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1、会计学1水轮机及辅助水轮机及辅助(fzh)设备项目九水轮机运设备项目九水轮机运行故障行故障第一页，共52页。1.分析处理水轮机机械故障教学情境(qngjng)的创建【任务【任务【任务【任务(rn wu)9.1(rn wu)9.1(rn wu)9.1(rn wu)9.1】分析处理水轮机机械故障】分析处理水轮机机械故障】分析处理水轮机机械故障】分析处理水轮机机械故障表9-1 分析处理(chl)水轮机机械故障教学情境的创建第2页/共52页第二页，共52页。1.分析处理水轮机出力不足故障教学(jio xu)情景的创建【任务【任务【任务【任务9.29.29.29.2】分析处理水轮机出力】分析处理水轮机出
2、力】分析处理水轮机出力】分析处理水轮机出力(ch l)(ch l)(ch l)(ch l)不足故障不足故障不足故障不足故障表9-2 水轮机出力(ch l)不足教学情境的创建第3页/共52页第三页，共52页。9.1.1 混流式水轮机常见故障原因及处理(chl)措施9.19.19.19.1水轮机故障诊断相关水轮机故障诊断相关水轮机故障诊断相关水轮机故障诊断相关(xinggun)(xinggun)(xinggun)(xinggun)知识知识知识知识第4页/共52页第四页，共52页。9.2.1蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开故障(gzhng)分析处理9.2 9.2 9.2 9.2 机械现象故障分析机械现
3、象故障分析机械现象故障分析机械现象故障分析(fnx)(fnx)(fnx)(fnx)处理处理处理处理2.蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开(d ki)故障现象1 1）基本情况）基本情况蓬辣滩水电站位于广东省大埔县境内，电站安装蓬辣滩水电站位于广东省大埔县境内，电站安装4 4台灯台灯泡贯流转桨式水轮发电机组，装机容量泡贯流转桨式水轮发电机组，装机容量411MW411MW。水轮机型号为。水轮机型号为GZGZ（K239323K239323）-WP-440A-WP-440A，调速器为，调速器为BWST-100BWST-100步进式可编程双步进式可编程双微机调速器，与之配套的油压装置型号为微机调速器，与之配套
4、的油压装置型号为HTZ-6.0-4BHTZ-6.0-4B。调速系统额。调速系统额定工作油压定工作油压3.92MPa3.92MPa。1 1号机组于号机组于20022002年年5 5月投产。月投产。第5页/共52页第五页，共52页。2.蓬辣滩水电站水轮机桨叶(jin y)不能打开故障现象2 2）故障现象）故障现象20022002年年1010月月2020日，投产不久的日，投产不久的1 1号机组在正常运行中，出现了水轮号机组在正常运行中，出现了水轮机桨叶可关闭机桨叶可关闭(gunb)(gunb)但不能打开的故障。具体情况如下但不能打开的故障。具体情况如下:故障发生前，故障发生前，1 1号机组在系统中并
5、列运行，水轮机导叶开度和转轮号机组在系统中并列运行，水轮机导叶开度和转轮桨叶开度分别为桨叶开度分别为75%75%、80%80%。当班人员奉调度令，对。当班人员奉调度令，对1 1号机组执行负荷调整号机组执行负荷调整操作时，无论是自动还是手动操作调速器开启桨叶，桨叶不但不能开启，操作时，无论是自动还是手动操作调速器开启桨叶，桨叶不但不能开启，反而关闭反而关闭(gunb)(gunb)。在桨叶全关闭。在桨叶全关闭(gunb)(gunb)后后(桨叶转角桨叶转角=0)=0)再也不再也不能打开。在执行桨叶关闭能打开。在执行桨叶关闭(gunb)(gunb)操作时，桨叶的关闭操作时，桨叶的关闭(gunb)(gu
6、nb)动作正动作正常，且随动性很好。单独操作导水叶的启闭时，却未发现任何异常情况，常，且随动性很好。单独操作导水叶的启闭时，却未发现任何异常情况，且导叶随动于调速器的情况良好。且导叶随动于调速器的情况良好。第6页/共52页第六页，共52页。2.蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开故障(gzhng)现象2 2）故障排查）故障排查首先对调速器进行解体检查首先对调速器进行解体检查(主要针对主要针对(zhndu)(zhndu)桨叶主桨叶主配压阀及其步进式电液转换器配压阀及其步进式电液转换器)，未发现异常情况，故障现，未发现异常情况，故障现象依然存在，因此可排除调速器故障的可能。在对桨叶象依然存在，因此可排除
7、调速器故障的可能。在对桨叶(=(=0)0)单独进行开启试验时，桨叶虽然不能打开，但主配压阀单独进行开启试验时，桨叶虽然不能打开，但主配压阀有明显的油流声音，且受油器开、关两侧油压指示仪表示值有明显的油流声音，且受油器开、关两侧油压指示仪表示值正常。随后在转轮室用正常。随后在转轮室用5t5t手拉葫芦把桨叶朝开启方向拉拽至手拉葫芦把桨叶朝开启方向拉拽至15%15%的开度后再进行桨叶开启试验。此时桨叶开启操作又恢的开度后再进行桨叶开启试验。此时桨叶开启操作又恢复正常。复正常。第7页/共52页第七页，共52页。2.蓬辣滩水电站水轮机桨叶不能打开(d ki)故障现象2 2）故障）故障(gzhng)(gz
8、hng)排查排查当时由于这一故障已消失，没有进行全面分析便继当时由于这一故障已消失，没有进行全面分析便继续开机运行。至续开机运行。至20032003年年1 1月初，这一故障又重复发生了多月初，这一故障又重复发生了多台次，其中台次，其中1 1号机组发生了号机组发生了3 3次，次，2 2号机组发生了号机组发生了1 1次次(此时此时3 3号、号、4 4号机组尚未投运号机组尚未投运)，说明上述，说明上述(shngsh)(shngsh)处理方法处理方法没有根本解决问题。在每次故障发生后按上述没有根本解决问题。在每次故障发生后按上述(shngsh)(shngsh)方法处理，所需工时较长，弃水损失大，给方法
9、处理，所需工时较长，弃水损失大，给电站造成重大经济损失，特别是该故障越来越频繁，严电站造成重大经济损失，特别是该故障越来越频繁，严重影响到水电站的正常生产，必须尽快查明真正原因并重影响到水电站的正常生产，必须尽快查明真正原因并消除缺陷。消除缺陷。第8页/共52页第八页，共52页。故障故障(gzhng)(gzhng)分析分析1 1）相关设备的结构及其工作原理相关设备的结构及其工作原理 蓬辣滩水电站水轮机为灯泡贯流转桨式，蓬辣滩水电站水轮机为灯泡贯流转桨式，转轮直径转轮直径4.4 m 4.4 m，主要由转轮体、转轮接力器、操作架、滑键、斜连杆机构、桨叶（主要由转轮体、转轮接力器、操作架、滑键、斜连
10、杆机构、桨叶（4 4个）及其枢轴密封、泄水锥等组成。转轮接力器活塞直径个）及其枢轴密封、泄水锥等组成。转轮接力器活塞直径920mm920mm。在。在接力器活塞杆内部接力器活塞杆内部(nib)(nib)有油分配管，在高压油的交替作用下，活有油分配管，在高压油的交替作用下，活塞可作前后相对移动，最大行程（从全关到全开）塞可作前后相对移动，最大行程（从全关到全开）208.3mm208.3mm。活塞的。活塞的移动，使操作架、斜连杆作平面运动，从而带动桨叶转动。桨叶转移动，使操作架、斜连杆作平面运动，从而带动桨叶转动。桨叶转角角=0=03535。桨叶正常工作油压。桨叶正常工作油压3.92MPa3.92M
11、Pa，设计动作油压，设计动作油压0.5MPa0.5MPa。第9页/共52页第九页，共52页。故障故障(gzhng)(gzhng)分析分析2 2）故障分析故障分析根据计算，在工作油压根据计算，在工作油压P=3.92MPaP=3.92MPa时，作用时，作用(zuyng)(zuyng)于接力器活塞于接力器活塞某一腔的压力为某一腔的压力为2322.6kN2322.6kN，如此巨大的作用，如此巨大的作用(zuyng)(zuyng)力都未能打开桨叶，力都未能打开桨叶，而仅用一个而仅用一个5t5t葫芦却能把桨叶打开，仅凭这一点，就可排除转轮操作机葫芦却能把桨叶打开，仅凭这一点，就可排除转轮操作机构摩擦力过大
12、、接力器活塞拉缸、桨叶卡死等可能。在排除这些因素之构摩擦力过大、接力器活塞拉缸、桨叶卡死等可能。在排除这些因素之后，故障的焦点是后，故障的焦点是:在操作调速器打开桨叶时，压力油虽然经主配压阀进在操作调速器打开桨叶时，压力油虽然经主配压阀进入了受油器，但有没有进入接力器活塞开启腔。入了受油器，但有没有进入接力器活塞开启腔。第10页/共52页第十页，共52页。故障故障(gzhng)(gzhng)分析分析 当压力油从配油管经浮动瓦、受油轴、转换套后，进入过当压力油从配油管经浮动瓦、受油轴、转换套后，进入过渡操作油管中间腔，再从操作油管中间腔进入转轮活塞的开启渡操作油管中间腔，再从操作油管中间腔进入转
13、轮活塞的开启腔。此间有许多法兰密封面。如果说在这些密封面中，因密封腔。此间有许多法兰密封面。如果说在这些密封面中，因密封圈损坏造成开、关腔窜油，那么必有两种结果圈损坏造成开、关腔窜油，那么必有两种结果:其一是如果窜油其一是如果窜油严重的话，无论进行开、关操作都会失效严重的话，无论进行开、关操作都会失效;其二是故障必然永久其二是故障必然永久存在，不因桨叶的转角变化存在，不因桨叶的转角变化(binhu)(binhu)而出现和消失。而出现和消失。第11页/共52页第十一页，共52页。故障故障(gzhng)(gzhng)分析分析 在受油器转换套的一端装有一个轴套，该轴套的材料为在受油器转换套的一端装有
14、一个轴套，该轴套的材料为ZcuSn5Pb5Zn5ZcuSn5Pb5Zn5，其作用是限制过渡操作，其作用是限制过渡操作(cozu)(cozu)油管的回转中心，油管的回转中心，并阻断操作并阻断操作(cozu)(cozu)油管开、关腔的通道。假设轴套与过渡操作油管开、关腔的通道。假设轴套与过渡操作(cozu)(cozu)油管的配合间隙过大，必然使窜油增大，其结果仍如前所油管的配合间隙过大，必然使窜油增大，其结果仍如前所述。但是，若该轴套在开机前已脱离转换套，此时进行开机操作述。但是，若该轴套在开机前已脱离转换套，此时进行开机操作(cozu)(cozu)，来自主配压阀的压力油本应全部进入操作，来自主配
15、压阀的压力油本应全部进入操作(cozu)(cozu)油管油管中腔，却因轴套脱落，使操作中腔，却因轴套脱落，使操作(cozu)(cozu)油管中、外两腔短路，压力油管中、外两腔短路，压力油经短路进入操作油经短路进入操作(cozu)(cozu)油管外腔再返回调速器回油腔。在此情油管外腔再返回调速器回油腔。在此情况下，桨叶肯定不能打开，其故障原因就此便可认定。况下，桨叶肯定不能打开，其故障原因就此便可认定。第12页/共52页第十二页，共52页。故障故障(gzhng)(gzhng)分析分析查阅厂家有关设计图纸，发现该轴套与转换套的设计公差查阅厂家有关设计图纸，发现该轴套与转换套的设计公差与配合为与配合
16、为145H7/k6(145H7/k6(过渡配合过渡配合)，其配合间隙为，其配合间隙为0.0280.0280.037 0.037 mm mm，采用冷套工艺安装，无定位螺钉。轴套内径，采用冷套工艺安装，无定位螺钉。轴套内径135mm135mm，外径，外径145mm145mm，长，长72mm72mm。经计算，在额定油压下进行开机操作时，轴套。经计算，在额定油压下进行开机操作时，轴套所受正轴向压力所受正轴向压力(假设主轴的顺水流方向假设主轴的顺水流方向(fngxing)(fngxing)为正向，为正向，逆水流方向逆水流方向(fngxing)(fngxing)为反向为反向)为为Fk=8.01kNFk=8
17、.01kN。在这一轴向力。在这一轴向力作用下，轴套有可能脱离转换套并落在过渡操作油管上面，造作用下，轴套有可能脱离转换套并落在过渡操作油管上面，造成桨叶接力器开、关腔短路。这时如果进行桨叶开启操作，压成桨叶接力器开、关腔短路。这时如果进行桨叶开启操作，压力油除进入接力器开启腔外，还通过短路点进入桨叶关闭腔。力油除进入接力器开启腔外，还通过短路点进入桨叶关闭腔。接力器开关两腔等压，桨叶必定无法开启。接力器开关两腔等压，桨叶必定无法开启。第13页/共52页第十三页，共52页。2故障(gzhng)处理根据分析情况，拆出根据分析情况，拆出1 1号机组号机组(jz)(jz)受油器，对其转换受油器，对其转
18、换套进行检查，发现该轴套果然已脱离了转换套。于是重新安套进行检查，发现该轴套果然已脱离了转换套。于是重新安装转换套，并在轴套与转换套的配合面上增加装转换套，并在轴套与转换套的配合面上增加4 4个个M8M8轴向骑轴向骑缝定位螺钉。同时，对缝定位螺钉。同时，对2 2号机组号机组(jz)(jz)及安装中的及安装中的3 3号、号、4 4号号机组机组(jz)(jz)也采用同样的方法进行了处理，从根本上消除了也采用同样的方法进行了处理，从根本上消除了转轮桨叶不能打开的故障，取得了良好的经济效益。转轮桨叶不能打开的故障，取得了良好的经济效益。第14页/共52页第十四页，共52页。9.2.2 水府庙水电站4号
19、机7号导叶损坏(snhui)故障分析处理1.水府庙水电站4号机7号导叶损坏(snhui)事故事故损毁损毁损失损失情况情况（1 1）7 7号导号导叶双叶双连臂连臂弯曲，弯曲，并折并折断一断一边。边。（2 2）损失损失有功有功电量电量约约2828万万kWhkWh。2 2）事故事故现象现象19611961年年8 8月月3 3日，日，4 4号机小修后开号机小修后开机，当导叶在机，当导叶在30%30%的开度时，的开度时，调速器工作不稳调速器工作不稳定，振动很厉害，定，振动很厉害，为了防止设备损为了防止设备损坏，决定停机后坏，决定停机后调整试验。调整试验。第15页/共52页第十五页，共52页。9.2.2
20、水府庙水电站4号机7号导叶损坏故障(gzhng)分析处理2事故(shg)原因分析（1）安装时配合太紧，摩擦）安装时配合太紧，摩擦大，但大，但4号机运行一年来，导号机运行一年来，导叶开度自叶开度自0100，操作自，操作自如，既使发生有折断剪断销如，既使发生有折断剪断销的可能，也不应使双连臂弯的可能，也不应使双连臂弯曲，折断。曲，折断。（2）导叶开度在）导叶开度在30引起剪引起剪断销折断，处理过程中导叶断销折断，处理过程中导叶又开到又开到80，此说明并非导，此说明并非导叶安装时卡死。叶安装时卡死。（3）检修后）检修后4号机开机运行号机开机运行2h，其他导叶达，其他导叶达84开度时，开度时，7号导叶
21、关闭至超过正常全关号导叶关闭至超过正常全关位置位置25左右。左右。第16页/共52页第十六页，共52页。9.2.2 水府庙水电站4号机7号导叶损坏故障(gzhng)分析处理2事故原因(yunyn)分析这说明导叶本身是活动的，所以判断是这说明导叶本身是活动的，所以判断是7号导叶外物号导叶外物卡死，引起剪断销折断，其理由有：卡死，引起剪断销折断，其理由有：坝前拦污栅间隙是坝前拦污栅间隙是88mm600mm（宽（宽长），外物长），外物很可能进入。很可能进入。快速闸门的门框可进入粗快速闸门的门框可进入粗300mm2m（直径（直径长）长）的外物。的外物。4号机出现事故时，导叶开度在号机出现事故时，导叶开
22、度在30，当停机检查，当停机检查7号导叶卡死在号导叶卡死在80开度的位置上，疑似开度的位置上，疑似7、8号导叶号导叶间有外物，当间有外物，当8号导叶关闭时，将号导叶关闭时，将7号导叶顶开。检号导叶顶开。检修人员用木头将修人员用木头将7号导叶向关的方向撬不动，向开的号导叶向关的方向撬不动，向开的方向能转动，致此说明有外物卡在方向能转动，致此说明有外物卡在7、8号导叶间。号导叶间。在导叶处于无控制的自由状态下，在导叶处于无控制的自由状态下，4号机组试运行，号机组试运行，当导叶开度在当导叶开度在84时，由于水力作用，将外物冲掉，时，由于水力作用，将外物冲掉，7号导水叶在自由状态，其他导水叶开得大，号
23、导水叶在自由状态，其他导水叶开得大，7号导号导水叶受力，使之从不能关，至冲得关过了头。因水水叶受力，使之从不能关，至冲得关过了头。因水轮机进水不平衡而产生了震动，停机后轮机进水不平衡而产生了震动，停机后7号导叶被关号导叶被关在外面了。在外面了。第17页/共52页第十七页，共52页。9.2.2 水府庙水电站4号机7号导叶损坏(snhui)故障分析处理3事故(shg)处理过程操作后毫无效果，又操作后毫无效果，又关闭了关闭了4 4号机的快速号机的快速闸门。即拆掉闸门。即拆掉7 7号导号导叶的双连臂和剪断销，叶的双连臂和剪断销，此时发现双连臂断了此时发现双连臂断了一边。由于没有尾水一边。由于没有尾水闸
24、门，蜗壳水抽不干，闸门，蜗壳水抽不干，不能检查导叶。最后不能检查导叶。最后决定让决定让4 4号机的号机的7 7号导号导叶成自由状态，调速叶成自由状态，调速器切器切“手动手动”开机，开机，4 4号机组号机组“手动手动”开开机并网试运行。机并网试运行。4 4号机并网试运行号机并网试运行2h2h后，机组有功负荷由后，机组有功负荷由5200kW5200kW上升到将其它上升到将其它导叶全开时，用千斤导叶全开时，用千斤顶向开启侧顶顶向开启侧顶7 7号导号导叶可以转动，可回到叶可以转动，可回到正常关闭位置，装上正常关闭位置，装上双连臂及剪断销后，双连臂及剪断销后，对调速器进行了调整对调速器进行了调整并模拟操
25、作后，合发并模拟操作后，合发电机出口断路器并入电机出口断路器并入电网运行。电网运行。第18页/共52页第十八页，共52页。9.2.3 金沙峡水电站2#水轮发电机组振动(zhndng)故障分析处理1 1）基本情况）基本情况金沙峡水电站工程地处青海省大通河甘青交界段，为低坝径流金沙峡水电站工程地处青海省大通河甘青交界段，为低坝径流引水式水电站，海拔高度引水式水电站，海拔高度2200m2200m。该水电站设计水头。该水电站设计水头72.5m 72.5m，设计引，设计引用流量用流量116m3/s116m3/s。电站总装机容量为。电站总装机容量为320MW+10MW 320MW+10MW，机型为立轴，机
26、型为立轴混流式，混流式，2#2#发电机（大机）型号发电机（大机）型号(xngho)(xngho)为为SF20-20/4250 SF20-20/4250，额定，额定转速为转速为300rpm 300rpm，转子总重量为，转子总重量为78T 78T，直径为，直径为3618mm3618mm，磁轭、制动，磁轭、制动环及风扇支架均为组焊结构。环及风扇支架均为组焊结构。第19页/共52页第十九页，共52页。9.2.3 金沙(jn sh)峡水电站2#水轮发电机组振动故障分析处理在机组并网运行了二十多天后，现场安装人员在巡在机组并网运行了二十多天后，现场安装人员在巡检时发现机组振动检时发现机组振动(zhndng
27、)(zhndng)值比试运行时明显增大，值比试运行时明显增大，通过测量，发电机上机架的振幅达通过测量，发电机上机架的振幅达1.04mm1.04mm，并随着转速，并随着转速的升高而增大，遂决定停机检查，发现发电机上盖板与的升高而增大，遂决定停机检查，发现发电机上盖板与上机架之间的联接螺栓均有松动和剪断的情况发生，分上机架之间的联接螺栓均有松动和剪断的情况发生，分别对发电机上、下导轴承进行解体检查，下导轴承未发别对发电机上、下导轴承进行解体检查，下导轴承未发现异常情况，但上导轴承的导瓦支架与上机架之间的定现异常情况，但上导轴承的导瓦支架与上机架之间的定位销及紧固螺栓部分松动，并且有两支螺栓剪断。位
28、销及紧固螺栓部分松动，并且有两支螺栓剪断。第20页/共52页第二十页，共52页。9.2.3 金沙(jn sh)峡水电站2#水轮发电机组振动故障分析处理1.1.故故障分析障分析水轮机蜗壳及水轮机蜗壳及固定导叶内有异固定导叶内有异物，导致水力不物，导致水力不平衡产生振动平衡产生振动;机组轴线摆度偏差机组轴线摆度偏差超标，引起机组振动超标，引起机组振动;机组磁场不平衡，机组磁场不平衡，引起机组振动引起机组振动;机组转动部分机组转动部分质量不平衡引起质量不平衡引起机组振动。机组振动。1.1.故障故障(gzhng)(gzhng)分析分析第21页/共52页第二十一页，共52页。9.2.3 金沙(jn sh
29、)峡水电站2#水轮发电机组振动故障分析处理通过通过分析，分析，认为认为第四第四种原种原因符因符合实合实际情际情况，况，并对并对前三前三种原种原因不因不符合符合的情的情况做况做了详了详细的细的分析分析:（1 1）流道内水力不平衡产生的振动首先表现为）流道内水力不平衡产生的振动首先表现为水导轴承的振动，通过对水导部位振动的测量，水导轴承的振动，通过对水导部位振动的测量，水导的振动值满足安装规范要求，水导轴承至下水导的振动值满足安装规范要求，水导轴承至下导轴承轴长为导轴承轴长为3 3米，具有一定的弹性，不可能将米，具有一定的弹性，不可能将较大的力传递到上导轴承及发电机盖板上，而且较大的力传递到上导轴
30、承及发电机盖板上，而且下导轴承在解体检查时未发现异常情况，确认不下导轴承在解体检查时未发现异常情况，确认不是水力不平衡的问题。是水力不平衡的问题。（2 2）机组轴线摆度偏差超标，但其震动的幅值）机组轴线摆度偏差超标，但其震动的幅值最大不可能超过导瓦间隙，设计导瓦间隙为最大不可能超过导瓦间隙，设计导瓦间隙为0.10.10.15mm0.15mm，摆度超标引起的质量偏差不会很大，摆度超标引起的质量偏差不会很大，不至于引起发电机上机架的大幅振动。而且轴系不至于引起发电机上机架的大幅振动。而且轴系摆度大时首先表现在导瓦温度升高，但机组运行摆度大时首先表现在导瓦温度升高，但机组运行过程中导瓦温度一直正常，
31、可以断定不是轴线问过程中导瓦温度一直正常，可以断定不是轴线问题。题。（3 3）电磁场不平衡造成的振动，应该表现在空）电磁场不平衡造成的振动，应该表现在空载运行和负载运行时产生的振动不同，且负载运载运行和负载运行时产生的振动不同，且负载运行时振动会增大很多。而该机组在试运行及商业行时振动会增大很多。而该机组在试运行及商业运行的过程中，均表现为空载运行及负载运行时运行的过程中，均表现为空载运行及负载运行时的振动变化不大，因此可以排除磁场不平衡原因。的振动变化不大，因此可以排除磁场不平衡原因。1.1.故障故障(gzhng)(gzhng)分析分析二二第22页/共52页第二十二页，共52页。9.2.3
32、金沙(jn sh)峡水电站2#水轮发电机组振动故障分析处理首先将机组转速升至首先将机组转速升至100%100%额定转速，将仪器额定转速，将仪器(yq)(yq)的振动的振动和转速传感器架设在规定的部位（上机架的上、下边各架一支和转速传感器架设在规定的部位（上机架的上、下边各架一支振动传感器，发电机轴头部位架设一个光电转速测头），开启振动传感器，发电机轴头部位架设一个光电转速测头），开启仪器仪器(yq)(yq)电源测量并自动记录，然后停机，在转子上加配一电源测量并自动记录，然后停机，在转子上加配一定质量的基准配重块（本次选配定质量的基准配重块（本次选配35kg35kg配重块），并以此配重块配重块）
33、，并以此配重块为起始点，逆时针方向对风扇叶片编号（本机组叶片为为起始点，逆时针方向对风扇叶片编号（本机组叶片为4040片，片，两风扇叶夹角为两风扇叶夹角为99），然后重新启动机组，将转速升至），然后重新启动机组，将转速升至100%100%额额定转速（定转速（300rpm300rpm）。）。2.2.故障故障(gzhng)(gzhng)处理处理第23页/共52页第二十三页，共52页。9.2.3 金沙峡水电站2#水轮(shu ln)发电机组振动故障分析处理根据仪器显示结果，考虑根据仪器显示结果，考虑(kol)(kol)到所测得的质量不到所测得的质量不平衡较大，对仪器输入取掉基准配重命令后，仪器的计平
34、衡较大，对仪器输入取掉基准配重命令后，仪器的计算结果为算结果为120120方向配重方向配重65kg65kg，根据计算结果配重，机组，根据计算结果配重，机组振动未消除，如此改变基准配重位置反复多次，根据仪振动未消除，如此改变基准配重位置反复多次，根据仪器计算结果配重，均未能消除机组振动。此时专家组大器计算结果配重，均未能消除机组振动。此时专家组大部分成员开始考虑部分成员开始考虑(kol)(kol)振动的原因可能没有找准，要振动的原因可能没有找准，要求进行流道检查及轴线检查。求进行流道检查及轴线检查。2.2.故障故障(gzhng)(gzhng)处理处理第24页/共52页第二十四页，共52页。9.2
35、.3 金沙峡水电站2#水轮发电机组振动故障(gzhng)分析处理进行进行(jnxng)(jnxng)流道检查工作量非常大，首先要进行流道检查工作量非常大，首先要进行(jnxng)(jnxng)尾水封水及蜗壳排水，考虑到尾水出口可能有杂尾水封水及蜗壳排水，考虑到尾水出口可能有杂物，闸门密封不严，排水难度大，流道检查有困难。进行物，闸门密封不严，排水难度大，流道检查有困难。进行(jnxng)(jnxng)轴线检查同样要进行轴线检查同样要进行(jnxng)(jnxng)流道排水，上、下、流道排水，上、下、水导轴承排油及解体，工作量非常大，耗工耗时，影响发电。水导轴承排油及解体，工作量非常大，耗工耗时
36、，影响发电。在各方意见分歧较大的情况下，其中一位技术人员一直在各方意见分歧较大的情况下，其中一位技术人员一直坚持认为机组振动与流道存在杂物与否及轴线摆度偏差无关，坚持认为机组振动与流道存在杂物与否及轴线摆度偏差无关，有以上的原因分析为证，同时磁轭、制动环及风扇支架均为有以上的原因分析为证，同时磁轭、制动环及风扇支架均为组焊件，存在质量不平衡的可能性大，并且机组在升速过程组焊件，存在质量不平衡的可能性大，并且机组在升速过程中，随着转速升高振动在加剧，直接证明转动部分质量不平中，随着转速升高振动在加剧，直接证明转动部分质量不平衡是引起机组振动的原因。衡是引起机组振动的原因。2.2.故障故障(gzh
37、ng)(gzhng)处处理理第25页/共52页第二十五页，共52页。9.2.3 金沙峡水电站2#水轮发电机组振动(zhndng)故障分析处理根据该电站根据该电站4#4#小机的动平衡试验情况小机的动平衡试验情况(qngkung)(qngkung)，仪器在问是否取掉基础配重时（由于当时基准配重较小仪器在问是否取掉基础配重时（由于当时基准配重较小为为17kg17kg）输入了否命令，结果一次配重成功，可能）输入了否命令，结果一次配重成功，可能2#2#机机组质量偏差较大，会直接影响仪器测试的准确性。基于组质量偏差较大，会直接影响仪器测试的准确性。基于这种认识，测试小组用上述方法再做最后一次测试，结这种认
38、识，测试小组用上述方法再做最后一次测试，结果一次性配重成功，机组振动值满足标准要求，运行正果一次性配重成功，机组振动值满足标准要求，运行正常。常。2.2.故障故障(gzhng)(gzhng)处处理理第26页/共52页第二十六页，共52页。93 水轮机出力(ch l)不足典型故障分析1 1福建永安上坂水电站出力不足故障情况福建永安上坂水电站出力不足故障情况1 1）上坂水电站基本情况）上坂水电站基本情况上坂水电站位于福建永安县小陶镇上坂村上游上坂水电站位于福建永安县小陶镇上坂村上游1.5 km1.5 km处，处，距离距离(jl)(jl)永安城关永安城关51 km51 km，是沙溪支流文川溪梯级电站
39、中装机，是沙溪支流文川溪梯级电站中装机容量最大，具有调节库容的龙头电站。容量最大，具有调节库容的龙头电站。9.3.1 上坂水电站水轮机出力不足(bz)原因分析及解决办法第27页/共52页第二十七页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力(ch l)不足原因分析及解决办法电站装机容量电站装机容量25000kW25000kW，电站大坝为砌石双曲拱坝，电站大坝为砌石双曲拱坝(n b)(n b)，坝高，坝高5151米，坝顶弧长米，坝顶弧长142142米，水库正常蓄水位米，水库正常蓄水位305.0305.0米，死水位米，死水位280.0280.0米，设计洪水位米，设计洪水位305.43305.43米，
40、校核洪水米，校核洪水位位305.85305.85米，堰顶高程米，堰顶高程300.8300.8米，调洪库容米，调洪库容229229万立方米。电万立方米。电站引水系统布设在右岸，为遂洞有压引水，主洞总长为站引水系统布设在右岸，为遂洞有压引水，主洞总长为240.33240.33米，直径米，直径3.73.7米；支洞长米；支洞长44.5244.52米，直径米，直径2 2米。米。第28页/共52页第二十八页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力不足(bz)原因分析及解决办法引水遂洞出口装设两台蝴蝶阀。电站采用立式水轮发电机引水遂洞出口装设两台蝴蝶阀。电站采用立式水轮发电机组，水轮机型号组，水轮机型号H
41、L-250-LJ-140HL-250-LJ-140，设计水头，设计水头39.139.1米，最小水头米，最小水头2525米，设计流量米，设计流量14.78m3/s14.78m3/s；发电机型号；发电机型号SF5000-16/3250SF5000-16/3250，额定电，额定电压压6300V6300V，额定电流，额定电流573A573A，额定转速，额定转速375rpm375rpm，励磁方式，励磁方式(fngsh)(fngsh)可控硅微机励磁，电站出口电压可控硅微机励磁，电站出口电压110kV110kV。19941994年年7 7月月2525日日1 1号机组投产发电，同年号机组投产发电，同年9 9月
42、月2525日二号机组投产发电。日二号机组投产发电。第29页/共52页第二十九页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力不足原因(yunyn)分析及解决办法针对上坂水电站水轮机出力不足现象，可以初步判断引起针对上坂水电站水轮机出力不足现象，可以初步判断引起上述现象的原因有二个方面：一是水轮机转轮的过流表面刚度、上述现象的原因有二个方面：一是水轮机转轮的过流表面刚度、强度不足，造成转轮抗空蚀和抗磨能力不足，使得水轮机在运强度不足，造成转轮抗空蚀和抗磨能力不足，使得水轮机在运行时转轮叶片的表面出现空蚀磨损行时转轮叶片的表面出现空蚀磨损(m sn)(m sn)现象，造成水轮机现象，造成水轮机转轮效率
43、下降；二是引水道之中存在堵塞物，如树木、淤泥等，转轮效率下降；二是引水道之中存在堵塞物，如树木、淤泥等，减小了流道的过水断面，使得流量不足。上述两种原因是造成减小了流道的过水断面，使得流量不足。上述两种原因是造成水轮机出力不足的主要因素。水轮机出力不足的主要因素。2原因(yunyn)分析第30页/共52页第三十页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力不足(bz)原因分析及解决办法1 1）针对引水道之中存在堵塞物的问题）针对引水道之中存在堵塞物的问题由于上坂水库电站位于河道的中间，河道两边树木繁茂，由于上坂水库电站位于河道的中间，河道两边树木繁茂，不可避免的有许多树枝和树叶落到水库之中，而这
44、些树枝和不可避免的有许多树枝和树叶落到水库之中，而这些树枝和树叶会顺着水流流道进入树叶会顺着水流流道进入(jnr)(jnr)引水道入口处，在入口处引水道入口处，在入口处拦污栅前形成堵塞现象，这样在入口处拦污栅前形成水头落拦污栅前形成堵塞现象，这样在入口处拦污栅前形成水头落差，无形之间降低了水轮机的工作水头，同时也有一些石头、差，无形之间降低了水轮机的工作水头，同时也有一些石头、淤泥之类的会在水流流道中淤积，也会造成流道过水面积的淤泥之类的会在水流流道中淤积，也会造成流道过水面积的减少，所以需要对拦污栅前以及水流流道中的淤泥物进行清减少，所以需要对拦污栅前以及水流流道中的淤泥物进行清理，以保证水
45、流流动顺畅。理，以保证水流流动顺畅。3存在(cnzi)问题的解决办法第31页/共52页第三十一页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力不足(bz)原因分析及解决办法2 2）针对转轮的过流表面）针对转轮的过流表面(biomin)(biomin)刚度、强度不足刚度、强度不足的问题的问题转轮的过流表面转轮的过流表面(biomin)(biomin)刚度、强度不足，是造刚度、强度不足，是造成抗空蚀和抗磨能力不足的主要原因。针对这一现象，成抗空蚀和抗磨能力不足的主要原因。针对这一现象，可以从几个方面进行改造：一是在转轮的过流表面可以从几个方面进行改造：一是在转轮的过流表面(biomin)(biomin
46、)以及其它过流部件表面以及其它过流部件表面(biomin)(biomin)易空蚀磨易空蚀磨损的部位铺焊不锈钢，以提高抗空蚀磨损的效果；二是损的部位铺焊不锈钢，以提高抗空蚀磨损的效果；二是在转轮的制造过程中，需要采用刚度和强度较高的钢材，在转轮的制造过程中，需要采用刚度和强度较高的钢材，根据实际需要采用对应的措施，在一些重要的部位需要根据实际需要采用对应的措施，在一些重要的部位需要使用较好的钢材，其它部位可以采用一般的钢材。使用较好的钢材，其它部位可以采用一般的钢材。3存在(cnzi)问题的解决办法第32页/共52页第三十二页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力不足(bz)原因分析及解决办
47、法如果采用第一种方案，我们可以寻求能够生产如果采用第一种方案，我们可以寻求能够生产HL250HL250型转轮的型转轮的相关厂家进行生产，主要要求生产厂家在满足转轮的强度、刚度的相关厂家进行生产，主要要求生产厂家在满足转轮的强度、刚度的基础上，重新生产一个基础上，重新生产一个HL250HL250型转轮，这样可以保证有关过流部件的型转轮，这样可以保证有关过流部件的结构尺寸（主要是导叶方面）不用改变，有利于减少机组的投资成结构尺寸（主要是导叶方面）不用改变，有利于减少机组的投资成本；但是本；但是(dnsh)(dnsh)据了解，目前国内还没有据了解，目前国内还没有HL250HL250型转轮型号。型转轮
48、型号。3存在(cnzi)问题的解决办法第33页/共52页第三十三页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力不足原因(yunyn)分析及解决办法如果采用第二种方案，根据该水电站的实际情况，我们选择了如果采用第二种方案，根据该水电站的实际情况，我们选择了二种型号的转轮与二种型号的转轮与HL250HL250型转轮进行比较，有关不同转轮型号的参数型转轮进行比较，有关不同转轮型号的参数计算结果见表计算结果见表9-39-3。根据表根据表9-49-4的数据和计算结果可以看出，的数据和计算结果可以看出，HLF13HLF13的各种参数与的各种参数与HL250HL250的参数相差较大，尤其是导叶相对高度较的参数
49、相差较大，尤其是导叶相对高度较HL250HL250的相差较大；的相差较大；HLA551CHLA551C的种种参数与的种种参数与HL250HL250的参数比较接近，导叶相对高度只是相的参数比较接近，导叶相对高度只是相差差0.010.01，因此初步决定采用，因此初步决定采用HLA551CHLA551C转轮。转轮。根据选用的根据选用的HLA551CHLA551C转轮，表转轮，表9-59-5中中HL250HL250转轮的出力转轮的出力(ch l)(ch l)按照机组的实际出力按照机组的实际出力(ch l)(ch l)参数为准，年利用小时数以多年平均参数为准，年利用小时数以多年平均年利用小时数为年利用小
50、时数为2560h2560h为准。为准。3存在(cnzi)问题的解决办法第34页/共52页第三十四页，共52页。9.3.1上坂水电站水轮机出力不足(bz)原因分析及解决办法4 4）更换转轮的费用和经济效益比较）更换转轮的费用和经济效益比较根据水电站的更换根据水电站的更换HLA551CHLA551C的改造方案，制造厂家提的改造方案，制造厂家提出了出了3 3种方案，一是整个转轮（上冠、叶片和下环）为不种方案，一是整个转轮（上冠、叶片和下环）为不锈钢材料；二是上冠为碳钢材料，叶片和下环为不锈钢锈钢材料；二是上冠为碳钢材料，叶片和下环为不锈钢材料；三是整个转轮（上冠、叶片和下环）为碳钢材料，材料；三是整