用水量少的特点，在灌溉过程中会出现高水头，在此过程中工作人员需要以减小汽蚀和降低振动为主;其次，由于水轮机喷针开度达到一定程度后，射水线的不均匀与偏移，从而造成机组振动。

2.2 加强对轴承进行维护

推力轴承存在缺陷也是造成水轮发电机机组振动的主要因素，当机组中的推力头与轴之间存在配合不严密，或者由于卡环不均匀而引起压缩垫出现破坏等，都会引起机组轴发生变化，造成运行中的大轴出现不稳定状态，同时导轴瓦间隙不均匀、轴承润滑和冷却不良以及轴承与固定止漏环安装出现不同心等现象也会增加机组的横向振动。为了有效降低机组发电机机组振动，相关维护人员需要加强对以上部件进行检查，及时发现问题并做好维修工作，对此需要做到以下几点：第一，定期檢查水轮发电机机组轴线对正情况，同时将主轴旋转中心线调至机组中心线上，如果在检查中发现轴线与机组中心线出现偏差较大时，则会对机组的安全与稳定造成影响，因此维护人员需要及时进行检查和维护;第二，维护人员在调整推力瓦受力过程中，需要将转轮位于转轮室中心，同时保证各推力瓦受力均匀，从而有效提高发电机组的稳定性;第三，维护人员在调整轴承间隙值过程中，需要保证电机轴、导轴承轴颈、集电环等符合要求，并在检修过程中需要按时进行轴承检测，若出现异常现象则需要及时进行有效处理，避免因为推力轴、导轴承等存在缺陷而造成机组振动增加，影响发电机机组正常运行。

2.3 注意对过流部件的维修

水利发电机机组在工作中，水流通过压力管喷嘴的射流作用，最终激发转轮旋转。在此过程中维护人员需要对喷针开度、出水流量等进行检查，避免转轮因为射水线偏移失去轴对称而产生横向力，造成转轮振动。同时维护人员还需要加强对喷针、喷嘴以及转轮等进行检查，避免当水流的射流线偏移造成巨大的轴向串动，从而引起振动，引起水轮机出现疲劳或断裂。除此之外，还需要对水流通过水轮机时的间隙射流等进行控制，维修人员还需要加强对发电机组各部件之间的检查工作，及时发现潜在的问题，并进行处理，将问题消灭与萌芽之中。与此同时，水电站还需要定期组织设备维修人员进行维修和检查工作学习，以此提高自身专业素质，在遇见一些问题时能够及时作出正确的处理，有效降低水电站因为设备问题而造成的损失，在培训和学习过程中要重点学习水电站水轮机组振动问题的分析和处理，从而降低机组振动对水电站发电造成的影响。

在对水电站水轮发电机机组进行检修过程中，维护人员需要重点对过流部件进行检修，注意调节喷针间隙的大小均匀，以转轮水斗表面粗糙度等，改善喷针、喷嘴分布不均匀现象，从而有效降低压力脉冲。在对转轮汽蚀补焊修复过程中需要加强射水中心线的控制、粗糙度等进行控制，最终达到减小振动的效果。

3 结语

综上所述，为了有效降低水电站水轮发电机机组振动现象，工作人员需要加强对各部件进行定期检修，保障其正常运行。经过对上文分析可得，在降低发电机组振动中需要注重水轮机喷针开度设置、推力轴检修以及喷针射水线和转轮中心线的分布和表面粗糙度检查降低气蚀;因此水电站水轮机发电机机组振动问题处理方法，能够充分应用到水电站维护中来。

参考文献：

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[2]兰国龙.波波娜水电站水轮发电机组振动原因分析及机组动平衡试验[J].甘肃水利水电技术，2011，47（10）：19-21.