摘要：水利发电将动能和势能转变为电能，是一种环境友好型的发电手段，为我国电力输出注入了新的力量。水轮机是水利发电的重要组成部分，关系到整个发电站的正常运行。随着我国社会的发展，人们对于电力的需求越来越大，在年复一年日复一日的运转下，水轮机出现了很多故障，振动异常故障是比较常见的一种水轮机故障问题，对其做出探讨具有一定的意义，分析其处理方法将为我国水利发电企业更好的发展做出一定贡献。
关键词：水力发电厂；水轮机；振动异常故障；处理方法
水资源下落的重力势能和水流的动能为发电厂输出电能带去了源源不绝的动力，水利发电已经成为我国生产电力的主要途径，但是随着用户用电需求的增加，机器运转时长越来越长成为了我国电力生产设备产生故障的主要导火索。在诸多水利发电系统故障中，水轮机振动异常故障比较常见，时下探究其处理方法具有重要意义。本文将就水利发电厂水轮机振动异常故障和处理方法做出简要探析。
1、水利发电厂水轮机振动异常故障产生的危害
首先，无论是什么故障问题，都可能会引发安全事故，给相关工作人员的人身安全带去威胁，水轮机振动异常也可能引发其他机械产生故障问题，在各种机械产生故障之下，增加了事故发生的几率，工作人员在维修机械时，可能因为机械的突发状况问题丧失健康甚至是生命。其次，水利发电厂中水轮机是主要的机械，其发生故障将使整个水利发电系统暂停工作，这可能给用电住户带去不便甚至是一些安全问题，对于一些用电量大的企业来说，超出一定时间的停电会造成很大的经济损失，水轮机故障也可能引发一系列机械故障，比如机组蜗壳、尾水管、水轮机内部零件磨损等等，这使电站机械的使用寿命大打折扣，给电站带来经济损失。再者，检修机械需要专业的技术人员，这涉及到一定检修费用，同时，一个电站往往供应了千千万万住户的用电，检修过程中不能正常输出电力，这对于电站来说也是一笔不小的经济损失。综合以上来说，水利发电厂水轮机振动异常故障无论对电站还是住户，都会带去安全问题与经济损失。
2、水利发电厂水轮机振动异常故障产生的主要原因
2.1水轮机负荷工作
随着用户用电需求的增加，水利发电厂机器运转时长越来越长，水轮机的工作时长也在增加，其往往面临负荷工作，这种情况下容易出现振动故障。运行中的水轮机，当电流超过额定电流的1.1倍时，水轮机内部零件易产生振动异常故障。
2.2尾部流通管产生涡流带
当导叶开度在40%-70%时，尾部流体管中易出现一种螺旋状流体，形成涡流带，此时尾部流体出现低压脉冲，其低压脉冲值达最大。涡流带脉冲率易给水轮机原振动频率造成干扰，两者共振使水轮机振动异常，进而影响其正常工作。
2.3设备转轮空蚀
设备轮转空蚀也会导致水轮机振动异常故障的产生。当水流进入流通管时，由于多方原因其水流可能不平衡，进而产生不稳定作用力，其中最大的影响因素就是流通管安装不科学，流通管作为水流通过的地方，其本身安装存在不对称将使水流难以对称，这将导致设备轮转空蚀，其不平稳流动将造成水轮机内部零件剧烈振动。
2.4水轮机轮片受到水体撞击
当水轮机轮片受到相近振动频率水体的撞击时，相近振动频率下，两者之间易相互影响，进而导致水轮机振动异常故障的产生。
2.5导叶被杂物卡住
当导叶间被杂物卡住时，单导叶会自由运转，这使水体流动异常，具体表现为水体流动不平衡、不稳定，这将进一步使机组振动产生异常。
3、水利发电厂水轮机振动异常故障处理方法
3.1注重机械零件安装工作，取消水轮机内部紫铜垫
水轮机负荷工作产生振动异常故障时，往往是内部零件出现了问题，转轮、螺钉是常见的零件故障，我们应当着重检查，除此之外，当发现有叶片脱落时，应该立马停止水轮机的工作进行机械维修。当水轮机振动较剧烈时，可以进行重新盘车，在“镜板”和“推力瓦”之间，采用铲销的方式安装绝缘板，同时，取消水轮机内部紫铜垫的安装，将有助于消除水轮机内部零件异常振动。
3.2在尾水管中安装补气管
针对尾部流通管螺旋水流引起的水轮机振动异常故障，可以在尾水管中安装补气管，将有助于降低脉冲率，减少其与水轮机的共振现象，进而减少水轮机的振动异常过程。
3.3合理安装流通管
流通管作为水流通过的地方，其本身安装存在不对称将使水流难以对称，这将导致设备轮转空蚀，其不平稳流动将造成水轮机内部零件剧烈振动。水轮机振动异常故障的检修工作应当注意是否流通管安装对称了，如果不对称，应当及时将其安装对称，进而减少水轮机振动异常故障的产生。
3.4及时检查，拆卸相应部件取出杂物
当机组声响异常时，通常是水轮机叶片运转异常导致的，应当先关闭水轮机运转进行检查，在关闭时，当机组转速下降到35%时即可关闭，当其不能自主下降到35%时，应当采取强硬关闭措施，即关闭主阀门使其停止运转。在停止水轮机工作后，仔细观察是哪个部分叶片被异物卡住，并及时将其取出，当难以观察到时，可以拆卸尾水管取出杂物。
3.5减少水轮机运转工程碰撞次数
当水轮机振动异常故障产生时，应当首先明确水轮机的振动频率，再根据实际情况的不同对水轮机振动频率高低进行调试，同时应当对水轮机内部轴线进行检查，看水轮机内部轴线和中心是否对称，若不对称应当及时调试。
3.6合理安装部件
主轴连接不紧密是常见的机械安装问题，它使机械在运转中产生异常声响与振动，应当在机械早前的安装过程中就注意主轴的紧密安装，当在水轮机运转过程中才发现时，只能将机组部件拆卸掉，然后整体再进行重新安装。
水轮机各部摆度规定（mm）
机组转动部件的不紧密连接造成机械相关部件在转动过程中转幅过大，巨大的摆动幅度使其运转时产生大量的摩擦力（开篇表格数据已呈现各位置的规定摆度值），并伴随异常声响与振动，当这种情况发生时，我们只能重新调整、安装。比如导轴承处的摆度规定值为0.05，一旦超过该值，将视为摆幅过大。
机组转动部分质量不均衡将使机组转动失衡，进而导致异常声响的产生，往往也伴随着机组振动异常故障的出现，在前期安装部件时，我们应当注意重量分布问题，同时转轮出现缺损后需要进行补焊，这往往使叶片质量发生改变，其与原来的叶片质量不同，局部形状也不一样，这种情况下必须对机组转轮进行平衡检查，并将机组部件进行拆卸，进而对叶片形状进行测量，将其与原有叶片之间进行比较，及时将补焊叶片进行修整，进而有效清除机组振动。
结束语
故障的产生往往会引发出一系列安全事故，用合理的解决办法处理故障将有效保障相关工作人员人身安全，同时，也将有助于提高企业生产力。上文就水利发电厂水轮机振动异常故障产生的原因、危害做出了分析，对其处理方法做出了探讨，希望在水轮机振动异常故障解决中可以发挥一定作用。解决水利发电水轮机振动异常故障问题将为我国电力输出效率增添助力，将为居民用电清扫掉一大“拦路虎”。
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论文作者:杨绍良,曾阳麟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/13
标签：水轮机论文; 故障论文; 异常论文; 发电厂论文; 水利论文; 机组论文; 机械论文; 《电力设备》2018年第27期论文;