動靜干涉引起的水輪機組振動研究.pdf

1、由于轉輪葉片與活動導葉相互作用影響，在水輪機的無葉區(qū)中形成了動靜干涉。它引起的壓力脈動會在水輪機過流部件中傳播，可能會造成機組固定部件產生振動。在已建成的水電站中出現(xiàn)過很多由于動靜干涉引起機組異常振動問題，這嚴重影響到機組的正常運行和電站的安全生產。本論文以小天都水電站1號機組為例，主要采用理論分析、真機試驗、CFD數(shù)值計算三種方法，分析了動靜干涉引起水輪發(fā)電機組異常振動的原因。
　　在水輪機故障診斷中，研究人員可以運用理論分析的

2、方法查找引起機組異常振動的可能因素，并以此為依據設計真機試驗方案。本文利用結構及運動分析手段描述了混流式水輪機動靜干涉的產生機理，同時結合設計參數(shù)將動靜干涉機理應用到小天都水電站1號機組的現(xiàn)場試驗中。
　　真機試驗是研究水輪機運行穩(wěn)定性問題最直接的手段。通過在試驗電站現(xiàn)場安裝試驗設備實時記錄機組的擺度、振動、噪聲、水壓力等數(shù)值，分析引起機組異常振動的原因。本次現(xiàn)場試驗中，進行了改造前、后的2次相同水頭變負荷試驗。改變機組的葉柵組合

3、，對比改造前、后的試驗結果，能夠有效地說明機組的高頻異常振動是由于動靜干涉引起的。
　　除理論分析和真機試驗外，本論文中采用CFD數(shù)值計算手段，分別對多種不同的活動導葉及轉輪葉片數(shù)配置方案進行三維全流道非定常計算，解析蝸殼、導葉、轉輪內部流場、分析監(jiān)測點的壓力脈動情況。一方面與真機試驗結果做對比，證實動靜干涉頻率在蝸殼內占主導地位，另一方面通過計算新設計水輪機的葉柵組合方案，在數(shù)值模擬中有效地降低了蝸殼、無葉區(qū)的動靜干涉頻率所對應