水轮发电机组振动原因分析

合集下载

简析水轮发电机组的振动原因及改进措施

简析水轮发电机组的振动原因及改进措施摘要：水轮发电机在长期运行过程中，会产生振动。

引起发电机组振动的原因可以从机械、水力和电力三方面考虑，针对这些原因，从发电机水机保护、励磁系统、发电机组导轴承方面进行改进。

关键词：水轮发电机；振动原因；改进随着现代技术的迅速发展，水轮发电机的比转速和单机容量越来越大，其结构更加复杂，机组稳定性问题日益突出。

一批像三峡工程等大、中型机组投入运行，其稳定性能尤为重要。

稳定性能成为衡量大、中型发电机组的重要性能指标。

1. 水轮发电机组的振动原因振动是旋转机械运行过程中的固有属性。

振动不仅影响机械的性能和寿命，还会引起机械故障和损坏会，造成重大经济损失。

水电机组的振动直接影响机组的安全运行、负荷的合理分配及供电的质量，如果不加以控制，还会造成严重的事故。

例如，西南某大型电厂的一台机组因导叶销破坏引起转轮周期性激振，导致转轮两块叶片振落，其它严重开裂叶片更换新转轮，直接经济损失一千万元；葛洲坝电厂某号机投产后出现明显振动，导致厂房震颇，严重地危及运行人员的身心健康。

可见，机组的振动值是一个重要的质量指标，既可以根据机组起动过程的振动来评价机组的安装质量，也可以根据机组振动状态确定机组的检修计划。

水轮发电机组的振动问题与一般动力机械的振动有所不同。

水电机组的振动除需考虑机组本身的转动或固定部分的振动外，尚需考虑作用于发电机部分的电磁力及水轮机过流部分的流体动压力对系统及其部件振动的影响。

在机组运转的情况下，流体一机械一电磁三部分是相互影响的。

因此，严格地说，水轮发电机组的振动是电气、机械、流休耦合振动。

完全按照这三者的耦合关系来研究系统的振动是非常复杂的，目前还难以建立起可以进行分析计算的数学模型，也不易在试验中同时考虑上述三种因素的互相影响。

为此，根据水电站所积累的典型经验，可将引起机组振动的原因划分为机械、水力、电气三方面。

1.1 机械因素由于制造、安装等因素引起的机械不平衡力主要有：（1）主轴弯曲或有挠度；（2）发电机转子与水轮机转轮动、静不平衡；（3）导轴承间隙调整不当；（4）推力轴承调整不良；（5）机组中心不正；（6）转动部分和固定部分不同心，产生摩擦或碰撞；（7）支持系统刚度不够。

水轮发电机组运行中的振动分析

水轮发电机组运行中的振动分析摘要：目前我国大部分水电站普遍存在的问题便是水轮发电机组的振动问题，并且已知的导致水轮发电机组振动程度的影响因素有很多，例如设计、制造、安装、检修、运行等。

每一个水电站针对这种振动程度都有自己的允许范围值，当水轮机组振动值超过允许范围的最大值时，这种振动便很有很能影响到机组的使用寿命，严重的还可能导致机组运行时发生故障导致工程事故，所以当出现这种振动时水电站工作人员需要及时处理，避免情况更加严重。

因为影响水轮发电机组振动的因素很多，但从振动的原因上分析，一般有机械、水力以及电磁等方面原因。

本文结合了水轮发电机组的原因以及振动的处理办法进行了简析，希望可以给相关部门提供些有价值的参考。

关键词：水轮发电机组；运行；振动分析水轮发电机组的振动和其他的机械振动时有很多不同之处的，而他们的相同之处都在于利用机械自身的转动或者传动产生的振动。

并且在水轮发电机组运行过程中产生的振动还需要考虑水流在经过发电机时，水本身的重量对发电机压力的占比，以及这种占比对发电机各个组件的影响。

1 水轮发电机的工作过程中出现振动简析想要了解和知道是什么原因导致的发电机的振动，就必须都发电机的工作机理有所了解。

水轮发电机的发电过程主要是依靠水力、机械以及电磁三大部分的相互作用进而产生电力的。

例如当水流的作用下机组发生振动这时发电机机组的转子和定子之间就会出现较大的缝隙，当这种缝隙过大时则会导致整个发电机机组的不稳定，这时发电机的磁场以及水流流畅都会受到影响，进而导致发电机组在工作过程中出现一些列问题，所以说水流流体、电磁和机械是导致发电机组振动的重要原因。

2 水轮发电机振动的原因分析2.1 机械振动所谓水轮发电机的机械振动指的就是在发电机工作过程中由于发电机本身的惯性力、摩擦力以及其他外界作用了的影响下，导致发电机的振动叫做机械振动，目前比较常见的引起机械振动的原因有三点，转子质量不平衡、机组轴线不正以及导轴承老化破损等。

水轮发电机组振动原因和处理措施分析

水轮发电机组振动原因和处理措施分析水轮发电机组振动会让水轮发电机组正常运行产生问题，会让水轮机组出现故障。

本文首先对水轮发电机组振动带来危害作出简要阐述，然后对水轮发电机组振动原因进行分析，之后结合笔者在新庄水电站工作的实际情况，提出几点水轮发电机组振动处理措施，希望可以对业内起到一定参考作用。

标签：水轮发电机组;振动原因;处理措施前言：在水电站中，水轮发电机组的安全运行可以保证水电站经济效益，如果水轮发电机组因为振动出现故障情况，那么就会对水轮发电机组运行平稳性与发电效益造成不利影响。

水力原因、机械原因与电气原因均有可能导致水轮发电机组出现振动情况，进而产生运行故障。

一、水轮发电机组振动带来危害在水电站中，水轮机占有核心地位，水轮机组可以转化水势能为机械能，在水电厂中，水轮发电机组的安全运行可以保证其供电安全性、供电优质性和供电经济性，这和电网运行的稳定性、安全性具有直接关系，这对于水电厂的社会效益与经济效益具有决定作用。

在水轮机组的运行中，水力原因、机械原因与电气原因均会造成水轮发电机组振动情况，据统计，现阶段，水轮发电机组大约有80%事故与故障和振动有关。

水轮发电机振动会带来五点主要危害：（1）會让机组零部件出现疲劳损坏区，该区主要出现在金属和焊缝之间，长期运行会让损害程度加重，可能会有裂缝出现，导致机组报废;（2）发电机组部分紧固部件会出现松动甚至断裂情况，会让连接部件出现振动情况，减少其使用寿命;（3）水轮发电机振动会让机组旋转部分磨损程度加剧;（4）水轮机组共振会对厂房以及多种设备造成影响;（5）水轮机组振动会让尾水管中形成涡流脉动压力，此压力可能会让水管壁开裂，可能会对尾水设备正常使用造成影响。

二、水轮发电机组振动原因（一）水力原因在水力方面，水轮发电机组振动的主要原因是水轮机会受到动力水压的干扰，这种水力原因往往是具有较大随机性、很难进行控制的。

如果水轮机处于非设计环境工作，或是处于过度运行状态，那么由于不理想水流状况，机组部分组件会产生振动加速，出现断裂情况。

水轮发电机组振动分析

梁学辉
（中国电力投资集团公司格尔木太阳能发电分公司，青海西宁
摘
８１００１６）
要：减少水轮发电机组振动对提高机组安全稳定运行、延长机组使用寿命具有重要的作用。本文对水轮发
电机组产生的各种振动的危害及原因进行了分析，并针对各种振动的原因提出了具体解决措施。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏ — ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｔｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｓａｆｅａｎｄｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｎｉｔａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｕｎｉｔ．Ｔｈｅｈａｒｍａｎｄｃａｕｓｅｏｆｗａｔｅｒｐｏｗｅｒ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍｏｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏ — ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｔａｒｅｆｕｒｔｈｅｒａｎａｌｙｚｅｄ．Ｃｏｎｃｒｅｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｉｍｉｎｇａｔａｖａｒｉｅｔｙｏｆｒｅａｓｏｎｓｔｏｃａｕｓｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ．

水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施

水轮发电机组异常振动的原因分析及应对措施摘要：水轮发电机组运行中出现异常振动是不可避免的，掌握引起机组异常振动的振源的类型、特征、危害以及振动规律等，对机组不同的异常振动进行分析、判断，迅速、准确地消除引起机组异常振动的振源或采取有效措施减小振动，确保机组安全、稳定、可靠、经济运行。

本文主要对水轮发电机组的剧烈振动原因及应对措施进行了探讨。

关键词：振动原理异常振动原因分析应对措施1 水轮发电机组振动原理在机组运转的状态下，在水轮机作为其原动力的前提下，水能的作用能够直接有效激发水轮发电机组振动，还能够间接维持机组振动。

流体、机械、电磁三者是相互影响相互作用的，由于气隙在不对称的状态下，由于发电机定子与转子之间的磁拉力不平衡的情况，当流体激起机组转动部分振动时会造成机组转动部分的振动，而发电机的磁场和水轮机的水流流场也会受到转动部分的运动状态的影响。

2 水轮发电机组异常振动的危害旋转机械的振动是难以避免的，如果可以把振幅控制在允许范围之内，就可以保证机组安全、正常的运行，但是如果是剧烈的振动，必然会不利于机组的安全运行，其主要表现为：机组的各个连接部件出现松动，所有静止部件和转动部件之间产生摩擦甚至是扫膛而损坏；导致零部件和焊缝疲劳，形成裂缝甚至出现断裂；尾水管低频压力脉动可使尾水管壁出现裂缝，当发电机或电力系统固有频率与其频率一致的时候，会发生共振，造成机组出现剧烈振动，有可能会导致发电机组从电力系统中解列，甚至会损坏厂房和水工建筑物。

3 水轮发电机组常见异常振动的原因分析及应对措施3.1 机械因素造成的剧烈振动的原因及应对措施机械因素引起的振动是指由机械部位摩擦力和惯性力以及其他力造成的振动，其特征是振动频率相当于机组旋转频率或是机组转动频率的几倍。

引起振动的机械因素主要是导轴承缺陷、机组轴线不正、转子质量不平衡等。

（1）振动的原因分析1）转子质量不平衡：因为转子质量的不平衡，转子的中心会对轴心产生偏心距，当轴以角速度开始旋转的时候，因为失衡质量受到离心惯性力的影响，在轴上出现弓状回旋，此类的振动也被称为振摆。

对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究

对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究水轮发电机组振动是指水轮机在运行时产生的振动现象。

水轮发电机组振动的原因主要包括以下几个方面：水力因素、结构因素以及操作因素。

首先，水力因素是水轮发电机组振动的主要原因之一、由于水轮机是通过自然水流将水流动能转化为机械能的装置，因此水流的流动状况直接影响水轮机的运行情况。

当水流入口流速过快或者过慢时，会导致水流输运不平稳，产生激烈的水力冲击，从而引起水轮机的振动。

此外，当水轮机在运行中遇到水涡、水柱等突状流场时，也容易引起振动。

其次，结构因素也是水轮发电机组振动的一个重要原因。

水轮机的结构决定了其在运行时的刚度和稳定性。

若水轮机的结构强度不足，或者存在设计缺陷、制造缺陷等问题，都会引起水轮机的振动。

此外，水轮机的附件、导流罩、导叶等也会对水轮机振动产生直接或间接的影响。

最后，操作因素也会对水轮发电机组振动产生影响。

例如，水轮机的启停过程中，由于操作不当或者控制系统故障等原因导致的运行不稳定性，都会引起水轮机振动。

此外，水轮机的维护保养不到位，如轴承磨损、机械连接松动等问题也会导致水轮机振动的发生。

针对水轮发电机组振动问题，可以采取以下处理方法来解决：首先，优化设计和制造工艺。

在水轮机的设计和制造过程中，应充分考虑各种因素对振动的影响，采用合理的结构设计和制造工艺，提高水轮机的刚度和稳定性。

其次，加强水力调节。

通过合理调节水流的流速和流量，减少水轮机在工作过程中的水力冲击和流场扰动，从而降低水轮机的振动。

再次，完善控制系统。

加强水轮机的控制系统，提高水轮机的运行稳定性，避免因操作不当或控制系统故障导致的振动问题。

最后，加强维护保养。

定期对水轮机进行维护保养，检查轴承、机械连接等关键部件的磨损情况，及时处理和修复，确保水轮机的正常运行。

综上所述，水轮发电机组振动是由水力因素、结构因素以及操作因素等多方面因素引起的。

在处理水轮机振动问题时，需要充分考虑各种因素的影响，并采取相应的措施来解决问题，从而确保水轮机的正常运行和发电效率。

水轮发电机组的振动原因

水轮发电机组的振动原因
1.静平衡问题：在水轮发电机组运行时，水轮及配重的质量分布不均
匀或者水轮不平衡，会导致转子在高速旋转时产生离心力，进而引起振动。

2.动平衡问题：动平衡是指水轮转子系统在运转时的动态平衡状态，
即转子在高速旋转时受到离心力的作用，导致转子产生起伏振动。

这通常
是由于转子的构造不均匀或者受到外部冲击等原因引起的。

3.涡轮进水不平衡：水轮是以涡轮原理进行能量转化的机械装置，当
水流进入涡轮时，若水流分布不均匀，会导致水轮不平衡，进而引起振动。

4.轴承问题：水轮发电机组的振动还与轴承磨损和润滑不良等相关。

当轴承磨损或润滑不良时，轴承的摩擦力增加，会导致转子的转动阻力增大，从而引起振动。

5.转子失衡：转子失衡是指转子的质量分布不均匀，导致转子在高速
旋转时无法达到完全平衡的状态。

这通常是由于制造过程中的误差或者腐
蚀磨损等原因引起的。

以上是水轮发电机组振动的几个主要原因，除此之外，还可能存在其
他因素，如水轮叶片的积垢和腐蚀、发电机组机械部件的磨损等。

为了减
少振动对发电机组的影响，需要通过定期检修和保养、科学的设计和制造
以及合理的调试来确保整个发电机组在运行中的平衡和稳定。

同时，还需
要采取相应的振动监测和控制措施，及时发现并解决振动问题，以保证发
电机组的安全运行和提高发电效率。

水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨

水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨水轮发电机机组振动问题是水电站运行过程中常见的故障之一，它不仅影响了机组的稳定运行，还可能导致设备的损坏甚至事故的发生。

对水轮发电机机组振动问题进行分析和处理显得尤为重要。

本文将从振动问题的原因分析入手，探讨针对不同原因所采取的相应处理方法，以期为相关工程技术人员在水电站振动问题的处理中提供一些参考和借鉴。

一、振动问题的原因分析1.不平衡水轮发电机机组的不平衡是引起振动问题的常见原因之一。

当机组转子的质量分布不均衡时，会导致旋转时的不平衡力，从而引起机组的振动。

而不平衡可能来自于机组本身的制造问题，也可能是在运行过程中由于叶片磨损、机械松动等原因导致的。

2.轴承故障水轮发电机机组的轴承故障也是引起振动问题的常见原因之一。

当轴承损坏或磨损严重时，会导致机组的不稳定运行，产生较大的振动。

3.失衡失衡是指机组旋转零件或叶片的动力重心与几何轴线不在同一条直线上。

失衡主要是由于静、动平衡不足、质量、尺寸和装配不对称等引起的。

4.共振共振是指机组受到外力激励使其振动幅度变得异常大的一种现象。

共振现象可能十分危险，因为它可能导致机组受损或者损坏。

二、振动问题的处理方法1.不平衡针对机组不平衡问题，应当采取动平衡的措施，通过动平衡仪器检测机组的不平衡情况，确定不平衡的位置和大小，然后通过增加或减少相应位置的质量来进行校正。

在机组停机检修期间，还可以对机组进行整体的静平衡和动平衡处理，以保证机组的平衡性。

2.轴承故障针对机组轴承故障问题，首先需要进行轴承的检测和诊断，确定轴承的具体故障原因，然后根据故障原因采取相应的处理措施。

如果是轴承磨损严重，需要及时更换轴承；如果是轴承损坏，需要进行轴承的修复或更换；如果是轴承润滑不良导致的故障，需要对轴承进行润滑维护。

3.失衡对于失衡问题，需要通过精确加工和装配来保证机组零部件的质量和尺寸的准确性，避免因质量、尺寸和装配不对称而引起失衡问题。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

水轮发电机组振动原因
分析
集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
水轮发电机组振动原因分析水轮发电机组的振动问题与一般动力机械的振动有一定差异,除了机器本身转动或固定部分引起的振动外,尚需考虑发电机的电磁力以及作用于水轮机过流部分的流动压力对系统及其部件振动的影响。

在机组运转的状态下,流体—机械—电磁三部分是相互影响的。

例如,当水流流动激起机组转动部分振动时,在发电机转子与定子之间会导致气隙不对称变化,由此产生的磁拉力不平衡也会造成机组转动部分的振动,而转动部分的运动状态出现某些变化后,又会对水轮机的水流流场及发电机的磁场产生影响。

因此,水轮机的振动是电气、机械、流体等多种原因引起的。

可见,完全按照这三者的相互关系来研究系统的振动是不够的。

鉴于问题的复杂性,将引起水轮机组振动原因大致分为机械、水力、电气三方面的因素来研究,为水电厂生产管理、运行、检修人员提供参考意见,以便制定出相应的预防和消振措施。

1水轮发电机组振动的危害振动是旋转机械不可避免的现象,若能将其振幅限制在允许范围内,就能确保机组安全正常运行。

但较大振动对机组安全是不利的,会造成如下危害:
ａ)使机组各连接部件松动,使各转动部件与静止部件之间产生摩擦甚至扫膛而损坏;
ｂ)引起零部件或焊缝的疲劳、形成并扩大裂缝甚至断裂;
ｃ)尾水管低频压力脉动可使尾水管壁产生裂缝;当其频率与发电机或电力系统的自振频率接近时,将发生共振,引起机组出力大幅度波动,可能会造成机组从电力系统中解列,甚至危及厂房及水工建筑物。

下面简单介绍几起天桥水电厂机组振动引起的事故,以便从中了解机组振动的起因。

ａ)20世纪80年代初,天桥水电站多次发生因振动摆度过大而引起的设备损坏事故。

1980年8月3号机由于上导轴承摆度大导致4个上导瓦背垫块断裂;1982年10月3号机发生发电机扫膛严重事故,上导瓦架与上机架固定螺栓8只中的5只被剪断,1只定位销剪断、瓦架变形。

上机架振幅达022ｍｍ,水导轴承处振幅达020ｍｍ。

水轮机轴与发电机大轴法兰联接处摆度为074ｍｍ,后经测量分析为机组轴承中心不正,发电机转子外圆度超标,空气间隙不匀等原因所致。

ｂ)1997年2月天桥水电站4号机尾水管锥管段不锈钢衬板与普通钢衬板衔接处(高程8087ｍ)以下约有23ｍ2普通钢板沿环向脱落。

其主要
原因是由于叶片翼端间隙射流及尾水管涡带产生的低频水压脉动相互作用,引起锥管段钢板振动,焊缝疲劳破坏后被撕裂或脱落。

ｃ)2000年11月天桥水电站1号机大修后,发生发电机推力瓦12块
被烧毁的严重事故,因推力瓦水平调整不好,轴系中心不正及调速系统失
调所致。

ｄ)2002年5月天桥水电站3号机大修检查发现尾水管弯管段垂直于水流方向产生环状裂缝,其主要原因为尾水管低频水压脉动激起尾水管壁振动,当振动频率接近尾水管的固有频率产生共振时,严重造成尾水管壁
产生裂缝。

从以上几个实例看出,机组发生振动的原因主要是由于机械、水力、电气三方面的原因引起的,其它如调速系统失调、振荡的因素也有,但不甚严重也不常发生。