潘家口電廠3號機組振動問題的分析與處理

劉夫果

（國網新源控制有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300）

水輪發電機組是旋轉機械，在運轉中存在一定的振動。這是一種普遍存在的現象，不可能完全避免和消除，只要將振動限制在允許范圍內，對機組本身及其工作并無大礙。但是經常性的過大振動卻是十分有害。

潘家口蓄能電廠安裝了3臺單機容量為9萬kW可逆混流半傘式抽水蓄能機組。全部機電設備從國外引進，發電/電動機、水泵/水輪機、變頻器、變壓器、發電機出口斷路器以及二次控制部分等生產廠家為ABB公司。3號機組自1992年11月投入商業運行以來，雖然分別于1995年2月和2000年3月進行了吊轉子大修，但機組存在著較大的振動，主要情況見表1。

表1 3號機組檢修前的振動擺度值

1 問題分析

水電機組振動產生的原因較多，主要有機械、水力和電氣3個方面。由于這3個因素往往相互影響，交織在一起，使水電機組的振動變得非常復雜。要想減小機組振動，首先要找出產生振動問題的主要原因，并根據不同情況采取相應的措施。

評價水電機組運行狀態的振動參數有：振幅、頻率、相角、振型。我們可以根據試驗找出的這些振動參數（其中主要是振幅和頻率）與機組運行參數的關系，從而初步確定振動的原因。

本機組為半傘式結構，有上導、下導和水導3部導軸承，下機架為承重機架，轉軸由水輪機軸、驅動軸、轉子中心體和上端軸構成，機組軸系見圖1。

圖1 3號機軸系示意圖

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3.防逃設施 山塘水庫魚鱉混養防逃設施包括泄洪渠攔魚柵、緩坡地帶的鐵網、水源渠的防逃設施等。可根據水庫的地形地貌、水文情況等科學合理設置防鱉逃逸的設施。其中要考慮到最高水位時，防逃設施仍能起到作用。

綜上所述，學前教育的質量會直接影響幼兒的健康成長。首先，由高校牽頭，吸納政府及相關幼兒服務單位以成立幼教協會，并由專人負責與政府、高校、用人單位的協同合作事宜。其次，嚴把學生質量，應招收有藝術加試合格證的學生入學，這是保障人才質量的基石。最后，對入學后的學生要進行職業認同感及社會責任感的思政培訓，讓學生牢記社會使命，肩負起學前教育事業健康發展的重任。

立式機組轉子的質量不平衡，如果重心不在旋轉軸線上，機組運行時，由于所產生離心力的作用就可能會使軸線彎成弧形而造成“弓形回旋”（如圖2所示）；如果重心在軸線上，可是其質量分布在軸向上不均，當機組運行時，軸線兩側所受的離心力大小相等，方向相反，形成一個離心力偶從而就會出現“振擺”現象（如圖3所示）。兩者引起的振動隨轉速上升而加強，一般與轉速的平方呈線性關系。按理前者可用類似水輪機轉輪的靜平衡方法測量和處理，實際采用動平衡方法；后者不能用靜平衡方法測量和處理，必須采用動平衡方法，但一般在轉子直徑與鐵心長度之比不大于2.5~3.0的機組才會明顯表現，動平衡時需作兩端面試驗。

圖2 弓狀回旋

圖3 振擺

受力調整后進行修后盤車。如果軸線不合格，則要進行聯結面磨削或加墊處理。對法蘭，由于大機組一般不采用加墊處理，而磨削處理又操作困難，在一定范圍內可采取改變各部法蘭連接螺栓的拉伸值進行調整。本機組驅動軸與水輪機軸連接螺栓的伸長值、轉子連接螺栓伸長值、加軸螺栓拉伸值見表5、表 6 和表 7。

由表3可知，交通便利度、服務半徑和能力、電能質量和用電量這3個指標的權重較大，土地資源利用所占權重最小，這與物流企業配送中心選址和ELV充電站選址所考慮的實際原則相一致。

導軸承是用于承受機組轉動部分徑向不平衡力，使機組的軸線能在規定的數值范圍內旋轉，其約束力與間隙大小有關。導軸瓦與軸頸的間隙過大，油膜厚，摩擦小，瓦溫低，但約束力小，軸運行擺度就可能大。從表1可以看出，下導處軸的擺度大，而下機架的水平振動卻較小，實測下導間隙總間隙達1.1 mm，數值較大，應調小一點。

表2 修前推力瓦受力 單位：mm

表3 修前X方向盤車數據 單位：0.01 mm

檢查軸線必須進行盤車。修前盤車在各部導軸承瓦已經拆除完畢，推力軸承受力已經測量完畢，空氣間隙和迷宮間隙已經測量完成并且確保無阻礙機組旋轉的情況下進行。有關測量數據見表2和表3。從表3中數據可以看出，上導的相對擺度已經超出國家標準近兩倍，必須進行軸線調整。

由表1中的數據可發現，機組運行時，轉軸在上導、下導處的運行擺度（徑向振動）較大，并有隨轉速增加而增大的趨勢，因此可初步斷定，此臺機組振動主要由轉子質量不平衡或者軸線不正引起的。

2 處理方法

根據以上分析，必須重新調整軸線。機組回裝完成后（各部導軸承未裝），先重新調整推力瓦受力，具體過程：①將百分表安裝在抗重螺栓下部測量孔內，百分表小針壓進2~3 mm，大針指向零位；②用0~36 MPa的試壓泵從135 m高程的風閘排污管打壓，高壓油泵打壓10.0 MPa轉子開始上升，15.0 MPa高壓油泵停止，轉子頂起1.47 mm ；③將百分表調零，釋放高壓油泵壓力使轉子落在推力軸承上，各百分表讀數穩定后，記錄數據，檢查各數據的偏差情況；④根據百分表讀數的偏差情況，擰動抗重螺栓來調整；⑤重復以上過程直至各百分表的讀數基本一致或相差不多。最終得到的推力瓦受力數據見表4。

表4 修后盤車前推力瓦受力 單位：mm

轉子質量不平衡總是客觀存在的，只是嚴重程度和對軸的振動影響大小不同而已。軸線不正本身是產生軸擺度的因素之一，并會導致轉子質量不平衡，進一步加劇軸的運行擺度，因此一般應先檢查機組軸線是否存在缺陷。

關于代表性傳承人，以《黑龍江省非物質文化遺產條例》為例，該條例規定代表性傳承人應當符合下列條件：（一）熟練掌握其傳承的代表性項目；（二）在特定領域內具有代表性，并在一定區域內具有較大影響；（三）積極開展傳承活動，培養傳承人才。僅從事非物質文化遺產資料收集、整理、研究的人員以及不直接從事代表性項目傳承活動的其他人員，不得被認定為代表性傳承人。該條例還規定了代表性傳承人的權利和義務。

表5 驅動軸與水輪機軸連接螺栓的伸長值

表6 轉子法蘭螺栓安裝拉伸值單位：mm

表7 發電機加軸螺栓拉伸值單位：mm

從上述幾個表中的數據可以清楚的看出，調整軸線只需要改變拉伸螺栓的拉伸力和加熱螺栓的溫度進而改變各自的伸長值（在要求范圍內）就可以很容易的得到一條合格的軸線。經過多次的調整，最終得到的盤車數據如表8所示。

表8 3號機組盤車記錄 (X方向) 單位：0.01mm

很顯然，經處理后上導、法蘭，以及水導等各部分的相對擺度基本符合國家標準，軸線調整的比較理想。按照各部導軸承處的擺度值合理的分配了瓦間隙進行回裝導軸承。

試運行時頂蓋、上機架以及各部導軸承的振動和擺動值見表9和表10。與修前比較，機組的振動情況有了很大的好轉，說明本次軸線調整結果有效。

表9 3機組修后發電工況振動擺動記錄表

表10 3機組修后抽水工況振動擺動記錄表

3 結論與建議

（1）3號機組振動之所以較大，與軸線不正有很大關系，所以機組檢修時，檢查和調整機組軸線是非常有必要的。

（2）根據修后機組的運行情況發現，在機組甩負荷試驗過速時振動很大，可能是轉子不平衡等因素引起的，建議在以后的檢修中，要進行轉子動平衡。