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水电站的水轮机稳定性主要影响因素

   日期:2017-03-21     来源:中国节能在线    浏览:71    

  在整个水轮机组的设计工作中,水力方面的设计影响力较小。当水轮机组在正常工况下运转时,机组转轮出口水流会不断流出,而转轮出口水流不会发生旋转。当水轮机不处于最优工作状态下,转轮出口的水流会在水轮机尾水管中逐渐形成环状水流,当水轮机在低水头的40~70%部分负荷工况下,水轮机转轮出口水流会正向旋转,并且逐渐形成带状涡旋,甚至会引发水轮机组产生振动作用。

  在水轮机运行工作中,造成水轮机组振动的最为主要的因素就是尾水管的压力脉动,而且这一因素会对混流式水轮机的正常运行构成威胁。另外,如果绕流翼型尾部产生卡门涡列,也会影响水轮机的正常运行,因为岂会导致水轮机的转轮叶片产生强迫性的振动,当这种强迫性振动的频率与转轮叶片的自振频率形成倍数关系时,就会导致水轮机转轮叶片产生裂缝,甚至会导致叶片断裂。

  除此以外,还有一个因素也会影响水轮机的稳定运行,即水力因素,如果水轮机机组运行状况与水轮机设计工况出现偏差,则在叶片的进出口就会发生脱流现象,由于脱流现象的频率不稳定,因此其危害程度也有所不同。水轮机的水力模型是整个水电站的动力来源。

  科学合理的水轮机组结构设计与加工制造能够有效提高水轮机运行的稳定性,而影响其结构合计与制造的因素主要有三点如下所示:
  
  ①过流部件,当流道内的水流压力作用于过流构件上,则会产生应力作用,随着应力的增加,会导致构件发生弹性变形,另外,当水流发生搅动作用时,各个构件也会产生振动作用。当水流的振动频率与部件的固有频率相同时,还会产生共振作用,不仅会产生严重的噪音污染,而且还会影响水轮机组的正常运行。特别是对于尺寸较大、转速较低的水轮机组,其本身固有频率与水力低频十分接近,因此很容易受到共振影响。

  ②加工工艺的影响,在水轮机组的加工制造工作中,如果叶片加工不精准,或者在构件的焊接过程中出现误差,则叶片的进出口开口值就会比较不均匀,最终会导致水轮机组发动机产生振动问题。
  
  ③在迷宫环加工时椭圆度大,也会导致机组发生振动问题。

  另外,水轮机组的安装质量同样也会影响水轮机组的稳定运行。在水轮机组的各个构件中,如果其导轴承互不同心,或者轴线不正,则引起水力振动,同时还会引起轴承构件发生振动。还需要注意的是,如果转轮机平衡性较差,则会产生叶开口值调整不均匀问题。

 
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