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水轮发电机组异常声响成因探讨(2)

时间:2016-01-17 10:40来源:未知 作者:y930712 点击:
水导轴承振动:0.04mm 水导处大轴摆度:0.10mm 转轮室振动-----水平:0.03mm垂直:0.04mm 三、机组声响的成因探讨及现象解释 1、基本成因探讨 通常,水轮机在空载运

  
  水导轴承振动:0.04mm
  
  水导处大轴摆度:0.10mm
  
  转轮室振动-----水平:0.03mm垂直:0.04mm
  三、机组声响的成因探讨及现象解释
  
  1、基本成因探讨
  
  通常,水轮机在空载运行时,常会出现不稳定现象,除调速器品质之外,与水轮机的水
  
  力方面因素有关,主要与叶型有关.一是叶片的扭角,二是叶栅稠密度.叶片扭角小,叶栅稠密度大的叶型,其空载运行稳定性要好一些.贯流机的转轮叶片数量相对较少(本机组是4叶片),叶栅稠密度较小,客观上其空载运行的稳定性较差.通俗解释,也就由于浆叶比较稀疏,对水流的制约作用小,流经浆叶的水流流态不是完全均衡,随之产生水力不平衡.
  
  一号机组在空载额定转速下,手动改变浆叶的旋转角,试图改变协联工况消除声响,但没有效果.由此可知,“非协联工况”并不是空载时声响的主要根源.水轮机在空载运行时,由于导叶开度很小,进入水轮机的水流偏离最优工况较远.从叶型上考虑,由于水力设计因素,流经浆叶后的水流,形成周期性脉动紊流.该脉动紊流,既激振转轮浆叶,又扫击转轮室边壁,产生机组的异常声响.这种连续的脉动紊流通常称为“涡列”或“涡流”.
  
  (A)叶型涡列
  
  叶型涡列是水流流经叶片时发生脱流而引起的涡列,水轮机在非设计工况下运行叶片的绕流条件不良.此外,叶片出口边边界层从壁面分离,这两者导致转轮出口处形成脱流旋涡,旋涡在弹性叶片后面以非对称的形式上下交错地被释放到尾流中,即构成涡列,见图一.但这种涡列与常见的卡门涡列不完全相同.因为转轮浆叶在转动时,实际构成一组无限的移动
  
  叶栅,转轮在旋转过程中,每一叶片的尾部水流都会被位于其后的旋转叶片所切断,亦即单个叶片的脱流要受到移动叶栅的影响.这种连续切断尾流的结果,会加速脱流的形成速度,增强涡列的强度.
  
  随着涡列的不断出现,同时产生垂直于流向的交变侧向力,即不均衡的侧向力,这种交变侧向力作用于弹性叶片尾缘上.(注:对贯流式转轮的叶片结构形状,在力特性上,通常可作为一个弹性体考虑,就本电站机组的浆叶结构,尤显单薄,比国内生产的叶片在厚度上相对薄得多).逐渐激起叶片尾部(浆叶出口边)的振荡,由于叶片尾部振荡的反馈作用,叶片附近的水流受到激发和扰动.这种受到激发和扰动的水流,又会反作用于叶片上,增加叶上的周期性脉动压力,如此反复激励,使涡列不断增强,同时使叶片出口边产生大幅振荡.当某一叶片旋转到某一位置,由于边界条件的改变,受到激发和扰动的水流突然释放积累能量,或叶片振荡幅度发生突然变化,从而导致产生异常声响. (责任编辑:admin)
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