呂詠學(xué)

（國(guó)電大渡河檢修安裝有限公司，四川 成都 610000）

近些年來(lái),我國(guó)的水力發(fā)電事業(yè)有著很大的進(jìn)步，各類水輪發(fā)電機(jī)不管是大中小型號(hào)的，都相繼建成并被普遍投入使用。水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)情況，這一定程度上影響了機(jī)組運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。大部分機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的情況。本文將重點(diǎn)研究分析影響振動(dòng)的因素，并針對(duì)這些因素提出有效可行的處理方案。

1 影響發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的主要因素分析

1.1 電磁因素引起的振動(dòng)

當(dāng)機(jī)組設(shè)備中某個(gè)磁極出現(xiàn)短路的情況時(shí)，導(dǎo)致磁動(dòng)勢(shì)減小，則與之相對(duì)稱的磁極的振動(dòng)便出現(xiàn)一個(gè)方向一樣的旋轉(zhuǎn)著的不平衡的拉力，這就是引起機(jī)組振動(dòng)的原因。假如這時(shí)候定子鐵心組合縫出現(xiàn)松動(dòng)的情況，或者鐵心本身松動(dòng)等等，也會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)。另外，假如定子繞阻的固定沒(méi)做好，在電氣負(fù)荷較高的情況下，機(jī)組便會(huì)振動(dòng)。

1.2 機(jī)械因素引起的振動(dòng)

（1）如果機(jī)組軸線不流暢，緊固零部件松動(dòng)，中心不準(zhǔn)，推力軸承調(diào)整不合適都會(huì)使得發(fā)電機(jī)組在空乘低轉(zhuǎn)速運(yùn)行的時(shí)候振動(dòng)明顯。

（2）如果發(fā)電機(jī)組振動(dòng)隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的平方增大而增大，那就可能是因?yàn)闄C(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分，質(zhì)量不夠平衡，引起機(jī)組振動(dòng)。

（3）如果發(fā)電機(jī)組振動(dòng)不僅強(qiáng)烈還伴有撞擊的聲音，那么引起振動(dòng)的因素，很有可能是固定部件與機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的碰撞發(fā)出的聲音。

（4）假如發(fā)電機(jī)組，振幅明顯的隨機(jī)組負(fù)荷變化而變化，那么這很有可能是因?yàn)橹鬏S過(guò)細(xì)或軸的剛度不夠進(jìn)而引起了振動(dòng)。

1.3 水利因素引起的振動(dòng)

1.汽蝕引起的振動(dòng)

汽蝕是水利因素的一種，可分為三部分三個(gè)種類，有空腔汽蝕、間隙汽蝕和翼型汽蝕?？涨粴馕g經(jīng)常發(fā)生在水輪機(jī)座環(huán)內(nèi)側(cè)和為水管的上半部分，間隙汽蝕會(huì)破壞液片法蘭，葉片周緣，破壞轉(zhuǎn)輪室以及轉(zhuǎn)輪體設(shè)備，翼型汽蝕經(jīng)常發(fā)生在輪翼靠近液片背面的地方。因?yàn)闅鈺r(shí)的原因，水輪機(jī)工作表面不僅會(huì)嚴(yán)重侵蝕和破壞，還會(huì)有強(qiáng)烈的噪聲，劇烈的震動(dòng)。當(dāng)機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)，機(jī)組振動(dòng)更加劇烈，并有明顯的噪聲，振動(dòng)頻率在300到500赫茲，進(jìn)行高頻振動(dòng)。

2.尾水管渦帶引起的振動(dòng)

水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)中非常常見(jiàn)的振動(dòng)源就是尾水管渦帶，尾水管渦帶不僅能引起機(jī)組振動(dòng)，還能引起壓力脈動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，渦帶擺動(dòng)除了會(huì)引起水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組振動(dòng)，還能引起引水系統(tǒng)和廠房共振，所以很容易引起發(fā)電網(wǎng)功率的擺動(dòng)。

2 水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的處理方案

2.1 合理運(yùn)用振動(dòng)測(cè)試方法

1.儀表法

儀表法是目前在實(shí)際應(yīng)用中使用最多的一種方法，因?yàn)檫@種方法主要是通過(guò)使用測(cè)振儀、百分表和千分表等測(cè)量?jī)x器來(lái)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，這種方法使用簡(jiǎn)單，只需操作人員按步驟使用儀器完成對(duì)機(jī)組振動(dòng)頻率、波形、周期和相位等物理參數(shù)的測(cè)量和記錄即可，方便快捷，因此應(yīng)用廣泛。

2.振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是另外一種通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)達(dá)到采集機(jī)組振動(dòng)數(shù)據(jù)的方法，它主要通過(guò)在機(jī)組部分安裝的大量專業(yè)傳感器和放大器來(lái)達(dá)到檢測(cè)的目的。首先，通過(guò)傳感器可以將機(jī)組振動(dòng)的振動(dòng)量進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，采集來(lái)的振動(dòng)量通過(guò)放大器可以在遠(yuǎn)程的示波器上進(jìn)行顯示，最后通過(guò)專業(yè)的軟件分析，就可以將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理數(shù)據(jù)。這種方法靈敏度高，且不用使用人工，省時(shí)省力，但是缺點(diǎn)是容易受到外界電磁場(chǎng)的干擾，所以使用環(huán)境要特別注意。

2.2 發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障的處理方法

1.電磁因素引起的振動(dòng)處理

可按照轉(zhuǎn)子磁極鍵的實(shí)際情況，并在反復(fù)測(cè)轉(zhuǎn)子圓度，當(dāng)機(jī)組由于電磁因素出現(xiàn)故障時(shí)，首先需要檢查轉(zhuǎn)子磁極鍵是否出現(xiàn)問(wèn)題，要多次測(cè)量轉(zhuǎn)子圓度，通過(guò)檢查確定轉(zhuǎn)子圓度合格后，需要將多出部分的磁極鍵切掉，在轉(zhuǎn)子上方添加一塊擋板，并對(duì)剩余磁極鍵進(jìn)行加固，這樣就完成了對(duì)磁極部分的修復(fù)，最后再次進(jìn)行轉(zhuǎn)子圓度的測(cè)試，如果再次符合標(biāo)準(zhǔn)，那么機(jī)組就可以再次正常工作了。

2.水力因素引起的振動(dòng)故障處理

水力因素引起的機(jī)組故障主要分為尾水管渦帶引起的振動(dòng)和汽蝕因素引起的振動(dòng)。對(duì)于第一種情況，可以通過(guò)在低負(fù)荷區(qū)域增加氣體量使尾水管的壓力脈動(dòng)振幅得到降低。在超負(fù)荷區(qū)域則主要可通過(guò)加裝減振裝置等措施降低渦帶壓力脈動(dòng)，達(dá)到控制機(jī)組振動(dòng)的目的。對(duì)于第二種原因，首先需要技術(shù)人員定期對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢查，盡量保證機(jī)組不在低負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行工作，這樣可以最大程度降低汽蝕的影響。其次，可以通過(guò)在尾流管加裝尾翼或者導(dǎo)流裝置來(lái)提高出力，降低汽蝕出現(xiàn)的概率和降低其不良影響。

3.機(jī)械因素引起的振動(dòng)故障處理

相較于電磁和水力方面的影響，由于機(jī)組本身機(jī)械構(gòu)造方面的缺陷造成的影響更容易解決，解決這類故障的核心就是加強(qiáng)整個(gè)設(shè)備精密度和同心度的提高以及后期的校正維護(hù)，例如：安裝設(shè)備前進(jìn)行嚴(yán)格仔細(xì)的檢查以及軸線的標(biāo)準(zhǔn)化的校正，后期的定期維護(hù)校正等，這些都是可以顯著降低機(jī)組機(jī)械振動(dòng)的有效措施。

2.3 機(jī)組振動(dòng)維護(hù)要點(diǎn)

首先每個(gè)月都應(yīng)該把發(fā)電機(jī)定子和勵(lì)磁回路絕緣體的電阻重新測(cè)量一次，發(fā)電機(jī)定子回路絕緣體電阻的測(cè)量采用量程2500V的兆歐表，比之前的測(cè)量值比較起來(lái)明顯降低，低于1.6的吸收比有問(wèn)題，應(yīng)該查明原因并解決。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路絕緣電阻應(yīng)采用量程為500V～1000V的兆歐表測(cè)量，如果絕緣電阻值低于0.5兆歐，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)措施恢復(fù)電阻。如果短時(shí)間不能解決這一問(wèn)題，應(yīng)由廠工工程師決定，此機(jī)組是否正常運(yùn)行。如果出現(xiàn)發(fā)電機(jī)外部短路的情況，首先應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)主要部件進(jìn)行外觀檢查，并檢查發(fā)電機(jī)定子端部，發(fā)電機(jī)負(fù)責(zé)人和運(yùn)行管理人員應(yīng)不定期的對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行考核和檢查，以保證發(fā)電機(jī)良好的運(yùn)行狀況。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)會(huì)對(duì)正常的生產(chǎn)造成很大影響，因此，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文首先闡述了到底什么是引起機(jī)組振動(dòng)的主要因素，接著提出可行的有效的解決處理方法。因?yàn)樵趯?shí)操中不可避免水輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)情況，所以最好的解決處理方法就是預(yù)防，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行治理，利用這些合理科學(xué)的方案措施，最大程度地減少振動(dòng)，減小振動(dòng)，以確保機(jī)組穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行。