试论水轮机发电机组振动存在的问题与措施

2021-11-24刘治君胡伟

商品与质量 2021年12期

关键词：水轮磁极水轮机

刘治君胡伟

国网东北分部绿源水电检修公司吉林通化 134000

水电作为一种清洁能源，在我国社会经济高速发展的背景下需求量也不断增大。水电站的主设备是水轮发电机组，其是否正常运行直接关系水电站的生产效率。水电站运行和管理的内容之一就是强化对设备的维护，以免设备出现故障问题，直接降低水电站的生产效率。

1 水轮机发电机的振动原因

1.1 电磁因素引起的振动

水轮机发电机组在运行的过程中，当磁极出现短路情况后，会导致磁动势下降，此时，与之相对应的磁极所具有的磁动势，因为没有发生变化，进而导致机组出现一个与转子不同转向的不平衡磁拉力，加剧了机组的振动问题。因此，机组在运行的过程中，机组定子铁芯的组合缝出现松动或铁芯本身已经出现了松动现象，则会进一步导致水轮机电机组发生振动问题。此外，机组定子绕组设置的不科学，同样会导致机组振动问题的出现[1]。

1.2 机械因素引起的振动

对于一般的卧轴旋转机械来说，大多数大中型水轮机发电机组为立轴形式，如果水轮机发电机组采用的是立轴滚流形式，则由于机组各部位的导轴承并不用承载静荷载，而机组的轴颈同样不会出现偏心，所以，机械因素导致的水轮机发电机组振动特征与电磁因素引起的振动并不一致。首先，当水轮机发电机组在空载低转速运行时，出现了而较为明显的振动问题，则可以得出该振动主要是由于机组紧固零部件的松动而造成的，当确定不是机组紧固零件发生松动后，则可以查看是否是机组轴线出现了曲折或机组中心位置未对准等。另外，在实际应用中，如果水轮机发电机组的振幅以及机组的转速呈正比关系，且机组的水平振动幅度变化较大，则基本上可以判定出发电机组出现了质量不平衡。另外，机组在运行的过程中，如果发现机组的振动现象较为明显，且伴随着较为强烈的撞击声音，则应判定机组的相关部件与零部件的连接件是否出现故障。当机组振动的幅度与机组荷载呈现正相关时，则应判断机组主轴的刚度是否满足标准[2]。

2 水轮发电机组安装质量控制手段

2.1 做好安装前的各项准备工作

安装人员在安装水轮发电机组前，必须全面地了解水轮发电机组安装的标准、要求以及相关内容，并以此为基础制定科学合理的安装施工计划。并在确定安装方案的可行性、适应性、安全防护措施、进度计划、材料供应等各个环节准确无误的情况下，送监理部门进行审核。在安装计划审核过程中，安装单位还应做好安装技术、事故图纸、规程方案以及技术指导书等各方面的准备工作，为后续水轮发电机组安装的顺利进行做好充分的准备。

2.2 运行维护管理可确保水轮发电机组设备的可靠性，提高工作效率

水轮发电机组设备的可靠性直接关系水电站的正常运行，影响水电站的运行稳定。运行维护的主要目的就是找到故障问题及时处理，确保水轮发电机组的性能，使水电站可以正常运行。设备的维护工作在一定程度上可以及时发现该设备潜在故障问题，将故障发生风险降低到最小，因此属于事前控制的重要手段。此外，在科学技术高速发展的背景下，维护人员可以借助先进的科学技术构建三维立体模型，对其进行实时监测并进行数据分析，可以对水轮发电机组产生的故障问题准确预测。由此可见，运行维护管理可以确保水轮发电机组设备的可靠性，提高水电站生产效率[3]。

2.3 发电机组振动故障的处理方案

（1）电磁因素引起振动的处理。在实际应用中，按照转子磁极极键的实际情况，转子圆度合格后能够将磁极键去除，并在其上端添加以挡板，将磁极键固定的原因是为了避免机组在运行的过程中导致其出现偏移。将磁极修复完成后，应及时复测转子圆度，测定其圆度是否依然满足设计要求。在日常的维护工作中，应定期对定子铁芯进行检查，确保固定牢靠。

（2）机械因素引起振动的处理。确保机组精密度与同心度是降低机械因素引起机组振动的主要措施，具体而言主要是通过改变瓦轴间隙、优化机组轴线以及机组平衡的相对改动等。例如，在实践中，作者对某水轮机发电机组进行维护时发现其振动幅度较大，振动幅度高达0.15mm。通过对机组定子、转子磁极、连接螺丝等的分析结合振动测试，判定机组为机械因素引起的振动，进一步分析后得知，机组导轴承间隙为0.45mm，超过标准0.25mm，故在对轴承间隙进行调整后，再次启动机组，振幅降低至0.04mm，消除了水轮机发电机组振动问题。

（3）水力因素引起振动的处理。对于汽蚀原因造成的机组振动，能够通过在机组尾部流通管入口处加装导流瓦对转轮机进行修正进而解决机组的处理问题。同时，机组运行的过程中，应尽可能避免在低压负荷区工作。对于尾水管涡带引起的振动，则可以通过在低负荷区内补充足够气量来减少尾水管的压力脉动振幅[4]。

2.4 建立完善的安装质量控制制度

施工企业在开展水轮发电机组的安装施工前，必须根据施工现场的实际情况和安装施工要求，制定完善的设备安装质量控制制度，同时，将安装人员、技术落实、施工人员工作职责、技术管理、质量控制等纳入到施工管理制度体系中，充分发挥管理制度的优势，增强工作人员的责任意识，确保水轮发电机组安装质量管控工作的顺利开展，避免因为其中任何一个环节出现问题，影响水轮发电机组安装的质量和效率。