（葛洲坝集团机电建设有限公司 湖北省宜昌市 443000）
摘要：随着经济的发展，时代的进步，我国目前正处于改革的深水区、攻坚期，在如此重要的发展阶段，电力能源的支持是必不可少的。作为一种高效、清洁的发电方式，水力发电已经越来越受到大家的认可，并且未来有很大的发展空间。但是对于水轮发电机组来说，由于其前期投入资金较大，只有保证其可以在一定时间范围内的正常工作，才可以保证其获得可期的经济利益。所以说，对水轮发电机组进行深入的研究，发现其出现问题的原因及危害，找到解决办法尤为重要。这篇文章结合了笔者的实际工作经验，以水轮发电机组的振动原因为切入点，分析探讨了解决振动的应对措施。
关键词：发电，水轮机组，振动，危害，原因，措施
1、引言
对于熟悉机组工作程序的人而言，振动是机组经常会遇到的一种现象。这种现象的出现会影响机组的正常使用寿命，降低机组的工作效率，如果振动过大的话，会有可能会造成事故停机。所以说，对机组的正常工作进行实时监测，把其振动频率控制在一个合适的范围值内是非常重要的。下面我就对水轮发电机组振动的原因及危害研究做一个详细的阐述。
2、水轮发电机组振动的原因
2.1机械方面的问题
这是机组在进行正常工作中产生的摩擦力、压力、惯性等一系列原因共同作用而产生的振动，这是一种十分正常，也是难以避免的振动。同时，我们把主钢轴硬度不够、转轮质量不均等、机组轴线不直、导轴之间距离较大、不牢靠、润
滑到位等原因也归到了机械原因这一类。这种机械原因产生的振动都有共同的特点，既机组的转动频率与机组的转动速度是相同的，其振动幅度随着转速的变化而变化。
2.2水力方面的原因
由于这种发电方式叫做水力发电，是在水中、与水进行相互作用产生电能的一种方式，所以水力方面是造成水电机组振动最主要的一个原因。
（1）水力不稳
由于正常水流遭受块状物体卡在转轮叶片之间或者柔软的粗麻绳、橡胶带缠住转轮叶片的阻碍，造成水力不均衡，引起了水电机组的振动。通过蜗壳的作用使具有动能和位能的水流形成环流，引起转轮旋转。在安装和加工误差等因素以及流道的外观形状和导水叶的叶片的尺寸相差很大时，其横向力会受到转轮的水流不再轴对称的影响出现不平衡。所以，在低负荷或空载运行时将出现非常剧烈的转轮振动。
（2）空腔气浊
在对水电发电机组进行设计和投入使用之前，要充分考虑到机器对于抗空腔气浊能力这个因素。因为，水轮空腔气浊的发生与水轮机组的运行条件有着很大的关联，在机组开始运行一段过程之后，由于其设计时可能会出现的一些小误差，就会造成系统偏离在最优工况区进行工作，极大的影响转轮的出流条件，对水电机组的正常发电效率和设备的使用寿命造成一定程度上的影响。
（3）尾水管出现问题
一般来说，尾水管最为水电机组非常重要的一个零部件，影响着整个水电机组的发电效率。由于其安装上的一些问题，大都为安装过低，容易造成低频水压脉动的现象。在平时没有设定具体的工作目标时，水电机组在继续工作，在期尾部就易出现脱流旋涡、旋转水流等现象。原因是在尾水管里产生大涡带后，涡带在管内接近于固定的转动频率，可能会在尾水管内产生水压脉动。如果管内水流产生流动，压力脉动就有可能会造成转轮、压力管道、蜗壳、尾水管壁等导水机构振动的现象。
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（4）卡门涡流
当流体绕经轮片自入口输出的时候，会导致其在输出口的位置产生涡流， 在轮片的正面与反面间断轮流形成的时候，将会导致轮片受到流体的影响，当撞击频率与轮片自身振动频率接近的时候， 和出现共振问题。在一般情况中，只有在规定范围以内的水头与开度的情况下，将产生涡流列导致震荡的现象，会导致轮片的底部出现裂缝，当发生事故的时候，将有很大噪音的产生。
2.3电气方面的原因
电气机组在运行过程中产生磁场力，这也是造成水电机组振动的一个主要原因。机组的振动幅度和电磁流量两者有着一种正比例的关系。同时，发电机组在不对称的三相电流当中，在发电机出现问题候，因为产生转子接地，会导致短路现象的发生，同时电阻值也不断的降低。当有很多的电流从故障点经过的时候，会使得电场出现不平稳的问题，会导致发电机组剧烈振动现象的出现。
3、水轮发电机组振动的危害
3.1会造成零件松动
水轮机组是由许多的零件拼接构成，如果长时间、高频率的机组振动得不到解决的话，会使原本结实的零件变得松动，从而降低水轮机的使用寿命，严重的话还有可能会因为机器故障造成安全事故。
3.2对厂房造成影响
因为水轮机组与发电厂厂房相连，如果机组强烈振动的话，会影响到厂房里的其他设备和正常的工厂工作效率。
3.3破坏尾水管
尾水管中会形成涡流脉动压力，情况严重时，尾水管壁会因压力而裂开，而且也会破坏整个尾水设备。
4、水轮发电机组振动的应对对策
4.1机械方面应对措施
要想解决因机械原因造成了水轮发电机组振动，就要把设备的精密度的离心度相对应的进行提高，并进一步提高零部件组装、焊接的工艺，具体的方法有调整轴线、对轴瓦之间距离进行调整。
4.2改变卡门涡频率
通过这个应对措施能够有效解决止漏距离不合适引发的振动现象。经过种种实际操作能够看出，适当的加大外止漏环间隙能够降低机组振动。这是由于加大间隙能够削弱转轮偏心运动对转轮背面止漏环间隙压力的影响。加大补气孔面积的方法，可以解决冒水使尾水位升高、淹没转轮、冲击式水轮机机壳上补气孔太小等种种现象。
4.3加强机组定期检修
水轮机组作为一种较昂贵、结构复杂、易受影响的设备，要及时对其进行检修工作，并可以采取对其工作状态进行实时监控的一种措施。通过加强检修，可以及时发现其运转过程中存在的一些不正常现象，以及时有效的作出应对措施，解决水轮发电机组振动的现象，增加机组寿命。
5、结语
水轮发电机组振动有许多的弊端，如果这个问题得不到解决，会影响到水力工程的正常有序的工作运转，直接影响到水电站的既得经济效益。所以，通过这篇文章，我分析了水轮机组振动的原因和危害，给出了一些我认为能够解决问题的方法，希望对大家有所帮助，同时，也希望这篇文章能起到抛砖引玉之效，引起业内更多专业人士对此问题的思考。
参考文献：
【1】马俊华 .水轮发电机组振动分析.科技创新与应用.2017,11
【2】蓝伟杰.水轮发电机组振动原因和处理措施分析.电力讯息.2015,11(下）
论文作者:薛刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/13
标签：机组论文; 水轮论文; 转轮论文; 原因论文; 现象论文; 水管论文; 水电论文; 《电力设备》2017年第24期论文;