高海拔地區機組測試與診斷分析

李楊 郭傲輝

摘要：西藏地處高海拔地區，水電開發尚不完全，電站運行狀況也與內地運行情況存在一定的差別，但是西藏地區地處祖國邊陲，水電站的安全、高效運行對于國防建設和正常的生活生產具有十分重要的意義。因此如何確保西藏地區電站的正常運行十分重要。雖然數值模擬結果可以有效的模擬機組運行過程，但是與機組真實的運行情況相比誤差較大，只能提供理論上的數據參考，具有一定的局限性。運用便攜式水力機組狀態監測分析設備，基于測試數據，對水輪機的振動、擺度情況等進行測量分析，然后提出對應的改進措施和方案，就可以彌補數值模擬的不足。真正的為水輪機機組的可靠運行提供保證、并為機組檢修提供可靠的依據。

關鍵詞：高海拔地區;狀態監測;振動;擺度

西藏地區水力資源理論蘊藏豐富，可開發裝機容量 1.1 億 kW ，適于大型水電站的建設開發，但由于西藏地處高海拔地區，空蝕現象也不同于內地同類型機組，同時晝夜溫差大，機組附屬部件在明顯的溫差作用下，破壞速度加快，因此如何確保機組的穩定性運行顯得尤為重要[1]。基于數值模擬技術對機組的運行情況進行數值模擬，可以對機組的運行情況進行預測，但是存在一定的誤差[2]，需要測量數據的支撐才更有價值[3]，同時可靠的信號技術，是機械故障診斷的前提。本文基于先進的便攜式水力機組狀態監測分析設備，對西藏林芝地區多布電站的機組運行情況進行測試，從運行動態信號中提取出故障征兆，為多布電站的機組檢修情況提供數據支撐。

1 電站概況

多布電站位于西藏林芝市境內尼洋河上，距林芝市中巴宜區約25公里，壩址控制流域面積HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%9F%9F%E9%9D%A2%E7%A7%AF"＼t"_blank"15734平方公里，年平均流量483m3/s，水庫正常蓄水位3076m，總庫容HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E5%BA%93%E5%AE%B9"＼t"_blank"8500萬m3，為日調節水庫。初選電站裝機容量12萬千瓦，年利用時間4217小時，設計年發電量5.06億千瓦時。流域面積HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E5%9F%9F%E9%9D%A2%E7%A7%AF"＼t"_blank"15734 平方公里，水庫蓄水位3706m。是西藏 “十二五”能源發展規劃重點開工投產項目。

2 試驗背景

機組在運行過程中會有異響發生。

3 試驗內容

（1）開機工況試驗，機組自動開機到空載，對機組的開機工況進行全程的試驗錄波;

（2）變負荷試驗階段，機組從空載態緩慢增加負荷直至機組滿負荷，對機組的負荷變化過程進行全程錄波。

4 試驗結果

4.1 機組開機工況測試結果

5 結論

1）機組在開機過程中，水導軸向振動量在超過60%轉速時，振動量偏大，處于危險狀態，需要適當調整水導Y向和軸向軸承間隙大小，以減小振動和擺度值;

2）機組電磁拉力對機組的振動情況影響不大;

3）機組在滿負荷時，振動情況無明顯超標現象。

6 測試中評價標準主要依據

1）機組振動評價主要依據GB/T85642008《水輪發電機組安裝技術規范》中的相關規定;

2）機組擺度評價主要依據GB/11348.2200《旋轉機械轉軸徑向振動的測量和評定》中的相關規定。

參考文獻：

[1]趙明琴，陳祖文.高寒及高海拔地區巨型水輪機組設計探討[J].人民長江，2013，44（09）：9396.

[2]康順，石磊，戴麗萍，范忠瑤. CFD模擬的誤差分析及網格收斂性研究[J].工程熱物理學報，2010，31（12）：20092013.

[3]H.貝尼尼，馬元珽.立軸混流式水輪機轉輪的數值模擬和相應試驗結果的比較[J].水利水電快報，2011，32（12）：2730.