李成家[1]2002年在《安康电厂水轮发电机组运行稳定性分析及改进措施研究》文中研究表明安康电厂200MW水轮发电机组由于设计、制造、安装及运行等诸多方面的原因，出现了机组振动、上机架连接销钉断裂、接力器导管拉伤、控制环开裂、转轮叶片裂纹、引水盖板破坏以及尾水管气蚀等一系列问题。 本文针对所出现的几个主要问题进行了大量的试验、检测、计算、分析及研究。 通过不同水头、不同负荷工况下的稳定性试验，得出造成200MW水轮发电机组运行不稳定的原因是低负荷工况下的水力涡带脉动，指出机组的稳定运行区域是在100MW负荷以上工况运行，有效地指导了安康电厂机组的调度、检修及运行。 通过叁维有限元计算，查明了控制环分瓣处焊缝开裂、螺栓断裂的原因是受力超过许用应力。经调整处理，完全解决了控制环开裂和导管拉伤问题。 通过无损检测和材质化学成份分析，找到了转轮叶片产生裂纹的主要原因是碳、磷元素含量超标(内因)，长期振动引起疲劳破坏(外因)。对气蚀严重部位，建议采用高强度抗磨焊条补焊及喷涂抗磨材料，实施后效果显着。 彻底解决安康电厂机组现存问题的最根本、最有效的途径是实行机组的增容改造。
李成家, 周建华[2]2000年在《安康电厂水轮发电机组增容改造分析》文中提出通过对国内外水电机组增容改造的分析论述 ,针对安康电厂现状 ,提出相应的方案。
贺梅[3]2000年在《混流式机组水力振动研究与破坏原因分析》文中研究表明随着机组容量和尺寸的逐渐增大，转速的相应提高，机组振动已成为运行和设计中存在的一个重要问题。 本文针对水轮发电机组在运行过程中出现的振动问题进行了阐述，通过目前国内外正在模型或真机上进行的尾水管压力脉动的测试和分析的大量研究，对尾水管中水流所引起的低频压力脉动进行了理论分析，并对安康水电厂2#机组尾水管的破坏情况，提出了相应的改进措施。 与安康水电厂同类型水轮机的引水盖板在实际运行过程中普遍都存在着不同程度的破坏情况。本文首次采用了美国最新大型通用有限元分析软件对水轮机引冰盖板的结构进行了应力、应变分析，并结合实际运行工况，对机组的水力脉动进行模拟，综合分析了安康水电厂1#机组水轮机引水盖板的破坏成因，得出了与实际破坏相一致的结论，并提出了相应的改进措施，具有重要的实际意义。 通过对安康水电厂1#机组的现场稳定性测试，对采集到的数据进行频谱分析，得出1#机组的振因主要是由水力因素作用的结果，提出了消振减振措施。
陈生荣[4]2003年在《混流式水轮机运行稳定性的研究》文中研究说明摘 要随着水电机组容量和尺寸的不断增大，转速的相应增提高，机组的运行稳定性问题已成为电站机组设计、安装和运行极为关注的问题。本文针对水轮发电机组在运行过程中出现的影响运行稳定性的振动、水压脉动问题进行了阐述，通过目前国内外正在模型或真机上进行的尾水管压力脉动的测试和分析的大量研究，对尾水管中水流引起的低频水压脉动进行了理论分析。并对万家寨电站水轮机尾水管的破坏情况进行分析，提出了相应的改进措施及建议。在水电站机组运行中由于自激振动引起的破坏时有发生，自激振动产生的破坏对不同的机组，其破坏的部位和程度不尽相同。长期以来，在稳定性方面，对安装检修质量问题带来的影响缺乏足够的认识，论文从电站机组安装的角度分析了改善机组运行稳定性，防止或减轻自激振动发生的途径。国内外目前对水电站机组运行稳定性没有统一的评价标准，特别是水轮机尾水管水压脉动，在讨论问题时经常采用?H / H 进行评价。电站运行实践证明：同一?H / H 值，对不同水头的影响是不同的。这就使得?H / H 具有不确定性，因此，文中对机组运行压力脉动的评价进行了讨论和探讨,提出了对评价参数的建议。根据万家寨电站 2#机组的稳定性试验，结合机组设计的运转特性曲线，提出了机组在未完全采取稳定性工程措施前的运行建议及进一步对稳定性研究的方向。稳定性试验前，已对机组进行了动平衡和空载变励磁试验，消除了非水力不稳定定因素。通过对万家寨电站 2#机的现场稳定性测试，及对采集的数据进行的频谱分析，得出了 2#机组振动的主要原因是水力因素作用的结果，提出了消振、减振的措施。
宋晶辉[5]2001年在《叁峡电站700MW水轮机水力稳定性及水力振动研究》文中进行了进一步梳理叁峡电站装机容量和单机容量巨大，在电力系统中有举足轻重的地位：而700MW水轮机的水力稳定性和水力振动又是影响机组安全运行的重要因素，所以开展这方面的研究工作对保障电站和电网安全稳定运行就显得非常必要。本文从研究压力脉动机理入手，系统研究了国内外相关电站同类型机组的水力稳定性和水力振动问题，探讨了其水力不稳定产生的原因并研究了相关电站的处理方法和实施效果；进而根据叁峡电站的特殊运行条件分析了700MW水轮机在叁峡电站可能出现的水力不稳定性和水力振动问题，通过导叶高bo=0.30D，的叁峡模型水轮机的模型试验，提出了叁峡机组在设计采购中应重点考虑的问题和机组投入运行后出现相关问题后的补救措施。 本文提出的叁峡700MW水轮机在设计采购中应注意的问题和在投运后机组出现水力不稳定和水力振动的补救措施是借鉴同类型电站的经验与教训，结合叁峡模型水轮机稳定性试验，并充分考虑叁峡电站建成后其后处理将极其艰难且耗资巨大的实际情况而提出的；概括起来包括以下几点：优化转轮设计，注意在制造厂内进行模型稳定性试验；发电机设置最大容量，提高水轮机在高水头下的稳定运行范围；水轮机结构设计时设置必要的稳定性辅助措施；在水轮机采购中，对水轮机稳定性提出明确指标；根据机组的实际运行情况，尽可能让水轮机在性能优良的区域中运行。
廖书长[6]2008年在《高比转速混流式水轮机低负荷运行稳定性研究》文中提出近年来,由于计算机技术和计算流体力学的迅速发展,现代水轮机的水力性能得到了进一步的提升,大型混流式水轮机的效率已接近极限,但随着水轮机单机容量(尺寸)的增大和参数的提高,混流式水轮机运行的稳定性问题空前凸显。国内外投运的许多大型混流式水轮机均不同程度地出现振动过大或转轮裂纹等问题。水轮机运行稳定性的好坏直接影响机组和电站正常生产和运行的经济效益,因此,对其进行深入研究具有重要的理论和实际意义。本文搜集并统计了国内外众多大型混流式水轮机基本资料及运行情况,并在前人研究成果和方法基础上,对混流式水轮机尤其高比转速混流式水轮机特性及其在低负荷的运行稳定性进行了研究,从理论上分析了高比转速混流式水轮机转轮的结构和形状特点,转轮进口水流冲角、出口水流环量和压力梯度与水轮机运行工况的关系,以及低负荷涡带成因及其压力脉动的频率和幅值特性;同时,在研究水力机组振动频率特征和稳定性试验数据分析方法的基础上,以某大型高比转速混流式水轮机稳定性试验结果为例,进行了真机运行稳定性分析,研究了水轮机不同负荷尤其低负荷运行特性以及水头变化对其的影响;最后研究了改善混流式水轮机低负荷运行稳定性的设计和运行措施,并提出了基于部分负荷运行稳定性优化的水轮机额定水头选择方法。混流式水轮机在不同运行工况下,转轮进出口流态有很大变化,从而水轮机稳定性也有很大差别。除了众所周知的涡带振动区外,更小负荷时的叶道涡有时也能引起较大的压力脉动或振动。真机试验表明,水头对水轮机运行稳定性有重要影响,随着运行水头的增大,水轮机运行不稳定区向大负荷方向扩展,稳定区变窄。对高比转速混流式水轮机,在水头变幅较大或偏离额定工况较远条件下,低负荷运行稳定性问题可能更为严重。混流式水轮机低负荷振动是其固有属性,这种属性是由其叶片的不可调节决定的,在一定程度上可通过优化转轮叶片、泄水锥和尾水管等过流部件及水轮机整体设计等手段使之得到改善。对于某一水轮机,必然存在一定的运行不稳定区域,通常可通过补气或装设稳流和阻水装置加以消减。同时,优化水轮机工作参数(额定水头)选择、合理安排机组运行方式,对改善混流式水轮机低负荷运行稳定性具有重要作用和意义。
胡一栋[7]2003年在《龙羊峡水电站机组增容可行性分析研究》文中认为能源是社会主义经济建设的战略重点之一。随着我国经济建设步伐的加快,能源已成为制约我国经济快速发展的瓶颈,特别是在电网中具有独特调峰优势的水电显得更加短缺。国内外对已建水电站机组进行增容,提高电站的装机容量,以此来缓解电网调峰容量不足的例子比比皆是。由于龙羊峡水电站在西北电网中承担第一调峰、调频电站的重任,且龙羊峡水电站具有坝高178米、库容247亿立方米的多年调节水库,将来南水北调西线工程的实施每年将向龙羊峡水库补给170亿立方米的水量,如何将这些水力资源转化为电能是一个亟待解决的课题。本文主要研究了在不对水轮机引水钢管、蜗壳等埋设部件改造的条件下、在额定水头为122米的情况下龙羊峡水电站水轮发电机组的容量由320MW增至350MW的可行性。本文从水轮机的基本出力方程N=9.81QHη入手,从以下几个方面研究了龙羊峡水电站机组增容问题:总结发电十年来的运行情况表明:龙羊峡水电站机组在125米以下各种水头、负荷运行,机组的出力不仅可以满发而且可以超发10%。水轮机转轮空蚀轻微,机组各部温度正常、运行稳定。2.理论分析表明:机组在额定水头122m米带350MW负荷运行时相应引用流量为335m3/s,在此参数下运行时机组运行稳定性较好,汽蚀磨损也在设计范围之内;水轮机、发电机各受力部件机械强度均满足要求;调节保证计算满足设计;发电机定、转子绕组温升均在绝缘等级要求范围之内。3.机组增容试验表明机组带350MW负荷运行时水轮机运行稳定性较好;发电机效率为98.67%,比设计值高0.15%。4.初步经济分析表明机组增容第二年即可增加企业收益3760万元。5.将来南水北调西线工程完工后,将向黄河上游调水170亿立方米,这将为龙羊峡水电站机组增容后高水位运行、发电用水量提供可靠的保证和基础。因龙羊峡电站在西北电网承担第一调频、调峰电站,其增容120MW 的容量效益也是显着的。<WP=4>6.水电为清洁能源,而龙羊峡水电站四台机组共增容120MW替代火电每年可节约煤碳资源6万吨,机组增容后其环境、社会效益也是显着的。研究结果表明,龙羊峡水电站机组在不对水轮机引水钢管、蜗壳等埋设部件改造在额定水头122米的条件下研究龙羊峡水电站水轮发电机组的容量由320MW增至350MW是可行的,其经济效益和社会效益、生态环境效益都十分显着。
贺长宏[8]1992年在《安康水电厂机组轴承温度保护的改进》文中进行了进一步梳理水轮发电机组的叁大轴承是机组的关键部件之一.其上导轴承和水导轴承是机组转动部分的导向轴承,推力轴承用于承受转动部分的重量和轴向水推力.叁大轴承运行情况直接影响机组运行的安全稳定性.安康200MW水轮发电机组中,上导轴承和推力轴承各有12块瓦,水导轴承有10块瓦.为监视叁大轴承本身的运行情况,设置了测温及温度保护系统.叁大轴承中各块瓦上均埋设
曹剑绵[9]1994年在《安康水力发电厂1号机组振动分析与故障诊断》文中研究表明介绍了水轮发电机组振动摆度测试分析的原理和方法，给出了安康１号机组的试验结果和分析，对机组故障进行了诊断处理并取得了良好的降振效果。
郝军刚[10]2014年在《水电站蜗壳结构承载机理与地下厂房动力特性研究》文中研究表明垫层蜗壳由于施工方便、工期较短和造价低,应用前景广泛。在国内装置700MW及以上机组的大型水电站中,叁峡水电站中的9台机组和龙滩、拉西瓦的全部机组均采用了传统的垫层埋入方式,而向家坝、溪洛渡、乌东德、白鹤滩水电站的全部机组则采用了局部垫层的组合埋入方式。垫层蜗壳结构的力学特性受诸多因素的影响,如钢蜗壳与垫层、混凝土之间接触传力关系、垫层的空间属性和材料属性等,只有系统深入研究其结构特性的影响机制,才能更好的指导大型工程的建设。另一方面,随着地下厂房应用越来越普遍,厂房结构与围岩之间的动力相互作用对厂房结构的自振特性和动力响应(内源振动、地震响应)的影响是需要重点研究的问题。为此,本文采用有限元方法,结合鲁地拉实际工程,重点对以下几个方面开展研究：(1)为全面揭示垫层蜗壳结构特性的影响因素和程度,本文对钢蜗壳与垫层之间的摩擦系数、垫层平面铺设范围、子午断面铺设范围、垫层刚度系数以及是否设置伸缩节和止推环等结构因素进行了细致的研究。结果表明,摩擦系数、垫层平面铺设范围、垫层刚度系数应作为座环抗剪分析的重要考虑因素,对座环较优的垫层平面铺设范围为45°断面之前或270°断面之后；摩擦系数、垫层子午断面包角、垫层刚度系数是决定蜗壳断面内水压力外传比例的关键因素；对机墩竖向不均匀变形而言,较优的垫层平面铺设范围为90--180°断面附近,机墩不均匀变形对子午断面垫层铺设范围、摩擦系数这两个因素不敏感,但对垫层刚度系数较为敏感；伸缩节的设置不利于座环的抗剪,此时可以考虑增设止推环。(2)为进一步论证减小传统垫层铺设范围对于协调蜗壳结构主要矛盾的价值,本文结合鲁地拉水电站蜗壳结构,基于混凝土塑性损伤模型,对传统垫层方案、直埋方案和直埋-垫层组合方案进行了叁维非线性有限元分析。结果表明,直埋-垫层组合方案对于限制蜗壳直管段混凝土的开裂损伤可以取得与传统垫层方案相同的效果,对于控制机墩不均匀变形,二者效果也较为接近,但直埋-垫层组合方案对于座环抗剪相对有利,因此类似工程可以优先考虑这种蜗壳埋入方式。(3)地下厂房结构与围岩之间的相互作用以及自身的结构形式是厂房结构动力特性的决定性因素。研究结果表明,不同弹性边界条件对厂房整体振动频率的影响可达10%以上,但对厂房前20阶局部结构的自振频率影响甚小；楼板厚度增加10～20cm对厂房前20阶局部结构的自振频率的影响不到5%,增加40cm时某些阶次可以提高10%左右,但前20阶自振频率区间仍然变化较小,增加立柱后局部结构的自振频率能够提高10%左右,但由于厂房结构自振频率的密集性,从共振校核的角度,均不足以作为避开厂房内部激振频率的有效措施。(4)为研究地下厂房结构内源振动响应的特点和切实可行的抗振措施,本文采用叁维有限元动力方法,研究厂房结构在机组振动荷载和流道内脉动压力作用下的动力响应。结果表明,额定运行时机组振动荷载引起机墩结构的振幅较小,动应力较大的区域仅集中在荷载作用的局部区域。一般情况下尾水管低频涡带是水轮机流道中最常见的压力脉动振源,但若全流道脉动压力的激振频率出现转轮叶片数频率,则发电机层楼板和母线层楼板在吊物孔和楼梯孔结合的部位竖向振幅会较为突出,在该部位增加立柱、将暗梁变为明梁都能有效降低该部位的振幅。(5)地下厂房结构抗震分析方法和地震响应特点一直较少被关注。为考虑厂房结构与围岩之间的动力相互作用,本文在ANSYS平台的基础上,采用APDL语言编制粘弹性人工边界自动添加程序以及结点荷载地震波输入程序。计算表明,这种处理方式对于地下厂房结构抗震分析是可行的,计算效率较好；厂房结构地震响应较大的部位出现在母线层楼板以上结构,楼板主体结构的拉压应力峰值均不超过0.6MPa,说明地下厂房结构抗震性能良好。
参考文献：
[1]. 安康电厂水轮发电机组运行稳定性分析及改进措施研究[D]. 李成家. 西安理工大学. 2002
[2]. 安康电厂水轮发电机组增容改造分析[J]. 李成家, 周建华. 西北电力技术. 2000
[3]. 混流式机组水力振动研究与破坏原因分析[D]. 贺梅. 西安理工大学. 2000
[4]. 混流式水轮机运行稳定性的研究[D]. 陈生荣. 天津大学. 2003
[5]. 叁峡电站700MW水轮机水力稳定性及水力振动研究[D]. 宋晶辉. 重庆大学. 2001
[6]. 高比转速混流式水轮机低负荷运行稳定性研究[D]. 廖书长. 昆明理工大学. 2008
[7]. 龙羊峡水电站机组增容可行性分析研究[D]. 胡一栋. 天津大学. 2003
[8]. 安康水电厂机组轴承温度保护的改进[J]. 贺长宏. 陕西水力发电. 1992
[9]. 安康水力发电厂1号机组振动分析与故障诊断[J]. 曹剑绵. 电力情报. 1994
[10]. 水电站蜗壳结构承载机理与地下厂房动力特性研究[D]. 郝军刚. 武汉大学. 2014
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