高海拔地区机组测试与诊断分析

李杨 郭傲辉

摘要：西藏地处高海拔地区，水电开发尚不完全，电站运行状况也与内地运行情况存在一定的差别，但是西藏地区地处祖国边陲，水电站的安全、高效运行对于国防建设和正常的生活生产具有十分重要的意义。因此如何确保西藏地区电站的正常运行十分重要。虽然数值模拟结果可以有效的模拟机组运行过程，但是与机组真实的运行情况相比误差较大，只能提供理论上的数据参考，具有一定的局限性。运用便携式水力机组状态监测分析设备，基于测试数据，对水轮机的振动、摆度情况等进行测量分析，然后提出对应的改进措施和方案，就可以弥补数值模拟的不足。真正的为水轮机机组的可靠运行提供保证、并为机组检修提供可靠的依据。

关键词：高海拔地区;状态监测;振动;摆度

西藏地区水力资源理论蕴藏丰富，可开发装机容量 1.1 亿 kW ，适于大型水电站的建设开发，但由于西藏地处高海拔地区，空蚀现象也不同于内地同类型机组，同时昼夜温差大，机组附属部件在明显的温差作用下，破坏速度加快，因此如何确保机组的稳定性运行显得尤为重要[1]。基于数值模拟技术对机组的运行情況进行数值模拟，可以对机组的运行情况进行预测，但是存在一定的误差[2]，需要测量数据的支撑才更有价值[3]，同时可靠的信号技术，是机械故障诊断的前提。本文基于先进的便携式水力机组状态监测分析设备，对西藏林芝地区多布电站的机组运行情况进行测试，从运行动态信号中提取出故障征兆，为多布电站的机组检修情况提供数据支撑。

1 电站概况

多布电站位于西藏林芝市境内尼洋河上，距林芝市中巴宜区约25公里，坝址控制流域面积HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%9F%9F%E9%9D%A2%E7%A7%AF"＼t"_blank"15734平方公里，年平均流量483m3/s，水库正常蓄水位3076m，总库容HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E5%BA%93%E5%AE%B9"＼t"_blank"8500万m3，为日调节水库。初选电站装机容量12万千瓦，年利用时间4217小时，设计年发电量5.06亿千瓦时。流域面积HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%9F%9F%E9%9D%A2%E7%A7%AF"＼t"_blank"15734 平方公里，水库蓄水位3706m。是西藏 “十二五”能源发展规划重点开工投产项目。

2 试验背景

机组在运行过程中会有异响发生。

3 试验内容

（1）开机工况试验，机组自动开机到空载，对机组的开机工况进行全程的试验录波;

（2）变负荷试验阶段，机组从空载态缓慢增加负荷直至机组满负荷，对机组的负荷变化过程进行全程录波。

4 试验结果

4.1 机组开机工况测试结果

5 结论

1）机组在开机过程中，水导轴向振动量在超过60%转速时，振动量偏大，处于危险状态，需要适当调整水导Y向和轴向轴承间隙大小，以减小振动和摆度值;

2）机组电磁拉力对机组的振动情况影响不大;

3）机组在满负荷时，振动情况无明显超标现象。

6 测试中评价标准主要依据

1）机组振动评价主要依据GB/T85642008《水轮发电机组安装技术规范》中的相关规定;

2）机组摆度评价主要依据GB/11348.2200《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》中的相关规定。

参考文献：

[1]赵明琴，陈祖文.高寒及高海拔地区巨型水轮机组设计探讨[J].人民长江，2013，44（09）：9396.

[2]康顺，石磊，戴丽萍，范忠瑶. CFD模拟的误差分析及网格收敛性研究[J].工程热物理学报，2010，31（12）：20092013.

[3]H.贝尼尼，马元珽.立轴混流式水轮机转轮的数值模拟和相应试验结果的比较[J].水利水电快报，2011，32（12）：2730.