混流式水轮发电机组稳定性关键因素分析与调整

混流式水轮发电机组稳定性关键因素分析与调整

张力

身份证号：510824200210226501

摘要：随着社会的不断发展，我国电力事业的发展也在不断地进步，尤其是在混流式水轮发电机组方面，已经逐渐地从单一的发电形式转变成为了现在的多种发电形式，这就使得水轮发电机组的稳定性变得越来越重要。水轮发电机组一旦出现故障或者是不稳定状态就会造成严重的后果，这就要求相关工作人员能够对影响混流式水轮发电机组稳定性的因素进行有效地分析。

关键词：混流式水轮发电机；稳定性；影响因素；调整

引言：混流式水轮发电机组的主要特点就是具有体积小、重量轻、效率高以及运行稳定的特点，在实际中被广泛地应用于水电站之中。在现阶段，混流式水轮发电机组已经成为了水电站运行过程中的重要部分，其能够将水能有效地转化成为电能。但是在实际运行的过程中，由于受到诸多因素的影响，使得混流式水轮发电机组往往会出现稳定性较差的情况，这样就会直接影响到水能的利用效率，甚至还会引起安全事故。

因此，在实际的生产过程中，相关工作人员要能够对影响混流式水轮发电机组稳定性的因素进行分析，并要能够针对分析结果进行有效的调整，以提升混流式水轮发电机组的稳定性，才能够保证水电站的安全稳定运行。

一、混流式水轮发电机组摆度影响因素分析和调节方法

（一）发电机组轴承摆度影响因素分析

混流式水轮发电机组的摆度是指水轮发电机的转子在转动时，其产生的不平衡力矩对转轴造成的影响，主要包括机组转速和转轮摆度两个方面[1]。这两者之间存在着紧密的联系，需要对它们之间的关系进行有效地分析。由于水轮机不同，其对发电机产生的影响也不一样，因此要根据实际情况进行具体地分析。混流式水轮发电机组摆度的主要影响因素包括：（1）机组在运行过程中出现了质量问题，造成水轮机的转轮不平衡，影响发电机组的摆度。（2）由于机组的轴承受到了冲击，从而使得水轮机的轴瓦受到影响而发生磨损，造成了发电机组的摆度[2]。（3）机组在运行过程中，其导水机构会出现异常磨损，从而导致水轮机轴瓦受到影响。

（二）机组轴线调整

机组轴线主要是指机组在运行过程中的水平位置，在混流式水轮发电机组中，主要包括水轮机机组、发电机机组、电气设备机组以及调速器机组四个部分。其中，水轮机的水平位置也是整个机组轴线调整的基础，在混流式水轮发电机组的运行过程中，如果水轮机轴线水平出现偏移，那么就会对整个发电机组的稳定性造成不利影响。因此，在混流式水轮发电机组运行过程中需要对其轴线进行调整，以保证整个机组在运行过程中的稳定性。

水轮机机组的轴线主要是由水轮机转轮轴线与水轮机中心线构成的，因此在对其进行调整时，主要是对水轮机中心线进行调整。根据机组转轮中心线之间的距离，对水轮机轴线进行调整。根据相关规定，当水轮机中心线与转轮中心线之间的距离大于30mm时，那么就可以认为机组轴线已经达到要求，但是当转轮中心线与水轮机中心线之间的距离小于30mm时，就需要对水轮机轴线进行调整。需要保证机组中轴的水平位置，以使其水平位置处于同一水平线上。

（三）轴瓦间隙调整

在机组安装完成后，要对各轴瓦间的间隙进行调整。在实际工作中，通常是通过调整顶轴瓦间隙来改变机组的摆度。首先是将顶轴瓦环上的定位销取出，然后用螺栓将其紧固在顶轴瓦固定环上；接着把顶轴瓦上的定位销安装到下一个定位销上；最后再把顶轴瓦上的定位销安装到第一个定位销上。

上述工序完成后，需要再次检查顶轴瓦间隙是否符合要求，如果不符合要求，需要重新调整顶轴瓦间隙。混流式水轮发电机组在运行过程中，其最大摆度通常出现在尾水管的出口处，因此可以通过调节尾水管出口处的水平叶片来控制机组的摆度。

二、混流式水轮发电机组振动影响因素分析和调节方法

（一）发电机组振动影响因素分析

在混流式水轮发电机组的运行中，机组的振动会影响到其运行的稳定性，而机组振动主要是因为其在运行过程中产生了不平衡质量和振动以及水力系统的不稳定等原因导致的[3]。因此，为了能够使得混流式水轮发电机组在实际运行中能够保持稳定，就需要对影响机组振动的因素进行分析，才能使得机组振动现象得到有效地改善，让这些影响因素得到有效地控制。

混流式水轮发电机组在运行过程中，如果机组的轴线发生了不垂直或不水平的现象，就会导致机组出现较大的振动。如果水轮机组存在一定程度上的摆度，也会导致机组出现较大的振动。如果机组的压力脉动现象较为严重，那么就会导致水轮机在运行过程中受到较大的冲击，同样会使得机组出现振动。此外，水轮发电机组的导叶和转轮的连接部位出现松动现象以及内部的水力系统不能够保持稳定，都会导致机组出现较大的振动。

（二）发电机转子配重方法

发电机转子配重的方法通常有三种：（1）在转轮与水轮机转轮体上焊一块与转子重量相等的钢板，用螺栓固定，这样可以减少由于转子与转轮体不对称而引起的转子振动。（2）用千斤顶支撑在水轮机转轮体上，然后再在转子上焊一块与水轮机转轮体重量相等的钢板，可减少转子振动。（3）在水轮机转轮体上焊一块与水轮机转轮体重量相等的钢板，用螺栓固定，这样也可以减少由于转子不对称而引起的转子振动。

在采用上述方法进行发电机转子配重时，可以根据实际情况对配重位置进行适当的调整，如在不影响机组安全运行的情况下，可将配重位置放置在转轮叶片中部靠近上冠位置，当机组运行到额定转速时，就能将配重位置移动到水轮机大轴中心线附近，确保转子在受到较小的离心力作用下平衡。

（三）发电机转子圆度调整

发电机转子圆度调整主要是采用专用的圆度仪进行，主要由轴瓦、盘车装置、导叶、顶盖及尾水管组成，轴的直径应与中心线在一条直线上，其圆度偏差应≤0.06mm，轴与盘车装置的间隙应为0.5到1mm之间。若圆度偏差过大，则会造成机组的振动幅度增大。其测量方法为：首先用千分表在机组联轴器上找中；然后把测量杆顶在转轮室上缘，通过测量杆与转轮室中轴的距离，即为转子圆度。测量圆度时，必须注意以下几点：（1）测量部位是轴颈和轴瓦的端面，不能采用转子两端面。（2）转子两端面测量的方向不能相同。（3）测量时，只能以转子旋转轴线为准，其圆心点应位于转子轴颈的圆锥面内。（4）测量圆锥面圆度时，采用塞尺测量法，测量值不能大于1mm。（5）转子两端面的径向跳动量不应大于0.5mm。（6）为保证测量结果的准确性，要求各测点与轴颈或轴承座之间的距离必须大于0.1mm，否则将导致测量结果偏小。如转子两端面不平行，则应采用较长的圆柱形平板进行重新定位。

结语：混流式水轮发电机组是我国发电行业的主要发展方向，随着我国电力事业的不断发展，对水轮发电机组的稳定性也提出了越来越高的要求。本文主要是对影响混流式水轮发电机组稳定性的关键因素进行了分析，并提出了相应的调整方法，从而保证混流式水轮发电机组能够在实际运行中具备良好的稳定性和可靠性，保证混流式水轮发电机组能够为我国电力事业做出更大的贡献。

参考文献：

[1]邓育林,曾云,钱晶等.混流式水轮发电机组稳定性关键因素分析与调整[J].水力发电,2022,48(09):98-103+113.

[2]黄健,梅勇,王朋,张树峰,卢娜.小型混流式水轮发电机组摆度超标分析与处理[J].水电站机电技术,2019,42(08):28-31+34.DOI: 10.13599/j.cnki.11-5130.2019.08.009.

[3]何建宇,韩冬冬,董鸿魁,丁永胜,何常胜.混流式水轮发电机组转子动平衡试验分析[J].云南水力发电,2022,38(08):233-236.