水电站机组振动机理分析课件

水电站机组振动机理分析课件2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目录CATALOGUE机组振动概述机组振动理论基础机组振动案例分析机组振动解决方案机组振动预防措施机组振动发展趋势与展望机组振动概述PART010102机组振动定义机组振动是水电站运行过程中普遍存在的问题之一，过大的振动可能导致设备损坏、安全隐患及运行效率低下等问题。机组振动是指水电站发电机组在运行过程中，受到某种激励或干扰，导致其运动形态出现偏离或不稳定状态的现象。根据振动的性质，机组振动可分为机械振动、电磁振动和流体振动等。机械振动是指由机组机械结构的不稳定或不平衡引起的振动。电磁振动是指由发电机电磁场不平衡引起的振动。流体振动是指由水流激励或干扰引起的振动。01020304机组振动类型发电机电磁场不平衡主要由发电机定子绕组或转子磁极配置不当引起。水流激励或干扰主要来自水轮机内部流动的不稳定或外部流场的变化。机组机械结构的不稳定或不平衡是导致机械振动的主要原因之一，如转动部件的制造误差、安装不当等。机组振动原因机组振动理论基础PART02简谐振动自由振动受迫振动共振振动原理01020304描述一个周期性变化的物理量，如正弦波。无外力作用下的振动，仅由初始扰动产生。受到外部周期性驱动力作用下的振动。当外部驱动力频率与系统固有频率相等或相近时，振幅显著增加的现象。描述外部驱动力频率与系统振幅的关系曲线。共振曲线共振峰失谐共振曲线上的峰值点，表示系统在该频率下振幅最大。当外部驱动力频率与系统固有频率存在较大偏差时，振幅显著减小的现象。030201共振原理系统受到恒定外力作用下的稳定状态。静态响应系统受到随时间变化的外力作用下的响应。动态响应动态响应趋于稳定的状态。稳态响应动态响应经历短暂过渡过程后达到稳态的状态。瞬态响应动力响应分析机组振动案例分析PART03水轮机叶片脱落导致振动案例一水轮机叶片在运行过程中突然脱落，导致机组产生剧烈振动。故障现象叶片制造过程中存在缺陷，如裂纹、材料不均匀等，或者在安装过程中受到损伤。故障原因水轮机振动案例案例二水轮机轴承损坏导致振动故障现象机组运行过程中，轴承出现磨损、烧损等现象，导致机组产生振动。处理措施停机检查水轮机叶片，找出缺陷并进行修复或更换。水轮机振动案例轴承制造缺陷、润滑不良、安装不当等。故障原因停机检查轴承，找出原因并进行修复或更换。处理措施水轮机振动案例发电机转子不平衡导致振动案例一发电机转子在运行过程中出现不平衡，导致机组产生振动。故障现象转子制造过程中存在质量不均匀、安装不当等。故障原因发电机振动案例处理措施对转子进行动平衡试验，找出不平衡量并进行修复或更换。案例二发电机定子铁芯松动导致振动故障现象发电机定子铁芯在运行过程中出现松动，导致机组产生振动。发电机振动案例定子铁芯制造过程中存在缺陷，如间隙过大、螺栓松动等。停机检查定子铁芯，找出缺陷并进行修复或更换。发电机振动案例处理措施故障原因03故障原因主轴材料缺陷、运行不当等。01案例一调速器主轴断裂导致振动02故障现象调速器主轴在运行过程中突然断裂，导致机组产生振动。调速器振动案例停机检查调速器主轴，找出断裂原因并进行修复或更换。处理措施调速器轴承损坏导致振动案例二调速器轴承在运行过程中出现磨损、烧损等现象，导致机组产生振动。故障现象调速器振动案例故障原因轴承制造缺陷、润滑不良、安装不当等。处理措施停机检查轴承，找出原因并进行修复或更换。调速器振动案例机组振动解决方案PART04通过改变尾水管的结构，如在尾水管顶部加装掺气减蚀装置，以减少涡带的振动。尾水管涡带振动对转轮叶片进行修型或更换，以改善流态和受力情况，降低振动。转轮叶片振动采用高精度对中、平衡轴系，并加强轴系刚度，以减小轴系振动。轴系振动水轮机振动解决方案定子铁心松动加固定子铁心，并采取防止松动和振动的措施。转子质量不平衡通过精细的动平衡试验，找出质量不平衡的原因，并采取措施加以消除。电磁力不平衡通过改变励磁电流的幅值和相位，以减小电磁力不平衡引起的振动。发电机振动解决方案液压系统故障检查液压系统各部件的运行状态，对故障部件进行维修或更换。电液转换器故障检查电液转换器的功能和性能，对故障部件进行维修或更换。机械结构松动对调速器机械结构进行加固，以减小机械振动。调速器振动解决方案机组振动预防措施PART05123在水电站设计阶段，应考虑机组振动问题，制定总体规划，包括合理选择机组型号、配置和布局，以降低振动风险。总体规划对机组设备进行优化设计，如改进转轮叶片型线、改善导叶和转轮的匹配等，以减少振动。优化设计在设计阶段应考虑采取抗振措施，如加强机组支撑结构、增加减震装置等，以提高机组的抗震性能。抗振措施设计阶段预防措施制造阶段应对原材料进行严格控制，确保材料质量符合要求，以减少制造过程中的振动。原材料控制制定合理的制造工艺，确保各部件的加工精度和组装精度符合要求，以降低因制造缺陷引起的振动。制造工艺控制对制造完成的机组设备进行严格的试验和检测，如动平衡试验、振动检测等，以确保机组设备在运行时具有良好的振动性能。试验与检测制造阶段预防措施基础处理在安装阶段，应对机组基础进行充分处理，如加强基础结构、提高基础稳定性等，以降低因基础不均匀沉降引起的振动。对中与调整在安装过程中，应确保各部件的对中精度和调整精度，如导轴承的对中、叶片角度的调整等，以避免因安装误差引起的振动。润滑与密封合理选择润滑方式和密封材料，确保轴承润滑充分、密封可靠，以防止因润滑不良或密封失效引起的振动。安装阶段预防措施机组振动发展趋势与展望PART06国内外研究进展综述现有的振动测试技术和评估方法，包括振动传感器的选择、数据采集和分析等。振动测试与评估关键影响因素分析分析影响机组振动的关键因素，如水流激励、机组运行工况、转动部件的平衡等。介绍国内外在水电站机组振动方面的研究现状，包括主要的研究机构、研究成果和存在的问题等。机组振动研究现状复杂流场模拟01模拟水电站复杂流场是机组振动研究的一个难点，需要综合考虑流体动力学、流体力学和振动力学等多个学科的知识。多因素耦合影响02机组振动受到多个因素的影响，各因素之间存在耦合关系，如何准确分析这些因素及其相互作用是研究的难点之一。实验验证困难03由于机组振动的复杂性，实验验证存在一定的困难，缺乏统一的实验标准和方法，需要加强实验研究和验证。机组振动研究难点跨学科合作加强流体动力学、机械动力学、材料力学等不同学科之间的合作，共同开展机组振动的研究。智能化诊断利用人工智能、大数据和云计