水轮机振动的原因是什么.doc

水轮机振动的原因是什么？消除振动的主要措施有那些？

答：水轮机运行中出现振动是常见的现象，但不允许超过下表规定值：

立式水轮机各部位允许振动值：

序号 额定转速（r/min）

测量部位 100及以下 100-250 250-325 325--750
振动标准值（mm）
1、 带推力轴承支架的
水平及垂直振动 0.14 0.12 0.10 0.08

2、 带导轴承支架的
振动水平 0.14 0.12 0.10 0.08

3、 定子铁芯部分外壳
水平振动 0.14 0.12 0.10 0.08

水轮机振动是由机械和水力两方面的因素引起的。
（1）机械方面的因素有：
1）由于主轴弯曲或挠曲、推力轴承调整不良、轴承间隙过大、主轴法兰连接不紧和机组中心不准引起空载低转速时的振动。
2）因转轮等旋转件与静止件相碰引起振动激烈并伴有音响。
3）转动部分重量不平衡引起的，随速度上升振动增大而与负荷无关，这是常见的，特别是焊补转轮或更换桨叶后更容易发生，这类振动的特点是振动频率也水轮机转频一致，发电机上、下机架及导轴承横向振动的振幅与转速的平方成正比。
对机械原因引起的的振动，只要查清振动原因，采取相应的措施，如通过动平衡，调整轴线或调整轴瓦间隙等，就能消除。
（2）水力方面的因素有：
1）尾水管中水流涡带所引起的压力水脉动诱发的水轮机振动。混流式水轮机在偏离最优工况运行时，尾水管中将出现涡带，由此引起水轮机振动，并伴有响声，常发生在30%--60%额定负荷范围内。强烈的涡带可能引起厂房振动；若由涡带引起的尾水管中的低频压力脉动频率与引水管固有频率接近，则可能引起引水管强烈振动；如果压力脉动频率和水轮机的转频接近，则可能引起功率摆动，如狮子滩等电站军存在涡带引起的振动，常在转轮出口附近的尾水管上部装十字架补气装置，或轴心补气，还有采取加长泄水锥或加同轴扩散形内层水管段；近年来，一些大中型电站在尾水管入口处加装导流瓦和导流翼板等都可使涡带引起的振动减轻或消失。
2）卡门涡列引起的振动。当水流流经非流线型障碍物时，在其后面尾流中分裂出一系列变态旋涡，即所谓卡门涡列。这种涡列交替地作顺时针或反时针方向旋转。在其不断形成与消失过程中，会在垂直于主流方向引起交变的振动力。当卡门涡列的频率与叶片固有频率接近时，叶片动应力急剧增大，有时发出响声，甚至使叶片根部断裂。卡门涡列一般发生在50%额定出力以上的某种工况。采用改变卡门涡列频率或叶片固有频率的办法，可以减轻卡门涡列振动，如将叶片出水边削薄或改型，有可能使正背两面构成的交流旋涡抵消或削弱；同时提高了卡门涡列的振动频率，使其远离叶片自振频率，避免共振，但是叶片削薄改型部分不宜太长，否则会影响翼型的特性，降低效率；尾端圆角应满足强度的要求，不应太小。
3）转轮止漏间隙不均匀引起的振动。为了减少高水头水轮机转轮的容积损失，通常采用梳齿形之止漏装置，但当结构不合理或间隙过小时，即使主轴很小的偏心或止漏环少量的压力变化和波动。间隙大处取流速较小而压力较大，间隙下处则相反因而造成间隙内的压力不均匀分布和侧向水推力，引起转轮偏心变大和振动，其振动频率与止漏环偏心运动的频率相同。实践证明，适当增大外止漏环间隙，可使转轮偏心运动对转轮背压和止漏间隙中压力的影响明显减弱，从而减小振动，如鱼子溪4号机运行半年出现振动过大，后将上下止漏环间隙由1mm增加到2.5mm，振幅减小在规定范围内。
4）冲击式水轮机尾水上涨引起的振动。正 常时，冲击式水轮机的尾水位与转论必须保持一定距离，尾水应无压流动。如果尾水位渠水回溅到水斗上，扰乱水头与射流的正 常流程，也会引起机组效率下降和振动。此外，运行时处于转轮附近的空气，会被高速射流带走并从尾水渠中排出，机壳上的补气孔太小或冒水就有可能使尾水位抬高甚至淹没转轮，使尾水形成有压流动，不仅产生强烈振动，而且危及机组安全。
引起水轮机振动增大的原因很多，也可能是几种原因同时作用造成的，在未找到原因前，应避开振动区运行。