摘要：本文将先对水轮机震源进行简单介绍，并叙述几种常见的震源处理措施，最后利用实例详细研究水轮发电机组震源，希望能够为水利发电提供有效建议，促进电力企业的快速发展，让我国经济实力得到质的飞跃。
关键词：水力；发电厂；水轮机；震源分析
引言：
电力是各个领域发展的关键部分，更是维持国家科技发展的前进力量。因此电力企业的健康发展与国家进步具有密切联系。水力发电厂是最为重要的电力系统生产环节，不仅能供应足够的电力能源，还能实现电力调度等功能，为国民提供更加优质的电力服务。所以发电厂水轮机的震源分析工作十分重要。
一、水轮机震源种类
（一）机械振动
水轮机在日常运行过程中，若出现转子结构质量分布不均、主轴刚性强度不足以及轴线偏离正常转动中心等机械元件缺陷时，会导致发电机组在高速运转下产生异常干扰力，导致机组运转产生问题。这种震源的主要表征为：发电机组转动频率的数值不会出现明显差异，但是振幅数值会随着呈现指数性增大。
（二）水力振动
水力振动原因主要有三种：第一，通流器中水流使用不稳定，导致水流进入水轮机组后，出现不对称现象，形成额外横向作用力，使各个机组组件之间的连接受到阻碍，丧失牢固性与稳定性，呈现间歇性振动影响。第二，定浆流体从尾部流向通道时，会出现局部载负现象，导致出现漩涡流，进而产生低压脉冲，让发电机组出现异常转动情况。第三，流体通过机器轮片进入发电机组运行结构中，会在输出口形成旋涡流列。若发电机组轮片运行时出现简单轮流时，会直接接受流体的冲击力，其冲击力的振动频率接近正常运转频率时，会形成物理共振现象，对发电机组正常运行造成巨大阻碍。
（三）电气振动
电气影响是水轮机震动的主要原因，并且振动幅度与机器运转时的电磁流量具有正比关系。水轮机发电组在三相电流中具有不对称性，当出现电气故障时，会让转子出现接地现象，形成发电机组短路问题，导致电阻值不断受损降低。在长期运转使用后，故障影响越加严重，电场不稳定状况更加恶劣，会让发电机组呈现非常剧烈的振动症状。
二、水轮机震源处理措施
（一）机械震源处理
当出现机械故障时，一般采取停机处理，进行水轮机组转子、主轴等机械元件检修，确保发电机组元件组装正常，恢复运行生产功能[1]。
（二）水力震源处理
根据水力振动原因，可给出不同解决措施。第一种，改良轮片型号，并对出水端进行削薄，逐渐降低涡流力，直到为旋涡影响为止。第二种，在水轮机尾部管口增设导流瓦装置，降低涡流列影响，起到消除振动目的。第三种，将卡门涡流的频率与轮片转动频率值进行反复调整，排除共振现象。
（三）电气震源处理
电气振动是水轮机发电机组正常运转过程中必然存在的自身机器形状，不可能将其完全消除，工作人员一般会设计并采用周密的预防措施，降低此项振动的影响。
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三、水轮机发电机组的实际案例分析
（一）研究概况
选择某水电站作为研究分析对象，电站中水轮机发电机组的每台机器运转规格为10兆瓦，转动系统的整体重量为50吨，主要构成为上导、下导、水导、轴承等机械结构。上导类型为巴氏合金、数量值为6，单片标准缝隙为0.08毫米；下导类型也为巴氏合金，块数为6，单片缝隙值为0.15毫米。推理轴承采用刚性支柱结构，推力瓦设备数量为8。此水站工作人员发现水轮机在投入生产初期，上导、下导、水导等摆动值出现异常增长情况，导致水轮机出现振动症状。而经过一段时间运转之后，发电机组振动非常恶劣，多次出现故障停机状况，影响水电站的正常生产运营工作。虽然经过返厂处理，但是还存在轻微的电磁振动。主要振动特征为；水导的摆动振动值为0.67毫米，上机架设备的振动数值为0.24毫米。
（二）振动问题具体表现
对上述研究实例进行分析发现，振动问题的具体表现分为几点：第一，水轮机发电机组上机架结构强度不够、设备刚性能力较弱。经过返厂加固后，上机架径向振动值上升为0.28毫米，极其接近机组产生共振的数值，导致共振现象的发生。第二，上机架中用于轴承固定的稍钉元件数量较少。当轴承进行拆装维护与运转时，会没有确定的稳定状态，出现轴承中心偏离现象，形成定转子工作存在不稳定状况，造成机械振动影响。第三，在水力发电运行生产环节，轴承的不确定性会引起螺栓与支架连接存在稳固性缺陷，低于标准承受能力值，出现焊接受力不均衡现象。在长期运转后，长期受力较强的焊接位置会出现开裂情况，呈现较为严重的振动故障情形。水力发电机组构成较为复杂，进行维修处理时若不能进行标准性焊接操作，会出现振动机组轴承漏油、烧瓦情况，进一步恶化振动故障，影响水电站的正常产电，给企业带来巨大经济损害。第四，水利发电机组在首次装置后，要对发电机组设备采取改革整装处理与检测。经过不断审核操作之后，工作人员才能获得真实精确机械运行数据，为设备检修与轴线调整打下坚实基础。但是发电机组在投入正常使用后，轴承中心会发生相对偏移，让轴线调整工作收效甚微。第五，对原机组结构进行分析，其导瓦设计缝隙不符合实际运行标准，导致三导结构轴承没有位于同心圆中心处，出现受力不匀状况，产生振动影响。第六，工作人员在进行机组检查与校准时，观察到该水电站发电机组的镜板底部平面未与机组轴承元件保持垂直状态，致使轴线位置出现间隙，呈现一定夹角。这种情况会形成偏心力矩，导致轴承受力不均匀，振动情形加剧。第七，发电机机组的推力头和大轴承影响，会让机组盘车测量轴线出现导轴颈圆异常，经过百分比度数可知，最大值与最小值间距会达到0.09毫米，误差值较大，会让发电机组稳定性受到不良影响。
（三）针对性消除对策
根据上述问题给出针对性消除对策。第一，增强各个机组之间稳固连接。发电机组上导、下导、上机架等结构中稍钉数目要进行适当增加，以便提升机组轴线的稳定性，降低机械振动频率。另外要对机组的圆度以及通信情况进行严格设定，提升轴线的高度以及准确度，进一步强化轴线的稳固度。第二，严格把关安装流程。发电机组安装过程中，工作人员应事先确定轴线的标定位置，从根源处解决轴线的质量问题。第三，增加导轴的支撑能力。设计时应对导轴的横向切力以及轴向力矩等因素进行慎重考虑，制定出针对性解决方案。比如，工作人员可以适当增加焊接元件之间的沟槽宽度，以此来提升焊接深度数值，降低焊接缝隙的出现几率，增强焊接位置承受能力，起到减小振动故障的效果。第四，工作人员可以对盘车数据信息进行调整，保证其能够满足国家规定标准数值，并连接法兰解体，提高0.14毫米的铜皮薄垫结构，维持境底平面与轴线的垂直设定[2]。
结论：
综上所述，水力发电厂水轮机震源研究对于国家发展具有重要意义，通过详细的案例分析过程，可以透彻了解发电机震源情况，制定出合理的处理措施，提升发电厂工作效率，为国家发展提供强大的电力支持，期待电力企业能够重视水轮机震源分析工作，积极创新技术理念，加强国家现代化建设。
参考文献：
[1]桑志宽.浅析水轮机发电机的振动原因及处理对策[J].山东工业技术，2015（02）：14
[2]周俊.浅析水轮机发电机组振动原因及处理对策[J].水利建设，2016（03）：130
论文作者:杨雪峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/21
标签：机组论文; 水轮机论文; 震源论文; 轴线论文; 轴承论文; 水力论文; 发电厂论文; 《电力设备》2019年第14期论文;