龍江水電廠4號機組振動區域測試與分析

趙 冉

（四川省能投攀枝花水電開發有限公司，四川 攀枝花617000）

1 測試目的

龍江水電廠于2017年1月上旬完成4號生態機組新機投產工作，根據云南電網調度“加強水電機組振動區管理，確保電網安全運行的指導意見”等要求，實測龍江水電廠4號機組帶負荷后在各運行工況下的振動、擺度、壓力脈動等特征參數，確定機組運行穩定性指標是否滿足規程或廠家性能保證值的要求，確定機組在試驗水頭下的振動區域和運行穩定區域，檢驗機組帶負荷后在各運行工況下的運行穩定性指標及變化情況，為以后的機組運行、檢修提供技術依據。在機組安裝、調試完成后對龍江水電廠4號機組進行了振動區域測試。

2 電站及機組概況

龍江水電站是云南省龍江流域重要的防洪控制性工程，總裝機容量3×80MW+1×20MW。水庫正常蓄水位872m，死水位845m，總庫容為12.17億m3，為年調節水庫，電廠在電力系統中擔負調峰、調頻和備用任務。

龍江水電廠位于德宏州遮放鎮戶拉村境內，廠內共裝有4臺機組，1號、2號、3號機組裝機為80MW，4號生態機組裝機為20MW，4臺機組采用“一管四機”梳子形狀的供水方式。電廠4號生態機組有關技術參數如表1、表2。

表1 4號機組水輪機參數

表2 4號機組發電機參數

3 在本試驗中使用的試驗設備

（1）DH8302動態信號采集分析系統

設備編號：SN-191；檢定有效期：2017年11月29日。

（2）電渦流傳感器

設備編號：SN-109～SN113 ；檢定有效期：2017年10月13日。

（3）低頻振動傳感器

設備編號：SN-124、SN-125、SN-130、SN-131、SN-137、SN-138；檢定有效期：2017年01月25日。

以上設備經檢驗合格，設備狀態完好。

4 試驗過程及測試數據

4.1 試驗方法

本次試驗是在上游水位為861.95m，下游水位為 790.14m，毛水頭為 71.81m，1、2、3 號機組停機備用的條件下進行的。本次試驗設置空轉、空載、2MW、4MW、6MW、8MW、9MW、10MW、11MW、12MW、13MW、14MW、16MW、18MW、20.8MW 共15個工況點，用6只低頻振動傳感器分別布置于上機架+X水平方向、上機架+X垂直方向、下機架+X水平方向、下機架+X垂直方向、頂蓋+X水平方向和頂蓋+X垂直方向以測量機組振動；同時使用5只電渦流位移傳感器測量上導+X擺度、上導+Y擺度、下導+X擺度、下導+Y擺度、水導+X擺度；并從蝸殼壓力表計接入蝸殼進口壓力。機組各工況點運行穩定后，試驗采用DH8302動態信號測試分析系統記錄波形及數據，并進行分析計算。

4.2 測試數據

4號生態機組穩定性試驗測試數據見表3。

表3 4號生態機組穩定性試驗測試數據

5 試驗結論分析

（1）評價表見表4。

表4 機組在20MW工況下振動擺度評價表

（2）機組各導軸承擺度情況正常，額定負荷下（20MW），上導軸承和下導軸承的擺度值均處于規程中的A區，水導軸承的擺度值均處于規程中的B區（根據機組額定轉速333.3r/min查詢GB/T11348.5-2008《旋轉機械轉軸徑向振動的測量和評定 第5部分：水力發電廠和泵站機組》，得到區域邊界值如下：A/B為140μm，B/C為240μm，C/D為460μm），滿足機組長期運行要求。各導軸承處擺度幅值在空載工況達到最大值，當負荷增加至10MW及以上時，各導軸承處擺度值回復至較低水平。

圖1 上導擺度隨負荷變化趨勢圖

圖2 下導擺度隨負荷變化趨勢圖

圖3 水導擺度隨負荷變化趨勢圖

（3）在額定負荷下（20MW），上機架和下機架水平振動滿足規程帶導軸承支架的水平振動不超過0.07mm的要求，上機架和下機架垂直振動滿足規程帶推力軸承支架的垂直振動不超過0.05mm的要求，頂蓋水平振動滿足規程不超過0.05mm的要求，頂蓋垂直振動滿足規程不超過0.06mm的要求。機組各機架振動值在空載工況達到最大值，當負荷增加至10MW及以上時，各機架振動值回復至較低水平。

圖4 上機架振動隨負荷變化趨勢圖

圖5 下機架振動隨負荷變化趨勢圖

圖6 頂蓋振動隨負荷變化趨勢圖

（4）從機組蝸殼壓力脈動數據來看，在全負荷段下蝸殼壓力脈動隨負荷增加總體呈現先增大后減小的趨勢，在12MW時達到最大值。

圖7 蝸殼壓力脈動隨負荷變化趨勢圖

6 結論與建議

通過以上實驗分析，綜合考慮認為，龍江水電廠4號機組在上游水位為861.95m，下游水位為790.14m，毛水頭為71.81m的條件下，機組在0～12MW負荷區間振擺及蝸殼壓力脈動總體相對較大，為機組的振動區。機組在12MW以上負荷區域運行相對穩定，為機組的穩定運行區，建議機組運行盡量安排在12MW以上高負荷區運行。