1. 水轮机振动区往高负荷区跑
1、机组过速故障 ; 分析机组出现过速的原因有: (1)机组在带负荷运行时,由于各种原因突然甩掉负荷,如果此时导叶不能关闭,或者关闭过慢,水轮机组的转速就可能增高到额定转速的120%-140%,甚至更高。(2)在机组正常开停机过程中,发生调速器失控,机组转速同样会急剧上升而发生过速。 (3)在机组正常开停机(或紧急停机)过程中,发生多根剪短销剪短,也会出现机组过速和剧烈震动。
2、水导瓦温度过高故障 ; 引起水导瓦温度过高的原因有以下几方面: (1)润滑油减少:由于轴承油槽密封不良,或排油阀门关闭不严密,造成大量漏油或甩油,润滑油因减少而无法形成良好的油膜,致使轴承温度升高。 (2)油变质:轴承内的润滑油因使用时间较长,或油中有水份或其它酸性杂性,使油质劣化,影响润滑性能,尤其当轴承内大量进水(例如冷却器漏水等)时,使润滑及冷却的介质改变,直接影响轴承的润滑条件,瓦温会急剧上升。 (3)冷却水中断或冷却水压降低:冷却水管堵塞、阀门的阀瓣损坏、管道内进入空气等都会影响冷却器的过流量,使冷却器不能正常发挥作用,引起轴承油温升高。
3、剪断销剪断故障 ; 剪断销剪原因有: (1)当导叶间有异物或机械卡住时,导叶不能运动,而拐臂在调速环的带动下转动,产生较大的剪力,剪断销被剪断。 (2)导叶开启或关闭过快,水流对导叶的压力增大,导致剪力过大而使剪断销剪断。
2. 水轮机组甩负荷
水轮机补气阀的作用是,
补气装置的作用,就是在机组出现不稳定工况时,补入空气,可增加水的弹性,改善机组的运行条件。同时,由于补气破坏了真空,还能防止机组突然甩负荷导水机构紧急关闭时,由于尾水管内产生负水击,下游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现象。 补气分自然补气和强迫补气两种方式。一般均采用自然补气,只有在水轮机吸出高度H。的负值较大,尾水管内压力较高,很难用自然补气方式补气时,才采用压缩空气强迫补气方式。常用的补气装置有轴心孔补气装置、尾水十字架补气装置和尾水短管补气装置。
3. 水轮发电机组振动区范围
机组振动的现象是比较明显的,但振源往往是隐蔽的,除了机器本身转动或固定部分引起的振动外,还需考虑发电机电磁力以及作用于水轮机过流部分的流动压力对系统及其部件振动的影响。
引起水轮发电机组振动的原因多种多样,往往是几种振源同时存在,通常认为使机组产生振动的干扰力源主要来自水力、机械和电气三个方面,三者相互影响、相互作用,常常交织在一起,形成耦合振动。
4. 水轮机溜负荷
导水叶开度小,稳定开度值比较困难,发电机出力发生波动,易产生机械振动。
正常运行时,在高水头下,水轮机在额定负荷附近运行时,机组的振动较小。如果低负荷运行,导水叶的开度非常小,难以稳定开度值,调速器调整频繁,发电机出力发生波动,此时极易产生机械振动。
另外,高水头低负荷时,机组的耗水率通常较高,经济性很差。
5. 水轮机振动过大的原因
白鹤滩水电站的最大落差达到了243.1米,相当于100层楼的高度,滔滔江水从二百多米的高度砸向水轮机,6分钟的出水量就可以灌满杭州西湖。
全部机组将于2022年7月投产发电。电站全部建成投产后,将成为仅次于三峡工程的世界第二大水电站。三峡大坝的最高蓄水位是175米,而白鹤滩大坝的蓄水高度,是825米,比三峡大坝的蓄水位高了六百多米,通过利用巨大的水势落差来进行发电。
白鹤滩水电站的发电机组巨大到什么程度?它转一圈的发电量是能产生150度电,相当于一个普通家庭一个月的用电量,连转12圈,一年的电就出来了。
整个白鹤滩水电站一共安装了16台百万千瓦级别的发电机组,一台发电机组,每运行一个小时,就可以发出100万度电。
白鹤滩水电站投产之后,每年可以节约电煤2000万吨,减少排放二氧化碳5160万吨、二氧化硫17万吨。白鹤滩水电站将与三峡工程、葛洲坝工程,以及金沙江乌东德、溪洛渡、向家坝水电站一起,构成世界最大的清洁能源走廊。
白鹤滩水电站年发电量将达到600亿千瓦时,主要为长三角地区提供源源不断的清洁能源,是集发电、防汛、航运、环保等综合效益于一身的国家战略工程。
白鹤滩水电站一共有16台机组,单机容量100万千瓦,这是世界上仅有的,百万千瓦水轮发电机组,也因此只能由中国自主独立建设,买是
白鹤滩水电站的最大落差达到了243.1米,相当于100层楼的高度,滔滔江水从二百多米的高度砸向水轮机,6分钟的出水量就可以灌满杭州西湖,而水轮机的叶片如果强度不够,很容易就被砸断了。
为了解决这个问题,科研人员进行了大量的创新。一般的水轮机都是由15个叶片组成的,叶片个头大,强度差。白鹤滩的水轮机组,采用了30个叶片,其中15个大叶片,15个小叶片,通过叶片大小的变化,化解水的压力。
历史上,因为水轮机振动而造成的重大安全事故屡有发生,最严重的是俄罗斯的一场事故。2009年8月17号,俄罗斯一处水电站水轮机的振动振幅超过了允许值的4倍,造成螺栓断裂,强大的压力瞬间爆发出来,整台水轮机被强大的能量弹射出几百米远,摧毁了整个发电厂厂房,造成75人死亡。
国际上,水轮机组的单机容量之所以迟迟不能突破百万级别大关,就是因为水轮机越大,产生共振的可能性就越高,就越不安全。从最初的几万吨,一点一点达到85万千瓦,就已经是极限了。中国的水电人员,把这个极限,拉高到了百万千瓦的级别。