裴龙芬

摘要：随着我国清洁能源的开发利用，水力发电逐步得到开发。水轮发电机有了快速的发展和进步，性能日益提高，但是也存在着一些需要亟待解决的问题。在现代水电站的日常机械运行中，水轮发电机组的振动是不可避免的正常现象，但是如果振动幅度过大，超过标准范围则会影响机组的安全运转，本文作者提出来精确测量振动值及分析振动原因，包括设计方面、制造方面、安装方面和运行方面的问题。并及时采取相应技术措施加以处置，就能保证机组的安全运行。

关键词：水轮发电机组;振动;原因;对策

在社会发展建设过程中，水利工程对于促进社会经济和谐稳定发展有着重要的推动作用。在现代水电站的运行中，水轮发电机组在运行中经常会因为各种不同的原因出现剧烈振动的现象，是不可避免存在的，因此，做好水利工程项目内部优化工作就显得极为重要了，其能够有效的提升机电设备运行的稳定性，满足发电需求。文章，将对水轮发电机组运行中常见的振动问题进行分析，以求更好的促进相关工作推进。需要我们找准发生的原因，采取相应的对策，延长机组的使用寿命，避免事故的发生。

一、水轮机组振动概述

在水轮发电机组运行过程中，机组振动主要是将水轮机作为其原动力，水能的作用能够有效的激发水轮发电机组振动，同时，通过间接的凡事，其还能够维持机组的振动。在具体运行期间，值得注意的是，水轮机组自身具有一定特殊性，也可能造成水轮发电机组振动。如从水轮机组的结构来说，水轮机组是由两个部分所组成的，即转动与固定，在水轮发电机组实际运行过程中，如果机组的某个部位出现质量或者是其他故障问题，就可能会导致机组出现振动。水轮发电机组振动是旋转机械中比较常见的一种现象，针对水轮机组振动，必须要及时的采取有效措施进行，否则其可能会对机组的稳定性和可靠性等产生影响。但是，在水轮机组运行期间，如果故障已经比较严重了，采取相应措施已经难以对其进行控制，那么就需要及时的停止运行水轮发电机组，避免其产生更加严重的损失。

二、水轮发电机组振动故障成因

水轮发电机组的工作环境相较于普通的动力机械来说存在有较大的差异，因此，其出现故障的原因也可谓是多种多样，其主要包含有以下几个方面的原因：1、机械故障

当水轮发电机组主轴的刚度或者是直径不够的时候，两个轴承之间将会产生巨大的间隙，这样可能会造成机组振动，同时机组的负荷变化也将会对机组的振幅产生影响。其次，机组运行期间，转动部分的结构不平衡，或者是工艺质量不够理想，比如说设备工艺质量没有达到标准要求，使用一段时间之后，设备磨损越来越严重，机组的转速变大，机组振幅也将会加大。再次，紧固件松动、水轮发电机组的部分零件松动之后，在低负荷或者是空载的情况下，容易出现比较明显的振动现象。最后，机组内的转动部件或者是固定部件因为摩擦而产生振动。

2、水力故障

水轮发电机组的工作环境多是在水中，因此水力也是影响机组正常运行的关键性因素之一。首先，水轮机的固定导叶、蜗壳及活动导叶内部的非均匀流可能会形成一个漩涡，漩涡最终发展成为漩涡带，导致水轮发电机组振动，这种振动会受到机组运行状态的影响，如果机组运行状态良好，则振动微弱，对机组机会不产生影响。其次，转轮叶片出口部位形成卡门涡街也可能会引发机组振动，在发电量比较高的情况下，卡门涡街所引发振动幅度也更大。最后，水轮机在不是规定设计工况状态下运行的时候，如低负荷、低水头等状态下，转轮叶片的出口处很容易出现旋转的水流，其可能会在尾水管中形成偏心涡带，产生压力脉动，导致水轮发电机组振动。

3、电气故障

电气故障也是导致水轮发电机组振动的一个重要因素。发电机转动部件在转动时可能会受到多种补平衡力的影响，比如说定转子之间不均匀的空气所引发的作用力，其会使得上机架出现明显振动，振动幅度则会随着电流的变化而变化。其次，发电子定子绕组内部所形成的谐流可能会产生磁拉力，这种拉力可能会使定子出现振动。最后，在安装机组时，如果没有做好定子绕组固定工作，在电气负荷比较高的情况下，机组也容易出现振动现象。

三、水轮发电机组振動处理对策

1、工程概况

为了更好处理水轮发电机组振动问题，笔者尝试对某电厂水轮发电机组工程实际进行分析，该机组在运行初始阶段出现振动现象。

2、振动原因分析

经过检测分析发现，振动原因主要是因为发电机转子自身热弯曲，接触不良所引发的。其主要如下：通流期间中水力稳定性相对比较差。在水流进入到转轮之后，出现不对称问题时，导致横向作用力的稳定性下降，最终设备出现振动，低荷载或者是零荷载的运行状况下，可能会出现高强度的振动。其次，则是尾部流通管产生涡流带。水轮发电机组运行过程中的涡流带是一流体形式，其相对来说比较复杂，稳定性差，容易引发振动。此外，尾部流通管道安装位置偏低，没有达到标准要求，也是导致水轮发电机组振动的一个重要原因。通常，转浆式流体输送机的尾部安装位置比较低，但是其他设备的尾部安装时却不必如此，然而实际安装过程中，部分工作人员却会惯性操作，导致设备尾部安装位置难以达到规定标准^[1]。

3、处理措施

在对水轮发电机组振动故障进行处理时，一是需要将机组拆开，找出故障的根本原因，然后将机组各个配件送到生产厂家进行维修。如针对机组间隙问题引发的故障，可以进一步加大机组顶盖和底环之间的间隙，以减少因为底环与顶盖之间摩擦碰撞而引发的振动故障。二是，将机组的主轴加固，可以尝试修改连接螺栓的材料，更改螺栓尺寸，进而减轻振动问题。三是，借助打磨机，对机组下环和底部座环仔细打磨，调整设备的水平度，将其控制在合理范围之内，防止设备运行过程中，出现振动。四是对机组的底部进行修缮，在镜子班也推力瓦之间合理的应用绝缘板，这样也能够有效的防止在设备使用期间，因为长时间的摩擦而出现振动。五是适当增加水轮机顶部的排水管数量，这样能够及时的将机组内部积水排出，能够有效加大阀门的控制力度，达到防止振动的目的。六是在安装加工完成的底环和顶盖时，需要严格的根据相关规定进行操作，提高工作人员的技术水平，保证各项设备的安装，符合规定的标准，在设备安装完毕之后，做好二次检查工作，为后期设备的良好运行做好准备，防止设备运行期间频繁振动。七是严格根据水轮发电机组的说明书对设备进行组装，在安装工人组装之前，要先做好技术培训工作，保证所有人的技术水平达到标准要求之后，才能让其进行安装，同时还应做好设备的试运行^[2]。

总之，水轮发电机组运行期间，内部经常会出现各种原因的振动，这种振动现象可能会导致固定导叶和转轮的结构被破坏，进而降低水电站的经济效益，严重时甚至会对水电站的安全性和稳定性等，带来严重的影响。因此，做好水轮发电机组振动原因分析，并结合具体故障原因，制定行之有效的解决对策就显得极为重要了，其能够有效提升水轮发电机组的使用效益，延长机组使用寿命。水轮发电机组是水电站发电的核心组成部分，其安全稳定运行对于水电站的经济及社会效益有着较大的影响，因此保证设备的稳定就显得极为重要了。然而，在设备实际运行期间，经常会出现各种各样的振动故障，这些故障对水电站的稳定运行有着较大的影响，做好振动故障原因分析，有针对性的予以解决，是保证设备顺利运行的关键所在。

参考文献

[1] 张广涛，宋丽波，张晓静，孙召辉，梁红梅，肖志怀，程远楚.  基于多小波的水电机组振动信号降噪方法研究[J]. 中国农村水利水电. 2016（05）：51.

[2]  荣红，宋旭峰，杨文道，蒲楠楠，秦晓峰.  抽水蓄能机组“S”特性判定方法的研究[J]. 水电与抽水蓄能. 2016（02）：162.