浅析水轮机发电机振动的原因与处理对策

杜伟强

【摘要】水轮发电机组的振动问题主要是在设计和安装过程中对现有设备的缺陷造成的，如果振动问题一直没有得到有效解决，不仅使机器的寿命大大降低，但也对整个装置的安全运行造成了巨大的安全隐患，为此，在对振动问题及其原因进行简要分析的基础上，进一步探讨了解决水轮发电机组振动问题的有效策略。由于水轮发电机组的设计缺陷，安装过程中，会造成振动加剧，严重影响机组的安全运行，缩短了机组的使用寿命，所以只有解决了机组的振动问题，才能保证机组的安全稳定运行。

【关键词】水轮机发电机；振动；原因分析；处理

引言

水轮发电机组振动是水电站设计运行中的重要问题之一。作为新机器安装或机组检修的动态评价指标，它起着重要的作用。因此，降低机组的振动和摆幅，提高机组的可靠性，延长机组的使用寿命，具有十分重要的意义。在水轮发电机的安装、调试和检修三个方面，最重要的动态评价指标是水轮发电机轴的振动。这也是水电站设计与维护中的一个主要问题。要使机组延长使用寿命，保证机组的运行可靠性得到改善，就必须对机组的振动和摆振进行分析和找出原因，以便进一步探讨振动的有效措施。

一、水轮机发电机振动问题分析

通过对各水电站的观测与分析水电机组发电后，机组在运行一段时间后，往往会增加在急救情况下机组的振动，当它必须采取减少他们的运行负荷来保证正常运行。机组在运行过程中，随着机架摆动程度的增加，机架的振动振幅会增大，对机组的安全运行造成严重危害。首先，当机组的振动过大时，会使整个调速系统的有关部位出现松动的情况，严重甚至出现脱落的现象，从而阻碍机组的正常运行。其次，由于机组的振动，高速旋转部件在机组运行中会造成严重磨损。当温度上升到一定高度时，很容易引起轴承被烧毁。此外，由于机组的振动会导致紧固连接区内单位所有的地方会出现较宽松的条件下，使整个固件本身有严重的缺陷，并通过恶性循环的作用，使振动的其他连接部分也越来越大。最后，无论是单元振动还是摆动，都会形成相应的零件和焊缝金属疲劳破坏区，并且在该区域内也不断扩大状态，使机组的使用寿命大大降低。在水轮发电机组振动引起的水电站由于转子磁极形状与安装尺寸的不同。安装技术人员通过测量和调整磁极与定子之间的间隙。做实验可以排除电磁振动的可能性。机械振动是指力在振动中由机械部分产生的惯性力、摩擦力等力。造成机械振动的因素有：转子质量不平衡，机组轴线不正确，导轴承缺陷等。由于转子质量的不平衡，转子的中心产生一个偏心力矩的轴，这会导致剧烈振动。机组轴线不正确，使转轮的几何中心偏离旋转中心，离心惯性力增大。转子不平衡力应通过机组运行检查和处理。在转子重量相对于转子中心均匀分布的前提下，保证转子中心和轴线重合，转子重心与轴线重合。转子中心是否与轴线重合，可以通过测量转子的圆度来确定。如果转子中心和轴偏差小（在标准允许范围内），则不需要重新调整轭的中心，即重新磁軛。水电站为半伞式的，通过测量单元阻轴、导推力轴环一直在同一轴线上。根据机组转速和转子转速的测试，机组转子不平衡力不足。当导轴承松动时，刚性不足，操作不稳定或间隙过大，润滑不良，产生干摩擦，产生横向振动力。通过对水电站检修人员的检测，各导轴承正常。水力振动是指水轮机液压振动产生的干扰力。水力振动的原因有：水力失调、尾管水力失调、空化、水流等。在导流筒的中心附近，产生具有一定边界的旋转流。当出口管出口压力低时，旋转中心的低压形成空腔。气蚀引起的振动，当水流相对于导叶的进口角度超过3度时会产生严重的振动区域，引起尾管的振动，回转部分的摆动等。过流造成的振动，现在，为了降低电力成本，即使是长尾水管的水电站往往省略激增。对于这种类型的水电站，流动现象成为一个问题。当机组甩负荷到汽轮机迅速停止时，由于导轨的快速关闭，导流管会有很大的压降，当压力下降时，如果饱和蒸汽压水，则会使气泡形成和分离。这就是所谓的流动现象。分离后的水重新结合，它会产生巨大的压力，伴随着巨大的噪音，使涡轮振动。水电站在导叶封闭油路中设有分段关闭阀，导叶关闭速度延迟等现象。

二、水轮机发电机振动问题处理策略

针对水轮发电机振动的不同原因，提出了相应的解决措施。一个是在这个地区的液压振动的因素，相关水电站可分段关闭导叶的闭路阀门的安装，使导叶关闭速度可以有效地减缓，并造成流振动问题的去除是可以解决的。由于该机组振动原因是凸轮曲线的主要单位是不好的，因此，解决振动控制单元的问题，操作人员也可以更换刀片的单元操作模式为手动操作，结合接触刀片和人工方式降低振动。二是解决转子的不平衡问题，通过检查和处理转子的平衡力来解决这个问题。首先，在考试中，可以通过单元操作来完成；其次，在处理问题方面，它可以重新测试重量，让转子轴的中心，以确保双方的重叠，这样通过轴与转子的中心，保证了静态平衡。对于轴是否与转子中心重合，有必要测量转子的圆度，以便得到相应的判断。假设轴与转子中心之间存在微小偏差，且偏差在标准允许范围内，不需要再采取磁轭形式。三是电磁振动一方面的因素，可以启动汽轮发电机试验，从而有效地消除电磁振动的可能性，并在不同的情况下，找到最佳的组合关系，得出对水轮机的综合特性曲线，在运行过程中，随着数字科技的帮助。调速器绘制良好的曲线输入到电液，重新开机测试。确定定子的振动可以听到由定子转动的声音，可以判断定子铁芯是否压紧，判断转子的振动，这是比较困难的。由于气隙测量不方便，一般的工作人员只有用肉眼感觉要继续安装，但往往结果几乎差很多。因此，振动的发生，一般会因转子的后果而忽略，其结果是浪费人力资源和浪费物理。轴的轨道是在给定速度下相对于轴承座的轴心轨迹。通过观察轨道的形状可以分辨出轴处于正态，因为正常状态下，轨道接近圆的汽轮发电机振动解项问题，由于汽轮发电机的振动是不同的，适当的措施是关键。转子质量不平衡的问题经常发生，在检查时可以通过单元操作实现，可以测试重量，使转子轴的中心可以保证相对稳定的符合轴范围允许转子中心如果合格。

结束语：

近年来随着水轮发电机组的振动问题，让我们更注重设计，安装，同时我们也为水电机组振动严重时分析检查发电机的运行状态，只有找到彻底解决问题的原因，在维修过程中我们必须严格依据发电机的精密测量和安装，同时也要保证了平衡轴的质量，从而避免离心力的影响，才能保证正常安全的工作。

参考文献：

[1]任冯忠，王小兰，冉启福，周静. 浅析水轮机发电机振动的原因与处理对策[J]. 科技创新与应用，2013，28：103.

[2]桑志宽. 浅析水轮机发电机的振动原因及处理对策[J]. 山东工业技术，2015，02：1.