動靜干涉引起的水輪機(jī)組振動研究.pdf

1、由于轉(zhuǎn)輪葉片與活動導(dǎo)葉相互作用影響，在水輪機(jī)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(jī)過流部件中傳播，可能會造成機(jī)組固定部件產(chǎn)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(jī)組異常振動問題，這嚴(yán)重影響到機(jī)組的正常運(yùn)行和電站的安全生產(chǎn)。本論文以小天都水電站1號機(jī)組為例，主要采用理論分析、真機(jī)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(jī)組異常振動的原因。
　　在水輪機(jī)故障診斷中，研究人員可以運(yùn)用理論分析的

2、方法查找引起機(jī)組異常振動的可能因素，并以此為依據(jù)設(shè)計真機(jī)試驗方案。本文利用結(jié)構(gòu)及運(yùn)動分析手段描述了混流式水輪機(jī)動靜干涉的產(chǎn)生機(jī)理，同時結(jié)合設(shè)計參數(shù)將動靜干涉機(jī)理應(yīng)用到小天都水電站1號機(jī)組的現(xiàn)場試驗中。
　　真機(jī)試驗是研究水輪機(jī)運(yùn)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(shè)備實時記錄機(jī)組的擺度、振動、噪聲、水壓力等數(shù)值，分析引起機(jī)組異常振動的原因。本次現(xiàn)場試驗中，進(jìn)行了改造前、后的2次相同水頭變負(fù)荷試驗。改變機(jī)組的葉柵組合

3、，對比改造前、后的試驗結(jié)果，能夠有效地說明機(jī)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(jī)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(dǎo)葉及轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)配置方案進(jìn)行三維全流道非定常計算，解析蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流場、分析監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動情況。一方面與真機(jī)試驗結(jié)果做對比，證實動靜干涉頻率在蝸殼內(nèi)占主導(dǎo)地位，另一方面通過計算新設(shè)計水輪機(jī)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(yīng)